Fluorūdeņražskābes (HF) ir ūdeni saturošs šķīdums kurā izšķīdināta Fluorūdeņražu. Šo skābi galvenokārt iegūst koncentrētas sērskābes reakcijā ar minerālfluorītu (CaF 2 ). Minerālu noārda skābes iedarbība, un atlikušais ūdens izšķīdina fluorūdeņraža gāzes.
Tīro produktu, tas ir, bezūdens fluorūdeņradi, var destilē no šī paša skābā ūdens. Atkarībā no izšķīdinātās gāzes daudzuma tiek iegūtas dažādas koncentrācijas un līdz ar to dažādi tirgū pieejamie fluorūdeņražskābes produkti.
Koncentrācijā, kas mazāka par 40%, tai ir kristālisks izskats, kas neatšķiras no ūdens, bet augstākā koncentrācijā tas izdala baltus fluorūdeņraža tvaikus. Fluorskābe ir pazīstama kā viena no agresīvākajām un bīstamākajām ķīmiskajām vielām.
Tas spēj "ēst" gandrīz jebkuru materiālu, ar kuru tas nonāk saskarē: no stikla, keramikas un metāliem, līdz akmeņiem un betonam. Kādā konteinerā tas tiek glabāts? Plastmasas pudelēs sintētiskie polimēri ir inerti pret to darbību.
Formula
Fluorūdeņraža formula ir HF, bet fluorūdeņražskābes formula ir attēlota ūdens vidē HF (aq), lai atšķirtos no pirmās.
Tādējādi fluorūdeņražskābi var uzskatīt par fluorūdeņraža hidrātu, un tas ir tā anhidrīds.
Uzbūve
Katrai skābei ūdenī ir spēja ģenerēt jonus līdzsvara reakcijā. Fluorūdeņražskābes gadījumā tiek lēsts, ka jonu pāris H 3 O + un F - pastāv šķīdumā .
Anjonu F - , iespējams, veido ļoti spēcīga ūdeņraža saiti ar vienu no ūdeņraža atomi katjonu (FHO + H 2 ). Tas izskaidro, kāpēc fluorūdeņražskābe ir vāja Bronsted skābe (protonu donors, H + ), neskatoties uz augsto un bīstamo reaģētspēju; tas ir, ūdenī tas neizdala tik daudz H +, salīdzinot ar citām skābēm (HCl, HBr vai HI).
Tomēr koncentrētā fluorūdeņražskābē fluorūdeņraža molekulu mijiedarbība ir pietiekami efektīva, lai tās varētu izkļūt gāzes fāzē.
Tas ir, ūdenī viņi var mijiedarboties tā, it kā atrastos šķidrā anhidrīdā, tādējādi starp tiem veidojot ūdeņraža saites. Šīs ūdeņraža saites var pielīdzināt gandrīz lineārām ķēdēm (HFHFHF-…), kuras ieskauj ūdens.
Iepriekš redzamajā attēlā nesadalīts elektronu pāris, kas orientēts saites pretējā virzienā (HF :), mijiedarbojas ar citu HF molekulu, lai saliktu ķēdi.
Īpašības
Tā kā fluorūdeņražskābe ir ūdens šķīdums, tā īpašības ir atkarīgas no ūdenī izšķīdinātā anhidrīda koncentrācijas. HF ļoti labi šķīst ūdenī un ir higroskopisks, ar to var iegūt dažādus risinājumus: no ļoti koncentrēta (kūpoša un ar dzelteniem toņiem) līdz ļoti atšķaidītam.
Samazinoties tā koncentrācijai, HF (ac) iegūst īpašības, kas ir līdzīgākas tīram ūdenim nekā anhidrīda īpašības. Tomēr HFH ūdeņraža saites ir stiprākas nekā ūdenī esošās H 2 O-HOH.
Abi šķīdumos līdzās pastāv, paaugstinot viršanas temperatūru (līdz 105ºC). Tāpat palielinās blīvums, jo izšķīst vairāk anhidrīda HF. Pretējā gadījumā visiem HF (ac) šķīdumiem ir spēcīga, kairinoša smaka un tie ir bezkrāsaini.
Reaģētspēja
Kāda ir fluorūdeņražskābes kodīgā izturēšanās? Atbilde slēpjas HF saitē un fluora atoma spējā veidot ļoti stabilas kovalentās saites.
Fluors ir ļoti mazs un elektronegatīvs atoms, un tas ir spēcīgs Luisa skābe. Tas ir, tas atdalās no ūdeņraža, lai saistītos ar sugām, kas tam piedāvā vairāk elektronu par zemām enerģijas izmaksām. Piemēram, šīs sugas var būt metāli, piemēram, silikāts, kas atrodas brillēs.
SiO 2 + 4 HF → SiF 4 (g) + 2 H 2 O
SiO 2 + 6 HF → H 2 SiF 6 + 2 H 2 O
Ja HF saites disociācijas enerģija ir augsta (574 kJ / mol), kāpēc tā sabojājas reakcijās? Atbildei ir kinētiski, strukturāli un enerģētiski virsskaņi. Parasti jo mazāk reaģē iegūtais produkts, jo labvēlīgāks ir tā veidošanās.
Kas notiek ar F - ūdenī? Koncentrētos fluorūdeņražskābes šķīdumos cita HF molekula var ūdeņraža saites ar pāra F - .
Tā rezultātā paaudzes difluorīdu jonu - , kas ir ļoti skāba. Tāpēc jebkurš fizisks kontakts ar to ir ārkārtīgi kaitīgs. Mazākā iedarbība var izraisīt bezgalīgu ķermeņa bojājumu.
Ir daudz drošības standartu un protokolu, kā pareizi rīkoties, tādējādi izvairoties no iespējamiem negadījumiem tiem, kas darbojas ar šo skābi.
Lietojumprogrammas
Tas ir savienojums ar daudziem pielietojumiem rūpniecībā, pētniecībā un patērētāju lietās.
- Sālsskābe rada organiskus atvasinājumus, kas iejaucas alumīnija attīrīšanas procesā.
- To izmanto urāna izotopu atdalīšanai, tāpat kā urāna heksafluorīda (UF 6 ) gadījumā. Tāpat to izmanto metālu, iežu un eļļu ieguvē, pārstrādē un rafinēšanā, kā arī augšanas kavēšanai un pelējuma noņemšanai.
- Skābes korozīvās īpašības ir izmantotas kristālu, it īpaši matētu, grebšanai un gravēšanai, izmantojot kodināšanas paņēmienu.
- To izmanto silikona pusvadītāju ražošanā, un tas ir daudzreiz paredzēts skaitļošanas un informācijas tehnoloģiju attīstībā, un tas ir atbildīgs par cilvēka attīstību.
- Automobiļu rūpniecībā to izmanto kā tīrīšanas līdzekli, kā keramikas flīžu veidni.
- Slāpekļskābe tiek izmantota kā starpprodukts dažās ķīmiskās reakcijās, un tā tiek izmantota arī dažos jonu apmainītājos, kas ir iesaistīti metālu un sarežģītāku vielu attīrīšanā.
- Piedalās eļļas un tās atvasinājumu pārstrādē, kas ļāva iegūt šķīdinātājus tīrīšanas un tauku noņemšanas līdzekļu ražošanai.
- To izmanto līdzekļu ģenerēšanai galvanizēšanai un virsmas apstrādei.
- patērētāji izmanto daudzus produktus, kuros fluorūdeņražskābe ir piedalījusies to izstrādē; piemēram, daži nepieciešami automašīnu kopšanai, mēbeļu tīrīšanas līdzekļiem, elektriskiem un elektroniskiem komponentiem, kā arī degvielām, starp citiem produktiem.
Atsauces
- PubChem. (2018). Fluorūdeņražskābe. Saņemts 2018. gada 3. aprīlī no: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Kaķu diena. (2013. gada 16. aprīlis). Skābe, kas patiešām ēd caur visu. Saņemts 2018. gada 3. aprīlī no vietnes chronicleflask.com
- Wikipedia. (2018. gada 28. marts). Fluorskābe. Saņemts 2018. gada 3. aprīlī no: en.wikipedia.org.
- Šiveris un Atkins. (2008). Neorganiskā ķīmija. (4. izdevums, 129. lpp., 207–249, 349., 407. lpp.). Mc Graw Hill.
- Fluorūdeņražskābe. Musc. Dienvidkarolīnas Medicīnas universitāte. Saņemts 2018. gada 3. aprīlī no: acadedepartments.musc.edu