Формула, структура, свойства и употреби на флуороводородна киселина (HF)

на флуороводородна киселина (HF)е воден разтвор, в който се разтваря флуорид на водород. Тази киселина се получава главно от реакцията на концентрираната сярна киселина с минералния флуорит (CaF)₂). Минералът се разгражда от действието на киселината, а останалата вода разтваря газовете флуороводород.

От същата кисела вода може да се дестилира чистият продукт, т.е. анхидридът на водородния флуорид. В зависимост от количествата на разтворения газ се получават различни концентрации и следователно няколко налични продукта на флуороводородна киселина на пазара..

При концентрация, по-малка от 40%, той има кристален вид, който не се различава от водата, но при по-високи концентрации излъчва бели пари на флуороводород. Хидрофлуорната киселина е известна като една от най-агресивните и опасни химикали.

Той е способен да "изяде" почти всеки материал, с който има контакт: от стъкла, керамика и метали, до скали и бетон. В кой контейнер тогава се съхранява? В пластмасови бутилки, синтетични полимери инертни към тяхното действие.

индекс

• 1 Формула
• 2 Структура
• 3 Свойства
  • 3.1 Реактивност
• 4 Използване
• 5 Препратки

формула

Формулата на флуороводорода е HF, но тази на флуороводородна киселина е представена във водна среда, HF (ac), за да се разграничи от първата.

Така, флуороводородна киселина може да се разглежда като хидрат на флуороводород, и това води до неговия анхидрид.

структура

Всяка киселина във водата има способността да генерира йони в равновесна реакция. В случай на флуороводородна киселина се преценява, че в разтвор има йонна двойка Н₃О⁺ и F^-.

Анионът F^- вероятно образува много силен водороден мост с един от водородните катиони (F-H-O⁺-Н₂). Това обяснява защо флуороводородната киселина е слаба киселина на Бронстед (протон донор, Н⁺) въпреки високата и опасна реактивност; това означава, че във вода не се отделят толкова много Н⁺ в сравнение с други киселини (HCl, HBr или HI).

В концентрирана флуороводородна киселина обаче взаимодействията между молекулите на водородния флуорид са достатъчно ефективни, за да могат да избягат в газовата фаза..

Това означава, че във водата те могат да взаимодействат така, сякаш са в течния анхидрид, образувайки водородни мостове между тях. Тези водородни мостове могат да бъдат асимилирани като почти линейни вериги (H-F-H-F-H-F- ...), заобиколени от вода.

В горното изображение не-споделената двойка електрони, ориентирани в обратна посока на връзката (H-F :) взаимодейства с друга HF молекула, за да сглоби веригата.

свойства

Тъй като флуороводородна киселина е воден разтвор, неговите свойства зависят от концентрацията на анхидрида, разтворен във вода. HF е много разтворим във вода и е хигроскопичен, като е в състояние да произвежда разнообразни разтвори: от много концентрирани (димни и жълти тонове) до много разредени..

С намаляването на концентрацията, HF (ac) приема свойства, по-сходни с чистата вода, отколкото тези на анхидрида. Въпреки това, водородни връзки Н-F-H са по-силни от тези във вода, Н₂О-Н-О-Н.

И двете съжителстват в хармония в разтворите, повишавайки точките на кипене (до 105 ° С). По същия начин, плътността нараства с разтварянето на повече HF анхидрид. От останалата част всички разтвори на HF (ac) имат силни и дразнещи миризми и са безцветни.

реактивност

И така, какво е корозионното поведение на флуороводородна киселина? Отговорът се крие в H-F връзката и в способността на флуорния атом да образува много стабилни ковалентни връзки.

Тъй като флуорът е много малък и електроотрицателен атом, той е мощна киселина на Люис. Тоест, той се отделя от водорода, за да се свързва с видове, които предлагат повече електрони при ниски енергийни разходи. Например, тези видове могат да бъдат метали, като силиций, присъстващ в чашите.

SiO₂ + 4 HF → SiF₄(g) + 2H₂О

SiO₂ + 6 HF → H₂СИФ₆ + 2 Н₂О

Ако енергията на дисоциацията на H-F връзката е висока (574 kJ / mol), защо се разпада в реакциите? Отговорът има кинетични, структурни и енергийни нюанси. Като цяло, колкото по-малко реагира получения продукт, толкова по-благоприятно е неговото формиране.

Какво се случва с F^- във водата? В концентрирани разтвори на флуороводородна киселина друга HF молекула може да образува водородна връзка с F^- на двойката [H₃О⁺F^-].

Това води до генериране на дифлуорид йон [FHF]^-, което е изключително кисело. Ето защо всички физически контакти с това са изключително вредни. Най-малката експозиция може да предизвика безкрайност на уврежданията на организма.

Съществуват много стандарти за безопасност и протоколи за правилно управление и по този начин предотвратяват потенциални инциденти с онези, които работят с тази киселина.

приложения

Това е съединение с многобройни приложения в индустрията, в научните изследвания и в работата на потребителите.

- Хидрофлуорната киселина генерира органични производни, които участват в процеса на пречистване на алуминий.

- Използва се за отделяне на изотопи от уран, както в случая на уран хексафлуорид (UF) \ t₆). Използва се също при извличане, преработка и рафиниране на метали, скали и масла, използвани също за инхибиране на растежа и отстраняване на плесен.

- Корозивните свойства на киселината са използвани за изрязване и ецване на кристали, особено на замръзнали, като се използва техниката на ецване.. 

- Той се използва в производството на силициеви полупроводници, с множество приложения в разработването на компютърни и изчислителни технологии, отговорни за човешкото развитие.

- Използва се в автомобилната индустрия като препарат за почистване, използва се за отстраняване на ръжда в керамиката.

- Освен че служи като посредник в някои химични реакции, флуороводородна киселина се използва в някои йонообменници, които участват в пречистването на метали и по-сложни вещества.

- Участва в преработката на нефт и неговите производни, което е позволило получаването на разтворители за производството на продукти за почистване и отстраняване на мазнини..

- Използва се за генериране на агенти за покритие и повърхностна обработка.

- Потребителите използват множество продукти, в които флуороводородна киселина е участвала в нейното разработване; например някои необходими за грижа за автомобила, почистващи продукти за мебели, електрически и електронни компоненти и горива, наред с други продукти.

препратки

1. PubChem. (2018). Флуороводородна киселина. Възстановен на 3 април 2018 г. от: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2.  Kat Day. (16 април 2013 г.). Киселината, която наистина яде през всичко. Възстановен на 3 април 2018 г. от: chronicleflask.com
3. Wikipedia. (28 март, 2018 г.). Флуороводородна киселина. Възстановен на 3 април 2018 г. от: en.wikipedia.org.
4. Shiver & Atkins. (2008 г.). Неорганична химия (четвърто издание, страници 129, 207-249, 349, 407). Mc Graw Hill.
5. Флуороводородна киселина. Musc. Медицински университет в Южна Каролина. Възстановен на 3 април 2018 г. от: academdepartments.musc.edu