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



den fluorsyre (HF)er en vandig opløsning, hvori hydrogenfluorid opløses. Denne syre opnås hovedsageligt fra reaktionen af ​​den koncentrerede svovlsyre med mineralfluoriten (CaF)2). Mineralet nedbrydes ved hjælp af syrens virkning, og det resterende vand opløser hydrogenfluoridgasserne.

Fra det samme sure vand kan det rene produkt, det vil sige hydrogenfluoridanhydridet, destilleres. Afhængig af mængderne af opløst gas opnås forskellige koncentrationer og derfor flere tilgængelige produkter af flussyre på markedet..

Ved en koncentration på mindre end 40% har den et krystallinsk udseende, der ikke kan skelnes fra vand, men ved højere koncentrationer udsender det hvide damper af hydrogenfluorid. Fluorsyre er kendt som et af de mest aggressive og farlige kemikalier.

Det er i stand til at "spise" næsten ethvert materiale, som det har kontakt med: fra glas, keramik og metaller til sten og beton. I hvilken beholder opbevares den? I plastflasker er syntetiske polymerer inerte for deres virkning.

indeks

  • 1 formel
  • 2 struktur
  • 3 Egenskaber
    • 3.1 Reaktivitet
  • 4 anvendelser
  • 5 referencer

formel

Formlen af ​​hydrogenfluorid er HF, men den af ​​flussyre er repræsenteret i et vandigt medium, HF (ac), til at differentiere fra den første.

Således kan fluorsyre betragtes som hydrat af hydrogenfluorid, og dette resulterer i dets anhydrid.

struktur

Al syre i vand har evnen til at generere ioner i en ligevægtsreaktion. I tilfælde af flussyre anslås det, at der i en opløsning er ionparet H3O+ og F-.

Anionen F- udgør sandsynligvis en meget stærk brintbro med en af ​​kationens hydrogener (F-H-O+-H2). Dette forklarer hvorfor flussyre er en svag Bronsted-syre (protondonor, H+) på trods af dens høje og farlige reaktivitet; det vil sige i vand frigiver ikke så mange H+ sammenlignet med andre syrer (HCI, HBr eller HI).

I koncentreret fluorsyre er interaktionerne mellem hydrogenfluoridmolekylerne imidlertid effektive nok til at tillade dem at flygte i gasfasen.

Det vil sige inden for vandet, de kan interagere som om de var i flydende anhydrid og danner brintbroer mellem dem. Disse brintbroer kan assimileres som næsten lineære kæder (H-F-H-F-H-F ...) omgivet af vand.

I det øvre billede interagerer det ikke-delte par af elektroner orienteret i den modsatte retning af bindingen (H-F :) med et andet HF-molekyle for at samle kæden.

egenskaber

Da flussyre er en vandig opløsning, afhænger dens egenskaber af koncentrationen af ​​anhydridet opløst i vand. HF er meget opløseligt i vand og er hygroskopisk, der er i stand til at fremstille en række forskellige løsninger: fra meget koncentrerede (røgfyldte og gule toner) til meget fortyndet.

Efterhånden som koncentrationen falder, vedtager HF (ac) egenskaber mere ligner rent vand end anhydridets. Imidlertid er hydrogenbindinger H-F-H stærkere end dem i vand, H2O-H-O-H.

Begge sameksisterer i harmoni i opløsningerne og hæver kogepunktene (op til 105ºC). På samme måde øges densiteterne, da mere HF anhydrid opløses. I ro har alle opløsninger af HF (ac) stærke og irriterende lugt og er farveløse.

reaktivitet

Så hvad er den ætsende opførsel af flussyre? Svaret ligger i H-F-bindingen og i fluoratomets evne til at danne meget stabile kovalente bindinger.

Da fluor er et meget lille og elektronegativt atom, er det en kraftig Lewis-syre. Det vil sige, at den er adskilt fra hydrogen til at binde til arter, der tilbyder flere elektroner til en lav energiomkostning. For eksempel kan disse arter være metaller, såsom det silicium der er til stede i brillerne.

SiO2 + 4 HF → SiF4(g) + 2 H2O

SiO2 + 6 HF → H2SiF6 + 2 H2O

Hvis dissociationenergien af ​​H-F-bindingen er høj (574 kJ / mol), hvorfor bryder den i reaktionerne? Svaret har kinetiske, strukturelle og energiske nuancer. I almindelighed er den mindre reaktive det resulterende produkt, den mere favoriserede, dens dannelse.

Hvad sker der med F- i vandet? I koncentrerede opløsninger af flussyre kan et andet HF-molekyle danne en hydrogenbinding med F- af parret [H3O+F-].

Dette resulterer i dannelsen af ​​difluoridionen [FHF]-, hvilket er usædvanligt surt. Derfor er al fysisk kontakt med dette ekstremt skadeligt. Den mindste eksponering kan udløse en uendelig skade for organismen.

Der er mange sikkerhedsstandarder og protokoller for korrekt forvaltning, og dermed forhindrer potentielle ulykker for dem, der opererer med denne syre.

applikationer

Det er en forbindelse med mange anvendelser i branchen, i forskning og i forbrugernes arbejde.

- Fluorsyre genererer organiske derivater, der er involveret i processen med rensning af aluminium.

- Det anvendes til adskillelse af isotoper fra uran, som for uranhexafluorid (UF)6). Det anvendes også til udvinding, forarbejdning og raffinering af metaller, klipper og olier, der også anvendes til inhibering af vækst og fjernelse af støbeform.

- De ætsende egenskaber af syren er blevet brugt til at skære og ætse krystaller, især frostede, ved anvendelse af ætsningsteknikken. 

- Det bruges til fremstilling af silicium halvledere, med flere anvendelser inden for udvikling af databehandling og databehandling, der er ansvarlig for menneskelig udvikling.

- Den bruges i bilindustrien som en renere, der bruges som rustfjerner i keramik.

- Ud over at tjene som intermediator i nogle kemiske reaktioner anvendes flussyre i nogle ionbyttere, der er involveret i rensning af metaller og mere komplekse stoffer.

- Det deltager i forarbejdning af olie og dets derivater, hvilket har givet mulighed for opnåelse af opløsningsmidler til brug ved fremstilling af produkter til rengøring og fjernelse af fedtstoffer.

- Det anvendes til generering af midler til plettering og overfladebehandling.

- Forbrugerne bruger talrige produkter, hvor flussyre har deltaget i udarbejdelsen; for eksempel nogle nødvendige til bilpleje, rengøringsmidler til møbler, elektriske og elektroniske komponenter og brændstoffer, blandt andre produkter.

referencer

  1. Pubchem. (2018). Fluorsyre. Hentet den 3. april 2018, fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  2.  Kat Day. (16. april 2013). Den syre, der virkelig spiser gennem alt. Hentet den 3. april 2018, fra: chronicleflask.com
  3. Wikipedia. (28. marts 2018). Fluorsyre. Hentet den 3. april 2018, fra: en.wikipedia.org.
  4. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi (fjerde udgave., sider 129, 207-249, 349, 407). Mc Graw Hill.
  5. Fluorsyre. MUSC. Medical University of South Carolina. Hentet den 3. april 2018, fra: academicdepartments.musc.edu