Den fluorvätesyra (HF) är en vattenhaltig lösning, i vilken är upplöst vätefluorid. Denna syra erhålles huvudsakligen från reaktionen av koncentrerad svavelsyra med mineral fluorit (CaF 2 ). Mineralet bryts ned genom verkan av syran och det återstående vattnet löser vätefluoridgaserna.
Den rena produkten, det vill säga den vattenfria vätefluoriden, kan destilleras från samma sura vatten. Beroende på mängden upplöst gas erhålls olika koncentrationer och därför olika tillgängliga produkter av fluorvätesyra på marknaden.
Vid en koncentration på mindre än 40% har den ett kristallint utseende som inte kan skiljas från vatten, men vid högre koncentrationer avger det vita vätefluoridångor. Fluorvätesyra är känd som en av de mest aggressiva och farliga kemikalierna.
Den kan "äta" nästan alla material som det kommer i kontakt med: från glas, keramik och metaller, till stenar och betong. I vilken behållare lagras den då? I plastflaskor är syntetiska polymerer inerta för sin verkan.
Formel
Formeln för vätefluorid är HF, men den för fluorvätesyra representeras i ett vattenhaltigt medium, HF (aq), för att skilja sig från det förra.
Således kan fluorvätesyra betraktas som hydratet för vätefluorid, och detta är dess anhydrid.
Strukturera
Varje syra i vatten har förmågan att generera joner i en jämviktsreaktion. I fallet med fluorvätesyra, uppskattas det att paret av joner H 3 O + och F - existerar i en lösning .
Anjonen F - bildar förmodligen en mycket stark vätebindning med en av vätgaserna i katjonen (FHO + -H 2 ). Detta förklarar varför fluorvätesyra är en svag Bronsted-syra (protondonator, H + ), trots dess höga och farliga reaktivitet; det vill säga i vatten släpper det inte så mycket H + jämfört med andra syror (HCl, HBr eller HI).
I koncentrerad fluorvätesyra är emellertid växelverkningarna mellan vätefluoridmolekylerna tillräckliga effektiva för att de ska kunna fly ut i gasfasen.
Det vill säga, i vattnet kan de interagera som om de befann sig i flytande anhydrid, och därmed bilda vätebindningar mellan dem. Dessa vätebindningar kan assimileras som nästan linjära kedjor (HFHFHF- …) omgiven av vatten.
I bilden ovan interagerar det odelade paret av elektroner orienterade i motsatt riktning av bindningen (HF :) med en annan HF-molekyl för att sätta ihop kedjan.
Egenskaper
Eftersom fluorvätesyra är en vattenlösning, beror dess egenskaper på koncentrationen av den anhydrid som är löst i vatten. HF är mycket lösligt i vatten och är hygroskopiskt och kan producera olika lösningar: från mycket koncentrerad (rökig och med gula toner) till mycket utspädd.
När dess koncentration minskar, tar HF (ac) egenskaper som liknar rent vatten än anhydrids egenskaper. Emellertid HFH vätebindningar är starkare än de i vatten, H 2 O-HOH.
Båda samexisterar i harmoni i lösningarna och höjer kokpunkterna (upp till 105 ° C). Likaledes ökar densiteten när mer anhydrid HF upplöses. Annars har alla HF (ac) -lösningar starka, irriterande lukt och är färglösa.
Reaktivitet
Så vad är det korrosiva beteendet för fluorvätesyra på grund av? Svaret ligger i HF-bindningen och i fluoratomens förmåga att bilda mycket stabila kovalenta bindningar.
Fluor är en mycket liten och elektronegativ atom och är en kraftfull Lewis-syra. Det vill säga det skiljer sig från väte för att binda till arter som erbjuder det fler elektroner till en låg energikostnad. Till exempel kan dessa arter vara metaller, såsom kisel som finns i glas.
SiO 2 + 4 HF → SiF 4 (g) + 2 H 2 O
SiO 2 + 6 HF → H 2 SiF 6 + 2 H 2 O
Om dissocieringsenergin för HF-bindningen är hög (574 kJ / mol), varför bryts den i reaktionerna? Svaret har kinetiska, strukturella och energiska övertoner. I allmänhet, desto mindre reaktiv den resulterande produkten, desto mer gynnade dess bildning.
Vad händer med F - i vattnet? I koncentrerade lösningar av fluorvätesyra kan en annan HF-molekyl vätebinda med paret F - .
Detta resulterar i generering av difluoridjonet - som är extremt surt. Det är därför all fysisk kontakt med den är extremt skadlig. Den minsta exponeringen kan orsaka oändliga skador på kroppen.
Det finns många säkerhetsnormer och protokoll för att den ska hanteras ordentligt och därmed undvika potentiella olyckor för dem som arbetar med denna syra.
tillämpningar
Det är en sammansättning med många tillämpningar inom industrin, inom forskning och i konsumentfrågor.
- Fluorvätesyra genererar organiska derivat som ingriper i aluminiumreningsprocessen.
- Det används vid separering av uranisotoper, som för uranhexafluorid (UF 6 ). På samma sätt används det vid extraktion, bearbetning och förädling av metaller, stenar och oljor, och används också för tillväxtinhibering och borttagning av mögel.
- De korrosiva egenskaperna hos syra har använts för att rista och gravera kristaller, speciellt frostade, med etsningstekniken.
- Det används vid tillverkning av halvledare av silikon, med flera användningsområden för utveckling av dator- och informationsteknologi, ansvarig för mänsklig utveckling.
- Det används i fordonsindustrin som en renare, och används som en mögelborttagare på keramik.
- Förutom att tjäna som mellanprodukt i vissa kemiska reaktioner, används fluorvätesyra i vissa jonbytare som är involverade i rening av metaller och mer komplexa ämnen.
- Deltar i bearbetningen av olja och dess derivat, vilket har gjort det möjligt att erhålla lösningsmedel för användning vid tillverkning av rengörings- och fettborttagningsprodukter.
- Används för generering av medel för plätering och ytbehandling.
- Konsumenterna använder många produkter där flödessyra har deltagit i deras utarbetande. till exempel vissa som är nödvändiga för bilvård, rengöringsprodukter för möbler, elektriska och elektroniska komponenter, och bränslen, bland andra produkter.
referenser
- PubChem. (2018). Hydrofluoric Acid. Hämtad den 3 april 2018 från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Kat Day. (16 april 2013). Syran som verkligen äter genom allt. Hämtad den 3 april 2018 från: kronicleflask.com
- Wikipedia. (28 mars 2018). Fluorvätesyra. Hämtad den 3 april 2018 från: en.wikipedia.org.
- Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi. (4: e upplagan, s. 129, 207-249, 349, 407). Mc Graw Hill.
- Hydrofluoric Acid. Musc. Medical University of South Carolina. Hämtad den 3 april 2018 från: academicdepartments.musc.edu