Плавикової кислоти (HF) , являє собою водний розчин , в якому розчинений фтористий водень. Ця кислота отримується головним чином при реакції концентрованої сірчаної кислоти з мінеральним фторитом (CaF 2 ). Мінерал руйнується під дією кислоти, а вода, що залишилася, розчиняє гази фтористого водню.
Чистий продукт, тобто безводний фторид водню, може бути дистильований із цієї ж кислої води. Залежно від кількості розчиненого газу виходять різні концентрації і, отже, різні доступні на ринку продукти фтористоводневої кислоти.
При концентрації менше 40% він має кристалічний вигляд, не відрізняється від води, але при більш високих концентраціях виділяє білі пари фтористого водню. Фторова кислота відома як одна з найбільш агресивних і небезпечних хімічних речовин.
Він здатний "з'їсти" майже будь-який матеріал, з яким він стикається: від скла, кераміки та металів, до гірських порід та бетону. У якому контейнері він зберігається? У пластикових пляшках синтетичні полімери інертні до їх дії.
Формула
Формула фтористого водню - HF, але фтористоводнева кислота представлена у водному середовищі HF (aq), щоб диференціювати себе від колишнього.
Таким чином, фтористу кислоту можна розглядати як гідрат фтористого водню, а це її ангідрид.
Будова
Кожна кислота у воді має здатність генерувати іони в рівноважній реакції. У випадку з фтористою кислотою підраховано, що пара іонів H 3 O + і F - існує у розчині .
Аніон F - ймовірно, утворює дуже міцний водневий зв’язок з одним із водню в катіоні (FHO + -H 2 ). Це пояснює, чому фтороводородна кислота є слабкою Бронстедовою кислотою (протонний донор, Н + ), незважаючи на високу та небезпечну реакційну здатність; тобто у воді він не виділяє стільки Н + порівняно з іншими кислотами (HCl, HBr або HI).
Однак у концентрованій плавиковій кислоті взаємодії між молекулами фтористого водню є досить ефективними, щоб вони могли вийти у газову фазу.
Тобто, всередині води вони можуть взаємодіяти так, ніби перебувають у рідкому ангідриді, утворюючи, таким чином, водневі зв’язки між ними. Ці водневі зв’язки можуть бути асимільовані як майже лінійні ланцюги (HFHFHF-…), оточені водою.
На зображенні вище, нерозділена пара електронів, орієнтована у протилежному напрямку зв’язку (HF :) взаємодіє з іншою молекулою HF для збирання ланцюга.
Властивості
Оскільки фтороводородна кислота є водним розчином, її властивості залежать від концентрації ангідриду, розчиненого у воді. HF дуже розчинний у воді і є гігроскопічним, здатний виробляти різноманітні розчини: від дуже концентрованих (димчасті та з жовтими тонами) до дуже розріджених.
Коли його концентрація зменшується, HF (ac) набуває властивостей, більш подібних до чистої води, ніж у ангідриду. Однак водневі зв’язки HFH міцніші, ніж у воді, H 2 O-HOH.
Обидва співіснують в гармонії в розчинах, підвищуючи температуру кипіння (до 105ºC). Аналогічно, щільність збільшується в міру розчинення більше HF ангідриду. В іншому випадку всі розчини HF (ac) мають сильний, дратівливий запах і безбарвні.
Реактивність
Тож чим обумовлена корозійна поведінка фтористої кислоти? Відповідь полягає у зв'язку HF та у здатності атома фтору утворювати дуже стійкі ковалентні зв’язки.
Фтор, будучи дуже малим та електронегативним атомом, є потужною кислотою Льюїса. Тобто він відокремлюється від водню для зв’язування з видами, які пропонують йому більше електронів при низькій вартості енергії. Наприклад, цими видами можуть бути метали, наприклад кремній, присутній у склянках.
SiO 2 + 4 HF → SiF 4 (g) + 2 H 2 O
SiO 2 + 6 HF → H 2 SiF 6 + 2 H 2 O
Якщо енергія дисоціації зв'язку HF висока (574 кДж / моль), чому він розривається в реакціях? Відповідь має кінетичний, структурний та енергетичний підтекст. Взагалі, чим менше реакційноздатний продукт, тим більше сприяє його утворенню.
Що відбувається з F - у воді? У концентрованих розчинах фтористої кислоти ще одна молекула HF може воднево зв’язуватися з F - пари.
Це призводить до утворення іона дифторида - , який є надзвичайно кислим. Ось чому будь-який фізичний контакт з ним надзвичайно шкідливий. Найменший вплив може спричинити нескінченну шкоду організму.
Існує багато стандартів та протоколів безпеки щодо їх правильного поводження, і, таким чином, уникнути можливих аварій для тих, хто оперує цією кислотою.
Програми
Це з'єднання з численними сферами застосування в промисловості, науково-дослідних і побутових справах.
- Фтороводородна кислота утворює органічні похідні, які втручаються в процес очищення алюмінію.
- Він використовується при розділенні ізотопів урану, як і у випадку гексафториду урану (UF 6 ). Так само його використовують у видобутку, переробці та рафінуванні металів, гірських порід та олій, також використовуються для гальмування росту та видалення цвілі.
- Корозійні властивості кислоти використовувались для різьблення та гравіювання кристалів, особливо матових, за допомогою техніки травлення.
- Застосовується у виробництві силіконових напівпровідників, із багаторазовим застосуванням у розробці обчислювальної та інформаційної технологій, відповідальних за розвиток людини.
- Застосовується в автомобільній промисловості як очищувач, використовується як засіб для видалення цвілі на кераміці.
- Крім того, що служить проміжним елементом у деяких хімічних реакціях, фтороводородна кислота використовується в деяких іонітах, які беруть участь у очищенні металів та більш складних речовин.
- Бере участь у переробці нафти та її похідних, що дозволило отримати розчинники для використання у виробництві засобів для очищення та видалення жиру.
- Застосовується при генерації засобів для покриття та обробки поверхонь.
- Споживачі вживають численні продукти, в яких фтористоводородна кислота брала участь у їх розробці; наприклад, деякі необхідні для догляду за автомобілем, засоби для чищення меблів, електричні та електронні компоненти та паливо, серед інших продуктів.
Список літератури
- PubChem. (2018). Фтороводородна кислота. Отримано 3 квітня 2018 року з: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- День Кет. (16 квітня 2013 р.). Кислота, яка насправді їсть через усе. Отримано 3 квітня 2018 року з: chronicleflask.com
- Вікіпедія. (28 березня 2018 р.). Фтороводородна кислота. Отримано 3 квітня 2018 року з: en.wikipedia.org.
- Шивер і Аткінс. (2008). Неорганічна хімія. (4-е вид., С. 129, 207-249, 349, 407). Mc Graw Hill.
- Фтороводородна кислота. Musc. Медичний університет Південної Кароліни. Отримано 3 квітня 2018 року з: academdepartments.musc.edu