Den hydrofluorsyre (HF) er en vandig løsning hvori det er oppløst hydrogenfluorid. Denne syren oppnås hovedsakelig fra reaksjonen av konsentrert svovelsyre med mineralet fluoritt (CaF 2 ). Mineralet brytes ned ved virkningen av syren, og det gjenværende vannet løser opp hydrogenfluoridgassene.
Det rene produktet, det vil si det vannfrie hydrogenfluoridet, kan destilleres fra det samme sure vannet. Avhengig av mengden av den oppløste gassen oppnås forskjellige konsentrasjoner og derfor forskjellige tilgjengelige produkter av fluor-fluorsyre på markedet.
Ved en konsentrasjon på mindre enn 40% har den et krystallinsk utseende som ikke kan skilles fra vann, men ved høyere konsentrasjoner avgir det hvite hydrogenfluoriddamper. Flussyre er kjent som en av de mest aggressive og farlige kjemikaliene.
Den er i stand til å "spise" nesten hvilket som helst materiale det kommer i kontakt med: fra glass, keramikk og metaller, til steiner og betong. I hvilken beholder er det da lagret? I plastflasker er syntetiske polymerer inerte til deres virkning.
Formel
Formelen for hydrogenfluorid er HF, men den av flussyre er representert i et vandig medium, HF (aq), for å skille seg fra førstnevnte.
Således kan fluoridsyre betraktes som hydratet til hydrogenfluorid, og dette er dets anhydrid.
Struktur
Hver syre i vann har evnen til å generere ioner i en likevektsreaksjon. I tilfellet med hydrofluorsyre, er det anslått at paret av ioner H 3 O + og F - eksisterer i en løsning .
Anjonen F - danner sannsynligvis en veldig sterk hydrogenbinding med en av hydrogelene i kationen (FHO + -H 2 ). Dette forklarer hvorfor hydrofluorsyre er en svak Bronsted-syre (protondonor, H + ), til tross for den høye og farlige reaktiviteten; det vil si at i vann frigjør det ikke så mye H + sammenlignet med andre syrer (HCl, HBr eller HI).
Imidlertid, i konsentrert fluoridsyre, er interaksjonene mellom hydrogenfluoridmolekylene effektive nok til at de kan slippe ut i gassfasen.
Det vil si at i vannet kan de samvirke som om de var i flytende anhydrid, og dermed danne hydrogenbindinger mellom dem. Disse hydrogenbindelsene kan assimileres som nesten lineære kjeder (HFHFHF- …) omgitt av vann.
På bildet over samvirker det udelte elektronparet som er orientert i motsatt retning av bindingen (HF :) med et annet HF-molekyl for å sette sammen kjeden.
Egenskaper
Siden flussyre er en vandig løsning, avhenger dens egenskaper av konsentrasjonen av anhydridet oppløst i vann. HF er veldig løselig i vann og er hygroskopisk, og er i stand til å produsere en rekke løsninger: fra veldig konsentrert (røykfylt og med gule toner) til veldig fortynnet.
Etter hvert som konsentrasjonen synker, tar HF (ac) på seg egenskaper som ligner mer rent vann enn de som anhydrid. Imidlertid er HFH-hydrogenbindinger sterkere enn de i vann, H 2 O-HOH.
Begge sameksisterer i harmoni i løsningene, og hever kokepunktene (opp til 105 ºC). Likeledes øker tettheten etter hvert som mer anhydrid HF er oppløst. Ellers har alle HF (ac) -løsninger sterk, irriterende lukt og er fargeløse.
reaktivitet
Så hva er den korrosive oppførselen til fluoridsyre på grunn av? Svaret ligger i HF-bindingen og i fluoratomens evne til å danne veldig stabile kovalente bindinger.
Fluor er et veldig lite og elektronegativt atom, og er en kraftig Lewis-syre. Det vil si at det skiller seg fra hydrogen for å binde seg til arter som tilbyr det mer elektroner til en lav energikostnad. For eksempel kan disse artene være metaller, for eksempel silisium som finnes i glass.
SiO 2 + 4 HF → SiF 4 (g) + 2 H20
SiO 2 + 6 HF → H 2 SiF 6 + 2 H20
Hvis dissosieringsenergien til HF-bindingen er høy (574 kJ / mol), hvorfor bryter den da inn i reaksjonene? Svaret har kinetiske, strukturelle og energiske overtoner. Generelt, jo mindre reaktiv det resulterende produkt, desto mer foretrukket dannelse av det.
Hva skjer med F - i vannet? I konsentrerte oppløsninger av hydrofluorsyre kan et annet HF-molekyl hydrogenbinde seg med F - for paret.
Dette resulterer i generering av difluoridionet - som er ekstremt surt. Derfor er fysisk kontakt med den ekstremt skadelig. Den minste eksponering kan utløse uendelige skader på kroppen.
Det er mange sikkerhetsstandarder og protokoller for korrekt håndtering, og unngå dermed potensielle ulykker for de som bruker denne syren.
applikasjoner
Det er et sammensatt med mange bruksområder i industrien, innen forskning og i forbrukersaker.
- Flussyre genererer organiske derivater som griper inn i aluminiumsrenseprosessen.
- Det brukes i separasjonen av uranisotoper, som for uranheksafluorid (UF 6 ). På samme måte brukes det til utvinning, prosessering og raffinering av metaller, steiner og oljer, og brukes også til vekstinhibering og fjerning av mugg.
- De korrosive egenskapene til syre har blitt brukt til å skjære og gravere krystaller, spesielt frostede, ved bruk av etseteknikken.
- Det brukes i produksjon av silikon halvledere, med flere bruksområder i utvikling av databehandling og informasjonsteknologi, ansvarlig for menneskelig utvikling.
- Det brukes i bilindustrien som en renholder, og blir brukt som en muggfjerner på keramikk.
- I tillegg til å tjene som et mellomprodukt i noen kjemiske reaksjoner, brukes flussyre i noen ionebyttere som er involvert i rensing av metaller og mer komplekse stoffer.
- Deltar i behandlingen av olje og dets derivater, som har tillatt oppnåelse av løsningsmidler for bruk i fremstilling av rengjørings- og fettfjerningsprodukter.
- Det brukes i generering av midler for platting og overflatebehandling.
- Forbrukerne bruker en rekke produkter hvor flussyre har deltatt i utdypingen. for eksempel noen som er nødvendige for bilpleie, rengjøringsprodukter for møbler, elektriske og elektroniske komponenter og drivstoff, blant andre produkter.
referanser
- Pubchem. (2018). Hydrofluoric acid. Hentet 3. april 2018, fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Kat Day. (16. april 2013). Syren som virkelig spiser gjennom alt. Hentet 3. april 2018, fra: chronicleflask.com
- Wikipedia. (28. mars 2018). Flytende fluor. Hentet 3. april 2018, fra: en.wikipedia.org.
- Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (4. utg., S. 129, 207-249, 349, 407). Mc Graw Hill.
- Hydrofluoric acid. Musc. Medical University of South Carolina. Hentet 3. april 2018, fra: academicdepartments.musc.edu