Vzorec kyseliny chlorovodíkovej (HF), štruktúra, vlastnosti a použitia

kyselina fluorovodíková (HF)je vodný roztok, v ktorom sa fluorovodík rozpustí. Táto kyselina sa získava hlavne reakciou koncentrovanej kyseliny sírovej s minerálnym fluoritom (CaF).₂). Minerál je degradovaný pôsobením kyseliny a zvyšná voda rozpúšťa fluorovodíkové plyny.

Z tej istej kyslej vody môže byť destilovaný čistý produkt, to znamená anhydrid fluorovodíka. V závislosti od množstva rozpusteného plynu sa získajú rôzne koncentrácie a preto je na trhu k dispozícii niekoľko produktov kyseliny fluorovodíkovej..

Pri koncentrácii nižšej ako 40% má kryštalický vzhľad nerozoznateľný od vody, ale pri vyšších koncentráciách emituje biele výpary fluorovodíka. Kyselina fluorovodíková je známa ako jedna z najagresívnejších a najnebezpečnejších chemikálií.

Je schopný „jesť“ takmer akýkoľvek materiál, s ktorým má kontakt: od skiel, keramiky a kovov, až po skaly a betón. V akom kontajneri sa potom skladuje? V plastových fľašiach sú syntetické polyméry inertné voči ich účinku.

index

• 1 Vzorec
• 2 Štruktúra
• 3 Vlastnosti
  • 3.1 Reaktivita
• 4 Použitie
• 5 Referencie

vzorec

Vzorec fluorovodíka je HF, ale kyselina fluorovodíková je zastúpená vo vodnom prostredí, HF (ac), aby sa odlíšili od prvého..

Kyselina fluorovodíková sa teda môže považovať za hydrát fluorovodíka, čo má za následok jeho anhydrid.

štruktúra

Všetky kyseliny vo vode majú schopnosť vytvárať ióny v rovnovážnej reakcii. V prípade kyseliny fluorovodíkovej sa odhaduje, že v roztoku je iónový pár H₃O⁺ a F^-.

Anión F^- pravdepodobne tvorí veľmi silný vodíkový mostík s jedným z vodíkov katiónov (F-H-O⁺-H₂). To vysvetľuje, prečo je kyselina fluorovodíková slabá Bronstedova kyselina (donor protónov, H⁺), napriek svojej vysokej a nebezpečnej reaktivite; to znamená, že vo vode neuvoľňuje toľko H⁺ v porovnaní s inými kyselinami (HCl, HBr alebo HI).

V koncentrovanej kyseline fluorovodíkovej sú však interakcie medzi molekulami fluorovodíka dostatočne účinné na to, aby mohli unikať v plynnej fáze..

To znamená, že vo vode môžu vzájomne pôsobiť, akoby boli v tekutom anhydride, pričom medzi nimi vytvárajú vodíkové mostíky. Tieto vodíkové mosty môžu byť asimilované ako takmer lineárne reťazce (H-F-H-F-H-F- ...) obklopené vodou.

V hornom obrázku nezdieľaný pár elektrónov orientovaný v opačnom smere väzby (H-F :) interaguje s inou molekulou HF na zostavenie reťazca.

vlastnosti

Pretože kyselina fluorovodíková je vodný roztok, jej vlastnosti závisia od koncentrácie anhydridu rozpusteného vo vode. HF je veľmi rozpustný vo vode a je hygroskopický, je schopný produkovať rôzne roztoky: od veľmi koncentrovaných (dymových a so žltými tónmi) až po veľmi zriedené.

Pretože jeho koncentrácia klesá, HF (ac) prijíma vlastnosti, ktoré sú viac podobné čistej vode než anhydridu. Vodíkové väzby H-F-H sú však silnejšie ako vodíkové väzby, H₂O-H-O-H.

Obidve súbežne existujú v súlade s riešeniami a zvyšujú teploty varu (až na 105 ° C). Podobne sa zvyšujú hustoty, keď sa rozpustí viac HF anhydridu. Zbytok, všetky roztoky HF (ac) majú silné a dráždivé pachy a sú bezfarebné.

reaktivita

Aké je teda korózne správanie kyseliny fluorovodíkovej? Odpoveď spočíva v H-F väzbe av schopnosti atómu fluóru vytvárať veľmi stabilné kovalentné väzby.

Keďže fluór je veľmi malý a elektronegatívny atóm, je to silná Lewisova kyselina. To znamená, že je oddelený od vodíka, aby sa viazal na druhy, ktoré ponúkajú viac elektrónov pri nízkych energetických nákladoch. Tieto druhy môžu byť napríklad kovy, ako napríklad kremík prítomný v sklách.

SiO₂ + 4 HF → SiF₄(g) + 2 H₂O

SiO₂ + 6 HF → H₂SIF₆ + 2 H₂O

Ak je disociačná energia väzby H-F vysoká (574 kJ / mol), prečo sa rozpadne v reakciách? Odpoveď má kinetické, štrukturálne a energetické nuansy. Všeobecne platí, že čím menej je reaktívny výsledný produkt, tým je jeho tvorba výhodnejšia.

Čo sa stane s F^- vo vode? V koncentrovaných roztokoch kyseliny fluorovodíkovej môže ďalšia molekula HF vytvárať vodíkovú väzbu s F^- dvojice [H₃O⁺F^-].

To vedie k tvorbe difluoridového iónu [FHF].^-, ktorý je mimoriadne kyslý. Preto je všetok fyzický kontakt s ním mimoriadne škodlivý. Najmenšia expozícia môže spôsobiť nekonečnosť poškodenia organizmu.

Existuje mnoho bezpečnostných noriem a protokolov pre správne riadenie, a tým zabraňuje potenciálnym nehodám pre tých, ktorí s touto kyselinou pracujú.

aplikácie

Je to zmes s mnohými aplikáciami v priemysle, vo výskume av práci spotrebiteľov.

- Kyselina fluorovodíková vytvára organické deriváty, ktoré sa podieľajú na procese čistenia hliníka.

- Používa sa na separáciu izotopov z uránu, ako v prípade hexafluoridu uránu (UF).₆). Používa sa tiež pri extrakcii, spracovaní a rafinácii kovov, hornín a olejov, tiež používaných na inhibíciu rastu a odstraňovanie plesní..

- Korozívne vlastnosti kyseliny sa použili na vyrezávanie a leptanie kryštálov, najmä matných, použitím leptacej techniky. 

- Používa sa pri výrobe silikónových polovodičov s viacerými možnosťami využitia vo vývoji výpočtovej techniky a výpočtovej techniky, zodpovednej za ľudský rozvoj..

- Používa sa v automobilovom priemysle ako čistič, ktorý sa používa ako odstraňovač hrdze v keramike.

- Okrem toho, že slúži ako sprostredkovateľ pri niektorých chemických reakciách, kyselina fluorovodíková sa používa v niektorých iónomeničoch, ktoré sa podieľajú na čistení kovov a komplexnejších látok..

- Podieľa sa na spracovaní ropy a jej derivátov, ktoré umožnili získavanie rozpúšťadiel na použitie pri výrobe produktov na čistenie a odstraňovanie tukov..

- Používa sa pri výrobe prostriedkov na pokovovanie a povrchovú úpravu.

- Spotrebitelia používajú mnohé výrobky, v ktorých sa kyselina fluorovodíková zúčastnila na jej spracovaní; napríklad niektoré potrebné na starostlivosť o automobily, čistiace prostriedky na nábytok, elektrické a elektronické súčiastky a palivá.

referencie

1. PubChem. (2018). Kyselina fluorovodíková. Získané dňa 3. apríla 2018, z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2.  Kat Day. (16. apríl 2013). Kyselina, ktorá naozaj jesť cez všetko. Získané dňa 3. apríla 2018, z: chronicleflask.com
3. Wikipedia. (28. marec 2018). Kyselina fluorovodíková. Získané 3. apríla 2018, z: en.wikipedia.org.
4. Shiver & Atkins. (2008). Anorganická chémia (štvrté vydanie, strany 129, 207-249, 349, 407). Mc Graw Hill.
5. Kyselina fluorovodíková. Musc. Lekárska univerzita v Južnej Karolíne. Získané dňa 3. apríla 2018, z: academdepartments.musc.edu