Acidul fluorhidric (HF) este o soluție apoasă în care este dizolvat acid fluorhidric. Acest acid este în principal obținut din reacția acidului sulfuric concentrat cu fluorit mineral (CaF 2 ). Mineralul este degradat prin acțiunea acidului, iar apa rămasă dizolvă gazele fluorurate de hidrogen.
Produsul pur, adică fluorura de hidrogen anhidru, poate fi distilat din aceeași apă acidă. În funcție de cantitățile de gaze dizolvate, se obțin diferite concentrații și, prin urmare, diverse produse disponibile de acid fluorhidric pe piață.
La o concentrație mai mică de 40%, are un aspect cristalin, nedistins de apă, dar la concentrații mai mari, degajă vapori de fluor de hidrogen alb. Acidul fluorhidric este cunoscut ca unul dintre cele mai agresive și periculoase substanțe chimice.
Este capabil să „mănânce” aproape orice material cu care vine în contact: de la sticlă, ceramică și metale, până la roci și beton. În ce container este apoi depozitat? În sticlele de plastic, polimerii sintetici inertă la acțiunea lor.
Formulă
Formula de fluorură de hidrogen este HF, dar cea a acidului fluorhidric este reprezentată într-un mediu apos, HF (aq), pentru a se diferenția de primul.
Astfel, acidul fluorhidric poate fi considerat drept hidratul fluorurii de hidrogen și acesta este anhidrida.
Structura
Fiecare acid din apă are capacitatea de a genera ioni într-o reacție de echilibru. În cazul acidului fluorhidric, se estimează că perechea de ioni H 3 O + și F - există într-o soluție .
Anionul F - formează probabil o legătură foarte puternic de hidrogen cu unul dintre hidrogenii din cation (FHO + -H 2 ). Aceasta explică de ce acidul fluorhidric este un acid bronzat slab (donator de protoni, H + ), în ciuda reactivității sale ridicate și periculoase; adică în apă nu eliberează la fel de mult H + în comparație cu alți acizi (HCl, HBr sau HI).
Cu toate acestea, în acidul fluorhidric concentrat, interacțiunile dintre moleculele de fluor de hidrogen sunt suficient de eficiente pentru a le permite să scape în faza gazoasă.
Adică în apă pot interacționa ca și cum ar fi în anhidridă lichidă, formând astfel legături de hidrogen între ele. Aceste legături de hidrogen pot fi asimilate ca lanțuri aproape liniare (HFHFHF-…) înconjurate de apă.
În imaginea de mai sus, perechea de electroni ne-partajată orientată în direcția opusă a legăturii (HF :) interacționează cu o altă moleculă HF pentru a asambla lanțul.
Proprietăți
Deoarece acidul fluorhidric este o soluție apoasă, proprietățile sale depind de concentrația anhidridei dizolvate în apă. HF este foarte solubil în apă și este higroscopic, fiind capabil să producă o varietate de soluții: de la foarte concentrate (fum și cu tonuri de galben) până la foarte diluate.
Pe măsură ce concentrația sa scade, HF (ac) preia proprietăți mai asemănătoare cu apa pură decât cele ale anhidridei. Cu toate acestea, legăturile de hidrogen HFH sunt mai puternice decât cele în apă, H 2 O-HOH.
Ambele coexistă în armonie în soluții, ridicând punctele de fierbere (până la 105ºC). De asemenea, densitățile cresc odată cu dizolvarea mai multor anhidride HF. În caz contrar, toate soluțiile HF (ac) au mirosuri puternice, iritante și sunt incolore.
reactivitatea
Deci, ce se datorează comportamentul coroziv al acidului fluorhidric? Răspunsul constă în legătura HF și în capacitatea atomului de fluor de a forma legături covalente foarte stabile.
Fluorul este un atom foarte mic și electronegativ, este un acid Lewis puternic. Adică se separă de hidrogen pentru a se lega de speciile care îi oferă mai mulți electroni la un cost energetic scăzut. De exemplu, aceste specii pot fi metale, cum ar fi siliciul prezent în pahare.
SiO 2 + 4 HF → sif 4 (g) + 2 H 2 O
SiO 2 + 6 HF → H 2 sif 6 + 2 H 2 O
Dacă energia de disociere a legăturii HF este mare (574 kJ / mol), de ce se rupe în reacții? Răspunsul are detonări cinetice, structurale și energetice. În general, cu cât produsul rezultat este mai puțin reactiv, cu atât formarea acestuia este mai favorizată.
Ce se întâmplă cu F - în apă? În soluții concentrate de acid fluorhidric, o altă moleculă de HF poate lega hidrogenul cu F - al perechii.
Aceasta duce la generarea ionului de difluorură - care este extrem de acid. De aceea, orice contact fizic cu acesta este extrem de dăunător. Cea mai mică expunere poate declanșa deteriorarea interminabilă a organismului.
Există multe standarde și protocoale de siguranță pentru manipularea corectă a acestuia și, astfel, evită potențialele accidente ale celor care operează cu acest acid.
Aplicații
Este un compus cu numeroase aplicații în industrie, în cercetare și în domeniul consumatorilor.
- Acidul fluorhidric generează derivați organici care intervin în procesul de purificare a aluminiului.
- Se folosește în separarea izotopilor de uraniu, ca în cazul hexafluorurii de uraniu (UF 6 ). De asemenea, este utilizat în extracția, prelucrarea și rafinarea metalelor, rocilor și uleiurilor, fiind utilizat și pentru inhibarea creșterii și îndepărtarea mucegaiului.
- Proprietățile corozive ale acidului au fost utilizate pentru sculptarea și gravarea cristalelor, în special a celor înghețate, folosind tehnica de gravare.
- Este utilizat la fabricarea semiconductorilor din silicon, cu multiple utilizări în dezvoltarea tehnologiei informatice și informaționale, responsabil pentru dezvoltarea umană.
- Este utilizat în industria automobilelor ca produs de curățare, fiind folosit ca un demachiant pentru ceramică.
- Pe lângă faptul că servește ca intermediar în unele reacții chimice, acidul fluorhidric este utilizat în unele schimbătoare de ioni care sunt implicați în purificarea metalelor și a substanțelor mai complexe.
- Participă la prelucrarea uleiului și a derivatelor acestuia, ceea ce a permis obținerea de solvenți pentru utilizarea la fabricarea produselor de curățare și eliminare a grăsimilor.
- Este utilizat în generarea agenților pentru placare și tratarea suprafeței.
- consumatorii folosesc numeroase produse la care acidul clorhidric a participat la elaborarea lor; de exemplu, unele necesare pentru îngrijirea mașinii, produse de curățare pentru mobilă, componente electrice și electronice și combustibili, printre alte produse.
Referințe
- Extract. (2018). Acid hidrofloric. Preluat pe 3 aprilie 2018, de pe: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Ziua Kat. (16 aprilie 2013). Acidul care într-adevăr mănâncă prin toate. Preluat pe 3 aprilie 2018, de pe: cronicleflask.com
- Wikipedia. (28 martie 2018). Acid hidrofloric. Preluat pe 3 aprilie 2018, de pe: en.wikipedia.org.
- Shiver & Atkins. (2008). Chimie anorganică. (Ediția a 4-a, p. 129, 207-249, 349, 407). Mc Graw Hill.
- Acid hidrofloric. MUSC. Universitatea Medicală din Carolina de Sud. Preluat pe 3 aprilie 2018, de la: academicdepartments.musc.edu