Formula, struktura, lastnosti in uporaba hidrofluorne kisline (HF)

The fluorovodikova kislina (HF)je vodna raztopina, v kateri je raztopljen vodikov fluorid. Ta kislina se pridobiva predvsem iz reakcije koncentrirane žveplove kisline z mineralnim fluoritom (CaF)₂). Mineral se razgradi zaradi delovanja kisline in preostala voda raztopi pline vodikovega fluorida.

Iz te iste kisle vode se lahko destilira čisti produkt, to je anhidrid vodikovega fluorida. Glede na količine raztopljenega plina dobimo različne koncentracije in s tem več razpoložljivih proizvodov fluorovodikove kisline na trgu..

Pri koncentraciji, ki je manjša od 40%, ima kristalni videz, ki ga ni mogoče ločiti od vode, vendar pri višjih koncentracijah oddaja bele hlape vodikovega fluorida. Fluorovodikova kislina je znana kot ena najbolj agresivnih in nevarnih kemikalij.

Zmožen je "jesti" skoraj vsak material, s katerim ima stik: od kozarcev, keramike in kovin, do skal in betona. V kakšnem vsebniku se shrani? V plastenkah so sintetični polimeri inertni za svoje delovanje.

Indeks

• 1 Formula
• 2 Struktura
• 3 Lastnosti
  • 3.1 Reaktivnost
• 4 Uporabe
• 5 Reference

Formula

Formula vodikovega fluorida je HF, fluoridna kislina pa je predstavljena v vodnem mediju HF (ac), da se razlikuje od prvega.

Fluorovodikovo kislino lahko torej štejemo za hidrat fluorovodika, kar ima za posledico njegov anhidrid.

Struktura

Vsa kislina v vodi ima sposobnost ustvarjanja ionov v ravnotežni reakciji. V primeru fluorovodikove kisline se ocenjuje, da je v raztopini ionski par H₃O⁺ in F^-.

Anion F^- verjetno tvori zelo močan vodikov most z enim od kationskih vodikov (F-H-O⁺-H₂). To pojasnjuje, zakaj je fluorovodikova kislina šibka Bronstedova kislina (protonski donor, H⁺) kljub svoji visoki in nevarni reaktivnosti; to pomeni, da v vodi ne sprošča toliko H⁺ v primerjavi z drugimi kislinami (HCl, HBr ali HI).

Vendar pa so v koncentrirani fluorovodikovi kislini interakcije med molekulami vodikovega fluorida dovolj učinkovite, da lahko izstopijo v plinski fazi..

To pomeni, da lahko v notranjosti vode medsebojno delujejo, kot da bi bili v tekočem anhidridu, ki tvorijo vodikove mostove med njimi. Te vodikove mostove lahko asimiliramo kot skoraj linearne verige (H-F-H-F-H-F- ...), obdane z vodo.

Na zgornji sliki je ne-deljen par elektronov usmerjen v nasprotni smeri vezi (H-F :) medsebojno deluje z drugo HF molekulo, da zbere verigo.

Lastnosti

Ker je fluorovodikova kislina vodna raztopina, so njene lastnosti odvisne od koncentracije anhidrida, raztopljenega v vodi. HF je zelo topen v vodi in je higroskopičen, saj lahko proizvaja različne rešitve: od zelo koncentriranega (dimljene in rumene barve) do zelo razredčenih..

Ko se koncentracija zmanjša, HF (ac) prevzame lastnosti, ki so bolj podobne čisti vodi kot anhidrida. Vendar so vodikove vezi H-F-H močnejše od tistih v vodi, H₂O-H-O-H.

Oba sta v sozvočju v raztopinah, dvigajoča vrelišča (do 105 ° C). Podobno se gostote povečajo, ko se raztopi več anhidrida HF. Vse preostale raztopine HF (ac) imajo močne in dražilne vonjave in so brezbarvne.

Reaktivnost

Torej, kaj je korozivno obnašanje fluorovodikove kisline? Odgovor leži v vezi H-F in sposobnosti fluorovih atomov, da tvorijo zelo stabilne kovalentne vezi.

Ker je fluor zelo majhen in elektronegativen atom, je močna Lewisova kislina. To pomeni, da je ločen od vodika, da se veže na vrste, ki ponujajo več elektronov pri nizkih stroških energije. Na primer, te vrste so lahko kovine, kot je silicij, prisoten v kozarcih.

SiO₂ + 4 HF → SiF₄(g) + 2H₂O

SiO₂ + 6 HF → H₂SiF₆ + 2H₂O

Če je energija disociacije H-F vezi visoka (574 kJ / mol), zakaj se v reakcijah pretrga? Odgovor ima kinetične, strukturne in energetske odtenke. Na splošno velja, da manj je reaktivni nastali produkt, tem bolj je njegova tvorba bolj naklonjena.

Kaj se dogaja s F^- v vodi? V koncentriranih raztopinah fluorovodikove kisline lahko druga HF molekula tvori vodikovo vez s F^- para [H₃O⁺F^-].

To povzroči nastanek difluoridnega iona [FHF]^-, ki je izjemno kisla. Zato je vsak fizični stik s tem izjemno škodljiv. Najmanjša izpostavljenost lahko povzroči neskončno škodo organizmu.

Obstaja veliko varnostnih standardov in protokolov za pravilno upravljanje in s tem preprečevanje morebitnih nesreč tistim, ki delujejo s to kislino.

Uporabe

Je spojina s številnimi aplikacijami v industriji, raziskavah in delu potrošnikov.

- Fluorovodikova kislina proizvaja organske derivate, ki so vključeni v proces čiščenja aluminija.

- Uporablja se pri ločevanju izotopov iz urana, kot v primeru uranovega heksafluorida (UF).₆). Uporablja se tudi pri ekstrakciji, predelavi in ​​rafiniranju kovin, kamnin in olj, ki se uporabljajo tudi za zaviranje rasti in odstranjevanje plesni..

- Korozivne lastnosti kisline so bile uporabljene za rezanje in jedkanje kristalov, še posebej zmrznjenih, s tehniko jedkanja.. 

- Uporablja se pri izdelavi silicijevih polprevodnikov, z več uporabami pri razvoju računalništva in računalništva, odgovornih za človekov razvoj.

- Uporablja se v avtomobilski industriji kot čistilo in se uporablja kot odstranjevalec rje v keramiki.

- Poleg tega, da služi kot posrednik pri nekaterih kemijskih reakcijah, se fluorovodikova kislina uporablja v nekaterih ionskih izmenjevalcih, ki sodelujejo pri čiščenju kovin in bolj kompleksnih snovi..

- Sodeluje pri predelavi nafte in njenih derivatov, ki je omogočila pridobivanje topil za uporabo pri proizvodnji izdelkov za čiščenje in odstranjevanje maščob..

- Uporablja se pri generiranju sredstev za galvanizacijo in površinsko obdelavo.

- Potrošniki uporabljajo številne proizvode, v katerih je fluorovodikova kislina sodelovala pri njeni izdelavi; med drugim so nekateri potrebni za nego avtomobila, čistilna sredstva za pohištvo, električne in elektronske komponente ter goriva.

Reference

1. PubChem. (2018). Fluorovodikova kislina. Pridobljeno 3. aprila 2018, iz: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2.  Kat Day. (16. april 2013). Kislina, ki resnično jedo skozi vse. Pridobljeno 3. aprila 2018, od: chronicleflask.com
3. Wikipedija. (28. marec 2018). Fluorovodikova kislina. Pridobljeno 3. aprila 2018 od: en.wikipedia.org.
4. Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija (četrta izdaja, strani 129, 207-249, 349, 407). Mc Graw Hill.
5. Fluorovodikova kislina. Musc. Medicinska univerza v Južni Karolini. Pridobljeno 3. aprila 2018, iz: academdepartments.musc.edu