Vzorec kyseliny chlorovodíkové (HF), struktura, vlastnosti a použití

kyselina fluorovodíková (HF)je vodný roztok, ve kterém je fluorovodík rozpuštěn. Tato kyselina se získává hlavně reakcí koncentrované kyseliny sírové s minerálním fluoritem (CaF).₂). Minerál je degradován působením kyseliny a zbývající voda rozpouští plyny fluorovodíku.

Z téže kyselé vody může být destilován čistý produkt, tj. Anhydrid kyseliny fluorovodíkové. V závislosti na množství rozpuštěného plynu se získají různé koncentrace, a proto je na trhu k dispozici několik produktů kyseliny fluorovodíkové..

Při koncentraci nižší než 40% má krystalický vzhled nerozeznatelný od vody, ale při vyšších koncentracích emituje bílé páry fluorovodíku. Kyselina fluorovodíková je známa jako jedna z nejagresivnějších a nejnebezpečnějších chemikálií.

Je schopna "jíst" téměř jakýkoliv materiál, se kterým má kontakt: od sklenic, keramiky a kovů, přes skály a beton. V jakém kontejneru je pak uložen? V plastových lahvích syntetické polymery inertní vůči jejich působení.

Index

• 1 Vzorec
• 2 Struktura
• 3 Vlastnosti
  • 3.1 Reaktivita
• 4 Použití
• 5 Odkazy

Vzorec

Vzorec fluorovodíku je HF, ale kyselina fluorovodíková je zastoupena ve vodném prostředí, HF (ac), aby se odlišila od prvního..

Kyselina fluorovodíková se tedy může považovat za hydrát fluorovodíku, což vede k jeho anhydridu.

Struktura

Všechny kyseliny ve vodě mají schopnost vytvářet ionty v rovnovážné reakci. V případě kyseliny fluorovodíkové se odhaduje, že v roztoku je iontový pár H₃O⁺ a F^-.

Anion F^- pravděpodobně tvoří velmi silný vodíkový můstek s jedním z vodíku kationtu (F-H-O⁺-H₂). To vysvětluje, proč je kyselina fluorovodíková slabá Bronstedova kyselina (donor protonu, H⁺), navzdory své vysoké a nebezpečné reaktivitě; to znamená, že ve vodě neuvolňuje tolik H⁺ ve srovnání s jinými kyselinami (HCl, HBr nebo HI).

V koncentrované kyselině fluorovodíkové jsou však interakce mezi molekulami fluorovodíku dostatečně účinné, aby mohly unikat v plynné fázi..

To znamená, že uvnitř vody mohou interagovat, jako by se nacházely v kapalném anhydridu a tvořily mezi nimi vodíkové mosty. Tyto vodíkové můstky lze asimilovat jako téměř lineární řetězce (H-F-H-F-H-F- ...) obklopené vodou.

V horním obrázku nesdílený pár elektronů orientovaný v opačném směru vazby (H-F :) interaguje s jinou molekulou HF pro sestavení řetězce.

Vlastnosti

Protože kyselina fluorovodíková je vodný roztok, její vlastnosti závisí na koncentraci anhydridu rozpuštěného ve vodě. HF je velmi rozpustný ve vodě a je hygroskopický, je schopen produkovat různá řešení: od velmi koncentrovaných (kouřových a žlutých tónů) až po velmi zředěný.

Vzhledem k tomu, že jeho koncentrace klesá, používá HF (ac) vlastnosti, které jsou více podobné čistým vodám než anhydrid. Vodíkové vazby H-F-H jsou však silnější než vodíkové vazby ve vodě, H₂O-H-O-H.

Obě koexistují v souladu s řešeními a zvyšují teploty varu (až na 105 ° C). Podobně se zvyšují hustoty, protože se rozpouští více anhydridu HF. Zbytky, všechny roztoky HF (ac) mají silné a dráždivé pachy a jsou bezbarvé.

Reaktivita

Co je tedy korozní chování kyseliny fluorovodíkové? Odpověď spočívá ve vazbě H-F a ve schopnosti atomu fluoru vytvořit velmi stabilní kovalentní vazby.

Protože fluor je velmi malý a elektronegativní atom, je to silná Lewisova kyselina. To je, to je oddělené od vodíku se vázat na druhy, které nabízejí více elektronů při nízkých energetických nákladech. Tyto druhy mohou být například kovy, jako je křemík přítomný ve sklech.

SiO₂ + 4 HF → SiF₄(g) + 2 H₂O

SiO₂ + 6 HF → H₂SiF₆ + 2 H₂O

Pokud je disociační energie H-F vazby vysoká (574 kJ / mol), proč se štěpí v reakcích? Odpověď má kinetické, strukturní a energetické nuance. Obecně platí, že čím méně je výsledný produkt reaktivní, tím výhodnější je jeho tvorba.

Co se stane s F^- ve vodě? V koncentrovaných roztocích kyseliny fluorovodíkové může další HF molekula tvořit vodíkovou vazbu s F^- dvojice [H₃O⁺F^-].

To má za následek tvorbu difluoridového iontu [FHF].^-, který je mimořádně kyselý. Proto je veškerý fyzický kontakt s ním extrémně škodlivý. Nejmenší expozice může vyvolat nekonečnost poškození organismu.

Existuje řada bezpečnostních norem a protokolů pro řádné řízení, a tak zabrání potenciálním nehodám těch, kteří s touto kyselinou pracují.

Použití

Jedná se o směs s mnoha aplikacemi v průmyslu, ve výzkumu a v práci spotřebitelů.

- Kyselina fluorovodíková vytváří organické deriváty, které se podílejí na procesu čištění hliníku.

- Používá se při separaci izotopů z uranu, jako v případě hexafluoridu uranu (UF).₆). Používá se také při těžbě, zpracování a rafinaci kovů, hornin a olejů, které se také používají k inhibici růstu a odstraňování plísní..

- Korozivní vlastnosti kyseliny byly použity k vyřezávání a leptání krystalů, zejména matných, za použití techniky leptání. 

- Používá se při výrobě silikonových polovodičů, s mnoha způsoby využití ve vývoji výpočetní techniky a výpočetní techniky, odpovědné za lidský rozvoj..

- Používá se v automobilovém průmyslu jako čistič, který se používá jako odstraňovač rzi v keramice.

- Kromě toho, že slouží jako prostředník při některých chemických reakcích, používá se kyselina fluorovodíková v některých iontoměničech, které se podílejí na čištění kovů a komplexnějších látek..

- Podílí se na zpracování ropy a jejích derivátů, které umožnily získání rozpouštědel pro použití při výrobě produktů pro čištění a odstraňování tuků..

- Používá se při výrobě prostředků pro pokovování a povrchovou úpravu.

- Spotřebitelé používají mnoho výrobků, v nichž se kyselina fluorovodíková podílela na jeho zpracování; například některé potřebné pro péči o automobil, čisticí prostředky pro nábytek, elektrické a elektronické komponenty a paliva, mimo jiné.

Odkazy

1. PubChem. (2018). Kyselina fluorovodíková. Získáno 3. dubna 2018, z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2.  Kat den. (16. dubna 2013). Kyselina, která opravdu jí všechno. Získáno 3. dubna 2018, z: chronicleflask.com
3. Wikipedia. (28. března 2018). Kyselina fluorovodíková. Získáno 3. dubna 2018, z: en.wikipedia.org.
4. Shiver a Atkins. (2008). Anorganická chemie (čtvrté vydání, strany 129, 207-249, 349, 407). Mc Graw Hill.
5. Kyselina fluorovodíková. Musc. Lékařská univerzita Jižní Karolíny. Získáno dne 3. dubna 2018, z: academdepartments.musc.edu