Hydrofluoric acid (HF) Formula, Structure, Properties and Uses

den fluorvätesyra (HF)är en vattenhaltig lösning i vilken vätefluorid är upplöst. Denna syra erhålls huvudsakligen från reaktionen av den koncentrerade svavelsyran med mineralfluoriten (CaF)₂). Mineralet bryts ner genom syraens verkan och det återstående vattnet löser upp fluorvätegaserna.

Från samma sura vatten kan den rena produkten, det vill säga vätefluoridanhydriden, destilleras. Beroende på mängden upplöst gas erhålls olika koncentrationer och därför flera tillgängliga produkter av fluorvätesyra på marknaden..

Vid en koncentration av mindre än 40% har den ett kristallint utseende som inte kan skilja sig från vatten, men vid högre koncentrationer avger det vita ångor av vätefluorid. Flussyra är känd som en av de mest aggressiva och farliga kemikalierna.

Det kan "äta" nästan allt material som det har kontakt med: från glasögon, keramik och metaller till stenar och betong. I vilken behållare lagras den då? I plastflaskor är syntetiska polymerer inerta mot deras verkan.

index

• 1 formel
• 2 struktur
• 3 egenskaper
  • 3.1 Reaktivitet
• 4 användningsområden
• 5 referenser

formeln

Formeln för vätefluorid är HF, men den för fluorvätesyra representeras i ett vattenhaltigt medium, HF (ac), för att differentiera från det första.

Sålunda kan fluorsyra betraktas som hydrat av vätefluorid, vilket resulterar i dess anhydrid.

struktur

All syra i vatten har förmågan att generera joner i en jämviktsreaktion. I fallet med fluorvätesyra uppskattas det att i en lösning finns jonparet H₃O⁺ och F^-.

Anjonen F^- bildar förmodligen en väldigt stark vätebrygga med en av katjonens väte (F-H-O⁺-H₂). Detta förklarar varför flussyra är en svag Bronsted-syra (protondonor, H⁺), trots sin höga och farliga reaktivitet; det vill säga i vatten släpper inte så många H ut⁺ jämfört med andra syror (HCl, HBr eller HI).

I koncentrerad fluorvätesyra är emellertid interaktionerna mellan vätefluoridmolekylerna effektiva nog att tillåta dem att fly i gasfasen.

Det vill säga, inom vattnet kan de interagera som om de var i flytande anhydrid och bildar vätebroar mellan dem. Dessa vätebroar kan assimileras som nästan linjära kedjor (H-F-H-F-H-F ...) omgivna av vatten.

I den övre bilden interagerar det icke-delade elektronparet som är orienterat i motsatt riktning av bindningen (H-F :) med en annan HF-molekyl för att montera kedjan.

egenskaper

Eftersom fluorsyra är en vattenlösning beror dess egenskaper på koncentrationen av anhydriden upplöst i vatten. HF är väldigt lösligt i vatten och är hygroskopiskt och kan producera en mängd olika lösningar: från mycket koncentrerade (rökiga och gula toner) till mycket utspädd.

När koncentrationen minskar antar HF (ac) egenskaper som liknar rent vatten än anhydridets egenskaper. Vätgasbindningar H-F-H är dock starkare än de i vatten, H₂O-H-O-H.

Båda lever i harmoni i lösningarna och höjer kokpunkten (upp till 105ºC). På liknande sätt ökar densiteterna när mer HF-anhydrid löses. Av vila har alla lösningar av HF (ac) starka och irriterande lukt och är färglösa.

reaktivitet

Så vad är det korrosiva beteendet hos flussyra? Svaret ligger i H-F-bindningen och i fluoratomens förmåga att bilda mycket stabila kovalenta bindningar.

Eftersom fluor är en mycket liten och elektronegativ atom, är den en kraftfull Lewis-syra. Det vill säga, det är separerat från väte för att binda till arter som erbjuder mer elektroner till låg energikostnad. Till exempel kan dessa arter vara metaller, såsom kisel närvarande i glasögonen.

SiO₂ + 4 HF → SiF₄(g) + 2 H₂O

SiO₂ + 6 HF → H₂SIF₆ + 2 H₂O

Om dissociationsenergin hos H-F-bindningen är hög (574 kJ / mol), varför bryter den i reaktionerna? Svaret har kinetiska, strukturella och energiska nyanser. I allmänhet är den mindre reaktiva den resulterande produkten, den mer gynnade, dess bildning.

Vad händer med F^- i vattnet? I koncentrerade lösningar av fluorvätesyra kan en annan HF-molekyl bilda en vätebindning med F^- av paret [H₃O⁺F^-].

Detta resulterar i genereringen av difluoridjonen [FHF]^-, vilket är extraordinärt surt. Det är därför all fysisk kontakt med detta är extremt skadligt. Den minsta exponeringen kan utlösa ett oändligt skador på organismen.

Det finns många säkerhetsstandarder och protokoll för korrekt hantering, och därigenom förhindra potentiella olyckor för dem som arbetar med denna syra.

tillämpningar

Det är en förening med många tillämpningar inom branschen, i forskning och i konsumenternas arbete.

- Fluorsyra genererar organiska derivat som är involverade i reningsprocessen av aluminium.

- Det används vid separation av isotoper från uran, som i fallet med uranhexafluorid (UF)₆). Det används också vid utvinning, bearbetning och raffinering av metaller, stenar och oljor, som också används för inhibering av tillväxt och avlägsnande av mögel.

- De korrosiva egenskaperna hos syran har använts för att skära och etsas kristaller, särskilt frostiga, med användning av etsningstekniken. 

- Den används vid tillverkning av halvledare av kisel, med flera användningsområden inom utveckling av databehandling och databehandling, ansvarig för mänsklig utveckling.

- Den används i bilindustrin som en renare, som används som en rostborttagare i keramik.

- Förutom att fungera som mellanhand i vissa kemiska reaktioner används flussyra i vissa jonbytare som är involverade i reningen av metaller och mer komplexa substanser.

- Det deltar i bearbetningen av petroleum och dess derivat, vilket har gjort det möjligt att erhålla lösningsmedel för användning vid tillverkning av produkter för rengöring och eliminering av fetter.

- Det används vid generering av agenter för plätering och ytbehandling.

- Konsumenterna använder många produkter där flussyra har deltagit i dess utarbetande; till exempel några som behövs för bilvård, rengöringsmedel för möbler, elektriska och elektroniska komponenter och bränslen, bland andra produkter.

referenser

1. PubChem. (2018). Fluorvätesyra. Hämtad den 3 april 2018, från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2.  Kat Day. (16 april 2013). Den syra som verkligen äter genom allting. Hämtad den 3 april 2018, från: chronicleflask.com
3. Wikipedia. (28 mars 2018). Fluorsyra. Hämtad den 3 april 2018, från: en.wikipedia.org.
4. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi (fjärde upplagan., sid. 129, 207-249, 349, 407). Mc Graw Hill.
5. Fluorvätesyra. MUSC. Medical University of South Carolina. Hämtad den 3 april 2018, från: academicdepartments.musc.edu