Formula, struktura, svojstva i upotreba fluorovodične kiseline (HF)

fluorovodična kiselina (HF)Vodena otopina u kojoj je otopljen vodikov fluorid. Ova kiselina se dobiva uglavnom reakcijom koncentrirane sumporne kiseline s mineralnim fluoritom (CaF)₂). Mineral se razgrađuje djelovanjem kiseline, a preostala voda otapa plinove vodikovog fluorida.

Iz te iste kisele vode, može se destilirati čisti proizvod, odnosno hidrogen fluoridni anhidrid. Ovisno o količinama otopljenog plina, dobivaju se različite koncentracije i stoga nekoliko dostupnih proizvoda fluorovodične kiseline na tržištu..

Pri koncentraciji manjoj od 40% ima kristalni izgled koji se ne razlikuje od vode, ali pri višim koncentracijama ispušta bijele pare vodikovog fluorida. Fluorovodična kiselina je poznata kao jedna od najagresivnijih i najopasnijih kemikalija.

Sposoban je "pojesti" gotovo svaki materijal s kojim ima dodir: od stakla, keramike i metala, do stijena i betona. U kojem se spremniku pohranjuje? U plastičnim bocama, sintetski polimeri su inertni na svoje djelovanje.

indeks

• 1 Formula
• 2 Struktura
• 3 Svojstva
  • 3.1 Reaktivnost
• 4 Upotreba
• 5 Reference

formula

Formula vodikovog fluorida je HF, ali je fluoridna kiselina zastupljena u vodenom mediju HF (ac), da bi se razlikovala od prvog.

Stoga se fluorovodična kiselina može smatrati hidratom vodikovog fluorida, što rezultira njegovim anhidridom.

struktura

Sva kiselina u vodi ima sposobnost generiranja iona u ravnotežnoj reakciji. U slučaju fluorovodične kiseline, procjenjuje se da u otopini postoji ionski par H₃O⁺ i F^-.

Anion F^- vjerojatno stvara vrlo jak vodikov most s jednim od vodikovih kationa (F-H-O⁺-H₂). To objašnjava zašto je fluorovodična kiselina slaba Bronstedova kiselina (protonski donor, H⁺), unatoč visokoj i opasnoj reaktivnosti; to jest, u vodi ne oslobađa toliko H⁺ u usporedbi s drugim kiselinama (HCl, HBr ili HI).

Međutim, u koncentriranoj fluorovodičnoj kiselini interakcije između molekula fluorida vodika dovoljno su učinkovite da im omoguće bijeg u plinskoj fazi..

To jest, unutar vode mogu međusobno djelovati kao da su u tekućem anhidridu, tvoreći vodikove mostove između njih. Ovi vodikovi mostovi mogu se asimilirati kao gotovo linearni lanci (H-F-H-F-H-F- ...) okruženi vodom.

U gornjoj slici, ne-zajednički par elektrona orijentiran je u suprotnom smjeru veze (H-F :) stupa u interakciju s drugom HF molekulom kako bi sastavio lanac.

nekretnine

Budući da je fluorovodična kiselina vodena otopina, njezina svojstva ovise o koncentraciji anhidrida otopljenog u vodi. HF je vrlo topiv u vodi i higroskopan je, sposoban za proizvodnju raznih otopina: od vrlo koncentriranih (dimi i žutim tonovima) do vrlo razrijeđenih.

Kako se njegova koncentracija smanjuje, HF (ac) usvaja svojstva koja su sličnija čistoj vodi od onih anhidrida. Međutim, vodikove veze H-F-H su jače od onih u vodi, H₂O-H-O-H.

Oba su suživota u skladu s rješenjima, povećavajući točke vrenja (do 105ºC). Isto tako, gustoće se povećavaju s otapanjem više HF anhidrida. Od odmora, sve otopine HF (ac) imaju jak i iritantan miris i bezbojne su.

reaktivnost

Dakle, što je korozivno ponašanje fluorovodične kiseline? Odgovor leži u vezi H-F i sposobnosti atoma fluora da formira vrlo stabilne kovalentne veze.

Kako je fluor vrlo mali i elektronegativni atom, on je snažna Lewisova kiselina. To jest, odvojeno je od vodika da se veže za vrste koje nude više elektrona uz niske troškove energije. Na primjer, ove vrste mogu biti metali, kao što je silicij prisutan u čašama.

SiO₂ + 4 HF → SiF₄(g) + 2H₂O

SiO₂ + 6 HF → H₂SIF₆ + 2H₂O

Ako je energija disocijacije veze H-F visoka (574 kJ / mol), zašto se ona razbija u reakcijama? Odgovor ima kinetičke, strukturne i energetske nijanse. Općenito, što je reaktivniji dobiveni proizvod, to je njegova formacija pogodnija.

Što se događa s F^- u vodi? U koncentriranim otopinama fluorovodične kiseline druga HF molekula može tvoriti vodikovu vezu s F^- para [H₃O⁺F^-].

To rezultira stvaranjem difluoridnog iona [FHF]^-, koja je izuzetno kisela. Zato je svaki fizički kontakt s ovim iznimno štetan. Najmanja izloženost može izazvati beskonačnost oštećenja organizma.

Postoje mnogi sigurnosni standardi i protokoli za pravilno upravljanje, a time i sprječavanje potencijalnih nesreća onih koji rade s ovom kiselinom.

aplikacije

Riječ je o spoju s brojnim primjenama u industriji, istraživanju i radu potrošača.

- Fluorovodična kiselina stvara organske derivate koji su uključeni u proces pročišćavanja aluminija.

- Koristi se za odvajanje izotopa iz urana, kao u slučaju uranovog heksafluorida (UF)₆). Također se koristi u ekstrakciji, preradi i rafiniranju metala, stijena i ulja, a koristi se i za inhibiciju rasta i uklanjanje plijesni.

- Korozivna svojstva kiseline korištena su za rezanje i graviranje kristala, posebno onih matiranih, primjenom tehnike jetkanja.. 

- Koristi se u proizvodnji silikonskih poluvodiča, s višestrukim uporabama u razvoju računanja i računalstva, odgovornih za ljudski razvoj.

- Koristi se u automobilskoj industriji kao sredstvo za čišćenje, koristi se kao sredstvo za uklanjanje hrđe u keramici.

- Osim što služi kao posrednik u nekim kemijskim reakcijama, fluorovodična kiselina se koristi u nekim ionskim izmjenjivačima koji su uključeni u pročišćavanje metala i složenijih tvari.

- Sudjeluje u preradi nafte i njezinih derivata, koja je omogućila dobivanje otapala za uporabu u proizvodnji proizvoda za čišćenje i uklanjanje masti..

- Koristi se u proizvodnji sredstava za nanošenje i površinsku obradu.

- Potrošači koriste brojne proizvode u kojima je fluorovodična kiselina sudjelovala u njezinoj izradi; na primjer, neke potrebne za njegu automobila, sredstva za čišćenje namještaja, električne i elektroničke komponente i goriva, među ostalim proizvodima.

reference

1. Pubchem. (2018.). Fluorovodična kiselina. Preuzeto 3. travnja 2018., iz: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2.  Kat Day. (16. travnja 2013.) Kiselina koja doista jede kroz sve. Preuzeto 3. travnja 2018., s adrese: chronicleflask.com
3. Wikipedia. (28. ožujka 2018.). Fluorovodična kiselina. Preuzeto 3. travnja 2018. s adrese: en.wikipedia.org.
4. Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija (četvrto izdanje, stranice 129, 207-249, 349, 407). Mc Graw Hill.
5. Fluorovodična kiselina. Musc. Medicinsko sveučilište Južne Karoline. Preuzeto 3. travnja 2018., iz: academepartments.musc.edu