Hydrofluorihappo (HF), rakenne, ominaisuudet ja käyttötavat

fluorivetyhappo (HF)on vesiliuos, jossa on fluorivetyä. Tämä happo saadaan pääasiassa väkevän rikkihapon reaktiosta mineraalifluoriitin (CaF) kanssa.₂). Mineraali hajoaa hapon vaikutuksesta ja jäljellä oleva vesi liuottaa fluorivetykaasut.

Tästä samasta happamasta vedestä voidaan puhdistaa puhdasta tuotetta, toisin sanoen vetyfluoridianhydridiä. Riippuen liuenneen kaasun määristä saadaan erilaisia ​​pitoisuuksia ja näin ollen useita saatavia fluorivetyhapon tuotteita markkinoilla..

Alle 40%: n konsentraatiossa sen kiteinen ulkonäkö on erotettavissa vedestä, mutta suuremmilla pitoisuuksilla se tuottaa valkoisia höyryjä fluorivetyä. Hydrofluorihappo tunnetaan yhtenä aggressiivisimmista ja vaarallisimmista kemikaaleista.

Se kykenee "syömään" melkein mitä tahansa materiaalia, johon se on kosketuksissa: lasista, keramiikasta ja metallista, kivistä ja betonista. Missä säiliössä se varastoidaan? Muovipulloissa synteettiset polymeerit ovat inerttejä niiden vaikutuksesta.

indeksi

• 1 Kaava
• 2 Rakenne
• 3 Ominaisuudet
  • 3.1 Reaktiivisuus
• 4 Käyttö
• 5 Viitteet

kaava

Vetyfluoridin kaava on HF, mutta fluorivetyhappo on esitetty vesipitoisessa väliaineessa, HF (ac), erottaakseen ensimmäisestä.

Siten fluorivetyhappoa voidaan pitää vetyfluoridin hydraattina ja tämä johtaa sen anhydridiin.

rakenne

Kaikessa vedessä olevalla hapolla on kyky tuottaa ioneja tasapainoreaktiossa. Vetyfluorihapon tapauksessa arvioidaan, että liuoksessa on ionipari H₃O⁺ ja F^-.

Anioni F^- luultavasti muodostaa erittäin voimakkaan vety sillan yhdellä kationin vedystä (F-H-O⁺-H₂). Tämä selittää, miksi fluorivetyhappo on heikko Bronsted-happo (protonidonori, H⁺) huolimatta sen korkeasta ja vaarallisesta reaktiivisuudesta; eli vedessä ei vapauta niin monta H⁺ verrattuna muihin happoihin (HCl, HBr tai HI).

Väkevässä fluorivetyhapossa vetyfluoridimolekyylien väliset vuorovaikutukset ovat kuitenkin riittävän tehokkaita, jotta ne voivat paeta kaasufaasissa.

Toisin sanoen veden sisällä ne voivat olla vuorovaikutuksessa sellaisina kuin ne olisivat nestemäisessä anhydridissä ja muodostavat niiden välissä vetyylisiä. Nämä vedyn sillat voidaan rinnastaa lähes lineaarisiksi ketjuiksi (H-F-H-F-H-F- ...), joita ympäröi vesi.

Ylemmässä kuvassa ei-jaettu pari elektronia, joka on suunnattu sidoksen (H-F :) vastakkaiseen suuntaan, vuorovaikutuksessa toisen HF-molekyylin kanssa koota ketju.

ominaisuudet

Koska fluorivetyhappo on vesiliuos, sen ominaisuudet riippuvat veteen liuotetun anhydridin pitoisuudesta. HF on hyvin liukoinen veteen ja on hygroskooppinen, sillä se pystyy tuottamaan erilaisia ​​ratkaisuja: hyvin väkevistä (savuisista ja keltaisista sävyistä) hyvin laimennettuun.

Kun sen pitoisuus pienenee, HF (ac) ottaa käyttöön ominaisuuksia, jotka ovat enemmän samankaltaisia ​​kuin puhdas vesi kuin anhydridillä. Vety-sidokset H-F-H ovat kuitenkin vahvempia kuin vedessä, H₂O-H-O-H.

Molemmat ovat rinnakkain ratkaisujen kanssa, jolloin kiehumispisteet nousevat (jopa 105 ºC). Samoin tiheydet kasvavat, kun enemmän HF-anhydridiä liukenee. Kaikissa HF (ac) -liuoksissa on loput voimakkaita ja ärsyttäviä hajuja ja ne ovat värittömiä.

reaktiivisuus

Mikä on siis fluorivetyhapon syövyttävä käyttäytyminen? Vastaus on H-F-sidoksessa ja fluoriatomin kyvyssä muodostaa erittäin stabiileja kovalenttisia sidoksia.

Koska fluori on hyvin pieni ja elektronegatiivinen atomi, se on voimakas Lewisin happo. Toisin sanoen se on erotettu vedystä sitoutumaan lajeihin, jotka tarjoavat enemmän elektroneja alhaisilla energiakustannuksilla. Esimerkiksi nämä lajit voivat olla metalleja, kuten laseissa olevaa piitä.

SiO₂ + 4 HF → SiF₄(g) + 2 H₂O

SiO₂ + 6 HF → H₂SiF₆ + 2 H₂O

Jos H-F-sidoksen dissosiaatioenergia on korkea (574 kJ / mol), miksi se hajoaa reaktioissa? Vastauksessa on kineettisiä, rakenteellisia ja energisiä vivahteita. Yleensä mitä vähemmän reaktiivista on tuloksena oleva tuote, sitä edullisempi on sen muodostuminen.

Mitä tapahtuu F: n kanssa^- vedessä? Vetykloridihapon väkevissä liuoksissa toinen HF-molekyyli voi muodostaa vetysidoksen F: n kanssa^- parin [H₃O⁺F^-].

Tämä johtaa difluori-ionin [FHF] syntymiseen.^-, joka on poikkeuksellisen hapan. Siksi kaikki fyysinen kosketus on erittäin haitallista. Pienin altistuminen voi laukaista organismin tuhoamisen.

On olemassa monia turvallisuusstandardeja ja -käytäntöjä asianmukaista hallintaa varten, ja näin estetään mahdolliset onnettomuudet niillä, jotka toimivat tämän hapon kanssa.

sovellukset

Se on yhdiste, jolla on lukuisia sovelluksia teollisuudessa, tutkimuksessa ja kuluttajien työssä.

- Hydrofluorihappo tuottaa orgaanisia johdannaisia, jotka ovat mukana alumiinin puhdistuksessa.

- Sitä käytetään isotooppien erottamiseen uraanista, kuten uraaniheksafluoridin (UF) tapauksessa.₆). Sitä käytetään myös metallien, kivien ja öljyjen uuttamiseen, jalostukseen ja jalostukseen, jota käytetään myös kasvun ja muotin poiston estämiseen..

- Hapon syövyttäviä ominaisuuksia on käytetty kiteiden, etenkin himmeiden, kaiverrukseen ja syövyttämiseen etsausmenetelmällä.. 

- Sitä käytetään piipuolijohtimien valmistuksessa, jolla on useita käyttötarkoituksia tietojenkäsittelyn ja tietojenkäsittelyn kehittämisessä..

- Sitä käytetään autoteollisuudessa puhdistusaineena, jota käytetään ruosteenpoistajana keramiikassa.

- Joidenkin kemiallisten reaktioiden välittäjänä toimimisen lisäksi fluorivetyhappoa käytetään joissakin ioninvaihtimissa, jotka ovat mukana metallien ja monimutkaisempien aineiden puhdistuksessa..

- Se osallistuu öljyn ja sen johdannaisten jalostukseen, mikä on mahdollistanut liuottimien saamisen käytettäväksi rasvojen puhdistukseen ja poistamiseen tarkoitettujen tuotteiden valmistuksessa..

- Sitä käytetään pinnoittamiseen ja pintakäsittelyyn tarkoitettujen aineiden muodostamiseen.

- Kuluttajat käyttävät lukuisia tuotteita, joissa fluorivetyhappo on osallistunut sen valmisteluun; Esimerkiksi muut tuotteet, joita tarvitaan autohoitoon, huonekalujen, sähkö- ja elektroniikkakomponenttien ja polttoaineiden puhdistustuotteisiin.

viittaukset

1. Pubchem. (2018). Hydrofluorihappo. Haettu 3. huhtikuuta 2018 osoitteesta: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2.  Kat-päivä. (16. huhtikuuta 2013). Happo, joka todella syö kaiken. Haettu 3. huhtikuuta 2018 osoitteesta: chronicleflask.com
3. Wikipedia. (28. maaliskuuta 2018). Hydrofluorihappo. Haettu 3. huhtikuuta 2018 osoitteesta: en.wikipedia.org.
4. Shiver & Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia (neljäs painos., sivut 129, 207 - 249, 349, 407). Mc Graw Hill.
5. Hydrofluorihappo. MUSC. Etelä-Carolinan lääketieteellinen yliopisto. Haettu 3. huhtikuuta 2018 osoitteesta: academdepartments.musc.edu