Hidrofluoric Acid (HF) Formula, Structura, Proprietăți și Utilizări

acid fluorhidric (HF) este o soluție apoasă în care se dizolvă acid fluorhidric. Acest acid este obținut în principal din reacția acidului sulfuric concentrat cu fluoritul mineral (CaF)₂). Mineritul este degradat prin acțiunea acidului, iar apa rămasă dizolvă gazele fluorurii de hidrogen.

Din aceeași apă acidă, produsul pur, adică anhidrida acidului fluorhidric, poate fi distilat. În funcție de cantitățile de gaz dizolvat, se obțin diferite concentrații și, prin urmare, sunt disponibile mai multe produse pe bază de acid fluorhidric pe piață.

La o concentrație mai mică de 40%, are un aspect cristalin care nu poate fi distins de apă, dar la concentrații mai mari emite vapori albi de fluorură de hidrogen. Acidul fluorhidric este cunoscut ca unul dintre cele mai agresive și periculoase substanțe chimice.

Este capabil să "mănânce" aproape orice material cu care are contact: de la ochelari, ceramică și metale, până la roci și betoane. În ce container este stocat apoi? În sticle de plastic, polimerii sintetici inerți la acțiunea lor.

index

• 1 Formula
• 2 Structura
• 3 Proprietăți
  • 3.1 Reactivitate
• 4 Utilizări
• 5 Referințe

formulă

Formula hidrogen fluorului este HF, dar cea a acidului fluorhidric este reprezentată într-un mediu apos, HF (ac), pentru a se diferenția de prima.

Astfel, acidul fluorhidric poate fi considerat ca hidratul acidului fluorhidric și aceasta conduce la anhidrida sa.

structură

Tot acidul din apă are capacitatea de a genera ioni într-o reacție de echilibru. În cazul acidului fluorhidric, se estimează că într-o soluție există perechea de ioni H₃O⁺ și F^-.

Anionul F^- formează probabil o punte de hidrogen foarte puternică cu unul dintre hidrogenii cationilor (F-H-O⁺-H₂). Aceasta explică de ce acidul fluorhidric este un acid slab Bronsted (donator de protoni, H⁺), în ciuda reactivității sale ridicate și periculoase; adică în apă nu eliberează atât de multe H⁺ în comparație cu alți acizi (HCI, HBr sau HI).

Cu toate acestea, în acidul fluorhidric concentrat, interacțiunile dintre moleculele de acid fluorhidric sunt suficient de eficiente pentru a le permite să scape în faza gazoasă.

Adică, în interiorul apei pot interacționa ca și cum ar fi în anhidrida lichidă, formând punți de hidrogen între ele. Aceste legături de hidrogen pot fi asimilate ca lanțuri aproape lineare (H-F-H-F-H-F- ...) înconjurate de apă.

În imaginea superioară, perechea de electroni nerecomandată orientată în direcția opusă legăturii (H-F :) interacționează cu o altă moleculă HF pentru a asambla lanțul.

proprietăţi

Deoarece acidul fluorhidric este o soluție apoasă, proprietățile sale depind de concentrația de anhidridă dizolvată în apă. HF este foarte solubil în apă și este higroscopic, fiind capabil să producă o varietate de soluții: de la foarte concentrat (fumuri fumoase și cu tonuri galbene) până la foarte diluat.

Pe măsură ce concentrația sa scade, HF (ac) adoptă proprietăți mai asemănătoare cu apa pură decât cele ale anhidridei. Cu toate acestea, legăturile de hidrogen H-F-H sunt mai puternice decât cele din apă, H₂O-H-O-H.

Ambele coexistă în armonie în soluții, ridicând punctele de fierbere (până la 105 ° C). De asemenea, densitățile se măresc pe măsură ce se dizolvă mai multă anhidridă HF. De rest, toate soluțiile de HF (ac) au mirosuri puternice și iritante și sunt incolore.

reactivitate

Deci, care este comportamentul coroziv al acidului fluorhidric? Răspunsul constă în legătura H-F și capacitatea atomului de fluor pentru a forma legături covalente foarte stabile.

Fiind un atom de fluor foarte mic și electronegativ, acesta este un puternic acid Lewis. Adică, este separat de hidrogen pentru a se lega de specii care oferă mai mulți electroni la un cost redus de energie. De exemplu, aceste specii pot fi metale, cum ar fi siliciul prezent în pahare.

dioxid de siliciu₂ + 4 HF → SiF₄(g) + 2 H₂O

dioxid de siliciu₂ + 6 HF → H₂Sif₆ + 2 H₂O

Dacă energia de disociere a legăturii H-F este ridicată (574 kJ / mol), de ce se rupe reacțiile? Răspunsul are nuanțe cinetice, structurale și energetice. În general, cu cât este mai puțin reactiv produsul rezultat, cu atât este mai favorizat formarea acestuia.

Ce se întâmplă cu F^- în apă? În soluțiile concentrate de acid fluorhidric, o altă moleculă HF poate forma o legătură hidrogen cu F^- din pereche [H₃O⁺F^-].

Aceasta are ca rezultat generarea ionului difluorid [FHF]^-, care este extrem de acid. De aceea, orice contact fizic cu acest lucru este extrem de dăunător. Cea mai mică expunere poate declanșa o infinitate de deteriorare a corpului.

Există numeroase reguli de siguranță și protocoale pentru o manevrare adecvată, prevenind astfel accidente potențiale pentru cei care operează cu acest acid.

aplicații

Este un compus cu numeroase aplicații în industrie, în cercetare și în activitatea consumatorilor.

- Acidul fluorhidric generează derivați organici care sunt implicați în procesul de purificare a aluminiului.

- Se utilizează la separarea izotopilor de uraniu, ca în cazul hexafluorurii de uraniu (UF)₆). De asemenea, se utilizează în extracția, prelucrarea și rafinarea metalelor, a rocilor și a uleiurilor, utilizate și pentru inhibarea creșterii și îndepărtarea mucegaiului.

- Proprietățile corozive ale acidului au fost folosite pentru a sculpta și arde cristalele, în special cele matoase, prin tehnica de gravare.

- Se folosește la fabricarea semiconductorilor de siliciu, cu utilizări multiple în dezvoltarea tehnologiei informatice și de calcul, responsabilă pentru dezvoltarea umană.

- Se folosește în industria automobilelor ca un produs curat, fiind folosit ca o substanță de îndepărtare a mucegaiului în ceramică.

- Pe lângă faptul că servește ca intermediar în anumite reacții chimice, acidul fluorhidric este utilizat în unele schimbătoare de ioni care sunt implicate în purificarea metalelor și a substanțelor mai complexe.

- Participă la prelucrarea petrolului și a derivaților săi, care a permis obținerea de solvenți pentru utilizarea în fabricarea produselor destinate curățării și eliminării grăsimilor.

- Se utilizează în generarea de agenți pentru placare și tratarea suprafețelor.

- Consumatorii folosesc numeroase produse în care acidul fluorhidric a participat la elaborarea acestuia; de exemplu, unele necesare pentru îngrijirea autovehiculelor, produse de curățare pentru mobilier, componente electrice și electronice și combustibili, printre alte produse.

referințe

1. Extract. (2018). Acid fluorhidric. Adus la 3 aprilie 2018 de la: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Ziua Kat. (16 aprilie 2013). Acidul care mănâncă cu adevărat prin tot. Adus pe 3 aprilie 2018, de la: chronicleflask.com
3. Wikipedia. (28 martie 2018). Acid fluorhidric. Adus pe 3 aprilie 2018, de la: en.wikipedia.org.
4. Shiver & Atkins. (2008). Chimie anorganică (Ediția a patra, paginile 129, 207-249, 349, 407). Mc Graw Hill.
5. Acid fluorhidric. MUSC. Universitatea de Medicină din Carolina de Sud. Adus la 3 aprilie 2018 de la: academicdepartments.musc.edu