Hidrofluorskābes (HF) formula, struktūra, īpašības un lietošanas veidi

The fluorūdeņražskābe (HF)ir ūdens šķīdums, kurā izšķīdis fluorūdeņradis. Šo skābi iegūst galvenokārt no koncentrētas sērskābes reakcijas ar minerālfluorītu (CaF).₂). Minerālvielu noārdās skābes iedarbība, un atlikušais ūdens izšķīdina ūdeņraža fluorīda gāzes.

No šī paša skābes ūdens tīru produktu, ti, ūdeņraža fluorīda anhidrīdu, var destilēt. Atkarībā no izšķīdušo gāzu daudzuma tiek iegūtas dažādas koncentrācijas un tādējādi tirgū ir pieejami vairāki fluorūdeņražskābes produkti..

Koncentrācijā, kas ir mazāka par 40%, tā kristāliskais izskats nav atšķirams no ūdens, bet augstākās koncentrācijās tas izdala ūdeņraža fluorīda balto tvaiku. Hidrofluorskābe ir pazīstama kā viena no agresīvākajām un bīstamākajām ķimikālijām.

Tas spēj "ēst" gandrīz jebkuru materiālu, ar kuru tam ir saskare: no brilles, keramikas un metāliem, akmeņiem un betonam. Kādā konteinerā tas tiek uzglabāts? Plastmasas pudelēs sintētiskie polimēri inerti to darbībai.

Indekss

• 1 Formula
• 2 Struktūra
• 3 Rekvizīti
  • 3.1. Reaktivitāte
• 4 Lietojumi
• 5 Atsauces

Formula

Ūdeņraža fluorīda formula ir HF, bet fluorūdeņražskābes formu veido ūdens vidē, HF (ac), lai atšķirtu no pirmās..

Tādējādi fluorūdeņražskābi var uzskatīt par ūdeņraža fluorīda hidrātu, un tas rada tā anhidrīdu.

Struktūra

Visa skābe ūdenī spēj radīt jonus līdzsvara reakcijā. Attiecībā uz fluorūdeņražskābi tiek lēsts, ka šķīdumā ir jonu pāris H₃O⁺ un F^-.

Anjons F^- iespējams, veido ļoti spēcīgu ūdeņraža tiltu ar vienu no katjona hidrogēniem (F-H-O⁺-H₂). Tas izskaidro, kāpēc fluorūdeņražskābe ir vāja Bronsted skābe (protonu donors, H⁺), neskatoties uz augsto un bīstamo reaktivitāti; tas ir, ūdenī neatbrīvo tik daudz H⁺ salīdzinot ar citām skābēm (HCl, HBr vai HI).

Tomēr koncentrētā hidrogēnskābē mijiedarbība starp ūdeņraža fluorīda molekulām ir pietiekami efektīva, lai ļautu tiem izvairīties gāzes fāzē..

Tas nozīmē, ka ūdens iekšienē tie var mijiedarboties, it kā tie būtu šķidrā anhidrīdā, veidojot ūdeņraža tiltus starp tiem. Šos ūdeņraža tiltus var pielīdzināt gandrīz lineārām ķēdēm (H-F-H-F-H-F- ...), ko ieskauj ūdens.

Augšējā attēlā kopīgais elektronu pāris, kas orientējas saites (H-F :) pretējā virzienā, mijiedarbojas ar citu HF molekulu, lai apkopotu ķēdi.

Rekvizīti

Tā kā fluorūdeņražskābe ir ūdens šķīdums, tā īpašības ir atkarīgas no ūdenī izšķīdušās anhidrīda koncentrācijas. HF ir ļoti labi šķīst ūdenī un ir higroskopisks un spēj radīt dažādus šķīdumus: no ļoti koncentrēta (dūmu un dzelteniem toņiem) līdz ļoti atšķaidītam.

Tā kā tā koncentrācija samazinās, HF (ac) izmanto īpašības, kas ir vairāk līdzīgas tīram ūdenim nekā anhidrīdam. Tomēr ūdeņraža saites H-F-H ir spēcīgākas nekā ūdenī, H₂O-H-O-H.

Abi ir līdzās risinājumos, paaugstinot viršanas temperatūru (līdz 105 ° C). Tāpat, palielinoties HF anhidrīdam, palielinās blīvums. Visiem pārējiem HF (ac) šķīdumiem ir stipras un kairinošas smakas un tie ir bezkrāsaini.

Reaktivitāte

Tātad, kāda ir fluorūdeņražskābes korozīvā uzvedība? Atbilde ir saistīta ar H-F saiti un fluora atoma spēju veidot ļoti stabilas kovalentās saites.

Tā kā fluors ir ļoti mazs un elektronegatīvs atoms, tas ir spēcīgs Lūisa skābe. Tas ir, tas ir atdalīts no ūdeņraža, lai saistītos ar sugām, kas piedāvā vairāk elektronu ar zemām enerģijas izmaksām. Piemēram, šīs sugas var būt metāli, piemēram, silīcija, kas atrodas glāzēs.

SiO₂ + 4 HF → SiF₄(g) + 2 H₂O

SiO₂ + 6 HF → H₂SiF₆ + 2 H₂O

Ja H-F obligācijas disociācijas enerģija ir augsta (574 kJ / mol), kāpēc tā sadalās reakcijās? Atbildei ir kinētiskas, strukturālas un enerģiskas nianses. Kopumā, jo mazāk reaktīvais ir iegūtais produkts, jo vairāk tas ir tā veidošanās.

Kas notiek ar F^- ūdenī? Koncentrētos hidrogēnskābes šķīdumos cita HF molekula var veidot ūdeņraža saiti ar F^- pāris [H₃O⁺F^-].

Tas rada difluorīda jonu veidošanos [FHF].^-, kas ir ārkārtīgi skāba. Tāpēc viss fiziskais kontakts ar šo ir ļoti kaitīgs. Vismazākā iedarbība var izraisīt organisma kaitējumu.

Ir daudz drošības standartu un protokolu pareizai pārvaldībai un tādējādi novērst iespējamos negadījumus tiem, kas strādā ar šo skābi.

Lietojumi

Tas ir savienojums ar daudziem lietojumiem nozarē, pētniecībā un patērētāju darbā.

- Hidrofluorogļskābe rada organiskos atvasinājumus, kas ir iesaistīti alumīnija attīrīšanas procesā.

- To izmanto izotopu atdalīšanai no urāna, tāpat kā urāna heksafluorīda (UF) gadījumā.₆). To izmanto arī metālu, akmeņu un eļļu ekstrakcijā, apstrādē un rafinēšanā, ko izmanto arī pelējuma augšanas un noņemšanas kavēšanai..

- Skābes korozīvās īpašības ir izmantotas kristālu, īpaši matētu, izgriešanai un kodināšanai, izmantojot kodināšanas tehniku.. 

- To izmanto silīcija pusvadītāju ražošanā, vairākkārt lietojot skaitļošanas un skaitļošanas attīstību, kas ir atbildīga par cilvēka attīstību..

- To izmanto automobiļu rūpniecībā kā tīrāku, to izmanto kā rūsas noņēmēju keramikā.

- Papildus tam, ka kalpo kā starpnieks dažās ķīmiskās reakcijās, dažos jonu apmaiņas procesos, kas iesaistīti metālu un sarežģītāku vielu attīrīšanā, izmanto fluorūdeņražskābi..

- Tā piedalās naftas un tā atvasinājumu pārstrādē, kas ļāva iegūt šķīdinātājus tauku tīrīšanai un likvidēšanai paredzēto produktu ražošanā..

- To lieto, lai radītu līdzekļus plēvēšanai un virsmas apstrādei.

- Patērētāji izmanto daudzus produktus, kuros tās izstrādē piedalījās fluorūdeņražskābe; piemēram, daži, kas nepieciešami automašīnu kopšanai, mēbeļu, elektrisko un elektronisko komponentu tīrīšanas līdzekļiem un degvielai.

Atsauces

1. PubChem. (2018). Hidrofluorskābe. Saturs iegūts 2018. gada 3. aprīlī no: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2.  Kat diena. (2013. gada 16. aprīlis). Skābe, kas patiešām ēd visu. Saturs iegūts 2018. gada 3. aprīlī no: chronicleflask.com
3. Vikipēdija. (2018. gada 28. marts). Hidrofluorskābe. Saturs iegūts 2018. gada 3. aprīlī no: en.wikipedia.org.
4. Shiver & Atkins. (2008). Neorganiskā ķīmija (ceturtais izdevums., 129, 207-249., 349., 407. lpp.). Mc Graw kalns.
5. Hidrofluorskābe. Musc. Dienvidkarolīnas Medicīnas universitāte. Saturs iegūts 2018. gada 3. aprīlī, no: akadēmiskā nodaļa.musc.edu