Ang hydrofluoric acid (HF) ay isang may tubig na solusyon kung saan natunaw ang hydrogen fluoride. Ang acid na ito ay nakuha higit sa lahat mula sa reaksyon ng puro sulfuric acid na may mineral fluorite (CaF 2 ). Ang mineral ay pinapahina ng pagkilos ng acid at ang natitirang tubig ay natutunaw ang mga gas na hydrogen fluoride.
Ang dalisay na produkto, iyon ay, ang anhydrous hydrogen fluoride, ay maaaring lumayo mula sa parehong acidic na tubig. Depende sa halaga ng natunaw na gas, ang iba't ibang mga konsentrasyon ay nakuha at, samakatuwid, ang iba't ibang magagamit na mga produkto ng hydrofluoric acid sa merkado.
Sa isang konsentrasyon ng mas mababa sa 40%, mayroon itong isang mala-kristal na hitsura na hindi naiintindihan mula sa tubig, ngunit sa mas mataas na konsentrasyon ay nagbibigay ito ng mga puting hydrogen fluoride vapors. Ang Hydrofluoric acid ay kilala bilang isa sa mga pinaka-agresibo at mapanganib na mga kemikal.
May kakayahang "kumakain" halos anumang materyal na kung saan ito ay nakikipag-ugnay: mula sa baso, keramika at metal, hanggang sa mga bato at kongkreto. Sa anong lalagyan ay naka-imbak ito? Sa mga plastik na botelya, ang mga sintetikong polimer ay pumapasok sa kanilang pagkilos.
Pormula
Ang pormula ng hydrogen fluoride ay HF, ngunit ang hydrofluoric acid ay kinakatawan sa isang may tubig na medium, HF (aq), upang maibahin ang sarili mula sa dating.
Kaya, ang hydrofluoric acid ay maaaring isaalang-alang bilang hydrate ng hydrogen fluoride, at ito ang anhydride.
Istraktura
Ang bawat acid sa tubig ay may kakayahang makabuo ng mga ion sa isang reaksyon ng balanse. Sa kaso ng hydrofluoric acid, tinatayang ang pares ng mga ion H 3 O + at F - ay mayroong solusyon .
Ang anion F - marahil ay bumubuo ng isang napakalakas na bono ng hydrogen na may isa sa mga hydrogens sa cation (FHO + -H 2 ). Ipinapaliwanag nito kung bakit ang hydrofluoric acid ay isang mahina na Bronsted acid (proton donor, H + ), sa kabila ng mataas at mapanganib na reaktibo; iyon ay, sa tubig hindi ito naglalabas ng mas maraming H + kumpara sa iba pang mga acid (HCl, HBr o HI).
Gayunpaman, sa puro hydrofluoric acid ang mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekulang hydrogen fluoride ay sapat na epektibo upang payagan silang makatakas sa phase ng gas.
Iyon ay, sa loob ng tubig maaari silang makipag-ugnay na parang sila ay nasa likidong anhydride, kaya bumubuo ng mga bono ng hydrogen sa pagitan nila. Ang mga hydrogen bond na ito ay maaaring mai-assimilated bilang halos linear chain (HFHFHF-…) napapaligiran ng tubig.
Sa imahe sa itaas, ang di-natagalang pares ng mga electron na nakatuon sa kabaligtaran ng direksyon ng bono (HF :) ay nakikipag-ugnay sa isa pang molekulang HF upang tipunin ang chain.
Ari-arian
Yamang ang hydrofluoric acid ay isang may tubig na solusyon, ang mga katangian nito ay nakasalalay sa konsentrasyon ng anhydride na natunaw sa tubig. Ang HF ay napaka natutunaw sa tubig at hygroscopic, na may kakayahang makagawa ng iba't ibang mga solusyon: mula sa sobrang puro (mausok at may dilaw na tono) hanggang sa matunaw.
Habang bumababa ang konsentrasyon nito, ang HF (ac) ay tumatagal sa mga katangian na mas katulad sa purong tubig kaysa sa anhydride. Gayunpaman, ang mga bono ng hydrogen ng HFH ay mas malakas kaysa sa mga nasa tubig, H 2 O-HOH.
Parehong magkakasamang magkakasuwato sa mga solusyon, pinalaki ang mga punto ng kumukulo (hanggang sa 105ºC). Gayundin, nadaragdagan ang mga density habang mas maraming anhydride HF ay natunaw. Kung hindi man, ang lahat ng mga solusyon sa HF (ac) ay may malakas, nakakainis na amoy at walang kulay.
Reactivity
Kaya ano ang kinakaing unti-unting pag-uugali ng hydrofluoric acid dahil sa? Ang sagot ay namamalagi sa HF bond at sa kakayahan ng fluorine atom upang makabuo ng matatag na covalent bond.
Ang fluorine ay isang napakaliit at electronegative atom, ito ay isang malakas na Lewis acid. Iyon ay, humihiwalay ito mula sa hydrogen upang magbigkis sa mga species na nag-aalok ng mas maraming mga electron sa isang mababang gastos sa enerhiya. Halimbawa, ang mga species na ito ay maaaring mga metal, tulad ng silikon na naroroon sa mga baso.
SiO 2 + 4 HF → SiF 4 (g) + 2 H 2 O
SiO 2 + 6 HF → H 2 SiF 6 + 2 H 2 O
Kung ang dissociation energy ng HF bond ay mataas (574 kJ / mol), bakit masira ito sa mga reaksyon? Ang sagot ay may kinetic, istruktura at energetic na abot. Sa pangkalahatan, ang hindi gaanong reaktibo sa nagresultang produkto, mas pinapaboran ang pagbuo nito.
Ano ang nangyayari sa F - sa tubig? Sa puro solusyon ng hydrofluoric acid ang isa pang molekulang HF ay maaaring hydrogen bond na may F - ng pares.
Nagreresulta ito sa henerasyon ng difluoride ion - , na kung saan ay sobrang acidic. Iyon ang dahilan kung bakit ang anumang pisikal na pakikipag-ugnay dito ay labis na nakakapinsala. Ang kaunting pagkakalantad ay maaaring mag-trigger ng walang katapusang pinsala sa katawan.
Maraming mga pamantayan sa kaligtasan at protocol para sa tamang paghawak, at sa gayon maiwasan ang mga potensyal na aksidente sa mga nagpapatakbo sa acid na ito.
Aplikasyon
Ito ay isang tambalan na may maraming mga aplikasyon sa industriya, sa pananaliksik at sa mga usaping pang-consumer.
- Ang Hydrofluoric acid ay bumubuo ng mga organikong derivatives na namamagitan sa proseso ng paglilinis ng aluminyo.
- Ginagamit ito sa paghihiwalay ng mga isotop ng uranium, tulad ng sa kaso ng uranium hexafluoride (UF 6 ). Gayundin, ginagamit ito sa pagkuha, pagproseso at pagpapino ng mga metal, bato at langis, na ginagamit din para sa paglala ng paglago at pagtanggal ng amag.
- Ang mga kinakaing unti-unting katangian ng acid ay ginamit upang mag-ukit at mag-ukit ng mga kristal, lalo na ang mga nagyelo, gamit ang etching technique.
- Ginagamit ito sa paggawa ng silicone semiconductors, na may maraming paggamit sa pagbuo ng computing at teknolohiya ng impormasyon, na responsable para sa kaunlaran ng tao.
- Ginagamit ito sa industriya ng automotiko bilang isang malinis, na ginagamit bilang isang remover ng amag sa mga keramika.
- Bilang karagdagan sa paghahatid bilang isang intermediate sa ilang mga reaksyon ng kemikal, ang hydrofluoric acid ay ginagamit sa ilang mga exchanger ng ion na kasangkot sa paglilinis ng mga metal at mas kumplikadong mga sangkap.
- Nakikilahok sa pagproseso ng langis at mga derivatibo, na pinapayagan ang pagkuha ng mga solvent para magamit sa paggawa ng mga produktong paglilinis at grasa.
- Ginagamit ito sa henerasyon ng mga ahente para sa paggamot sa kalupkop at pang-ibabaw.
- Gumagamit ang mga mamimili ng maraming mga produkto kung saan nakilahok ang hydrofluoric acid sa kanilang pagpapaliwanag; halimbawa, ang ilan na kinakailangan para sa pangangalaga sa kotse, paglilinis ng mga produkto para sa mga kasangkapan sa bahay, de-koryenteng at elektronikong sangkap, at mga gasolina, bukod sa iba pang mga produkto.
Mga Sanggunian
- PubChem. (2018). Hydrofluoric Acid. Nakuha noong Abril 3, 2018, mula sa: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Kat Day. (Abril 16, 2013). Ang acid na talagang kumakain sa lahat. Nakuha noong Abril 3, 2018, mula sa: chronicleflask.com
- Wikipedia. (Marso 28, 2018). Hydrofluoric acid. Nakuha noong Abril 3, 2018, mula sa: en.wikipedia.org.
- Shiver & Atkins. (2008). Diorganikong kimika. (Ika-4 na ed., P. 129, 207-249, 349, 407). Mc Graw Hill.
- Hydrofluoric Acid. Musc. Medical University of South Carolina. Nakuha noong Abril 3, 2018, mula sa: academicdepartments.musc.edu