El àcid fluorhídric (HF) és una solució aquosa en la qual està dissolt el fluorur d'hidrogen. Aquest àcid és obtingut principalment de la reacció de l'àcid sulfúric concentrat amb el mineral fluorita (CaF 2). El mineral es degrada per l'acció de l'àcid i l'aigua romanent dissol els gasos de fluorur d'hidrogen.
A partir d'aquesta mateixa aigua àcida pot destil·lar el producte pur, és a dir, el fluorur d'hidrogen anhídrid. Depenent de les quantitats de gas dissolt s'obtenen diferents concentracions i, per tant, diversos productes disponibles de l'àcid fluorhídric en el mercat.
A una concentració menor a l'40%, té una aparença cristal·lina indistingible de l'aigua, però a majors concentracions acomiada vapors blancs de fluorur d'hidrogen. L'àcid fluorhídric és conegut com una de les substàncies químiques més agressives i perilloses.
És capaç de "menjar-se" gairebé qualsevol material amb el qual tingui contacte: des vidres, ceràmiques i metalls, fins a roques i concrets. En què recipient llavors és emmagatzemat? En ampolles de plàstic, polímers sintètics inerts a la seva acció.
fórmula
La fórmula de l'fluorur d'hidrogen és HF, però la de l'àcid fluorhídric es representa en un medi aquós, HF (ac), per diferenciar-se de el primer.
Així, l'àcid fluorhídric pot considerar-se com l'hidrat de l'fluorur d'hidrogen, i aquest resulta la seva anhídrid.
estructura
Tot àcid en aigua té la capacitat de generar ions en una reacció d'equilibri. Per al cas de l'àcid fluorhídric, s'estima que en una solució ha el parell d'ions H 3 O + i F -.
El anió F - probablement formi un pont d'hidrogen molt fort amb un dels hidrògens de l'catió (FHO + -H 2). Això explica per què l'àcid fluorhídric és un àcid feble de Bronsted (donador de protons, H +), malgrat la seva alta i perillosa reactivitat; és a dir, en aigua no allibera tants H + comparat a altres àcids (HCl, HBr o HE).
No obstant això, en l'àcid fluorhídric concentrat les interaccions entre les molècules de fluorur d'hidrogen són prou efectives per permetre'ls escapar en fase gasosa.
És a dir, dins d'l'aigua aquestes poden interactuar com si estiguessin al anhídrid líquid, formant així ponts d'hidrogen entre aquestes. Aquests ponts d'hidrogen poden assimilar com unes cadenes gairebé lineals (HFHFHF-…) envoltades d'aigua.
A la imatge superior, el parell no compartit d'electrons orientats en sentit contrari de l'enllaç (HF:) interacciona amb una altra molècula de HF per armar la cadena.
propietats
Per ser l'àcid fluorhídric una solució aquosa, les seves propietats depenen de la concentració de l'anhídrid dissolt en aigua. L'HF és molt soluble en aigua i és higroscòpic, sent capaç de produir una varietat de solucions: des de molt concentrades (fumejants i amb tonalitats grogues) fins molt diluïdes.
A mesura que disminueix la seva concentració, el HF (ac) adopta propietats més similars a l'aigua pura que els de l'anhídrid. No obstant això, els ponts d'hidrogen HFH són més forts que aquells a l'aigua, H 2 O-HOH.
Tots dos coexisteixen en harmonia en les solucions, elevant els punts d'ebullició (fins 105ºC). Igualment, les densitats augmenten conforme més HF anhídrid és dissolt. De resta, totes les solucions de HF (ac) tenen olors fortes i irritants i són incolores.
reactivitat
Llavors, a què es deu el comportament corrosiu de l'àcid fluorhídric? La resposta està a l'enllaç HF i en la capacitat de l'àtom de fluor de formar enllaços covalents molt estables.
A l'ésser el fluor un àtom molt petit i electronegatiu, és un poderós àcid de Lewis. És a dir, se separa de l'hidrogen per enllaçar-se a espècies que li ofereixin més electrons a un baix cost energètic. Per exemple, aquestes espècies poden ser metalls, tal com el silici present en els vidres.
SiO 2 + 4 HF → SiF 4 (g) + 2 H 2 O
SiO 2 + 6 HF → H 2 SiF 6 + 2 H 2 O
Si l'energia de dissociació de l'enllaç HF és alta (574 kJ / mol), per què es trenca en les reaccions? La resposta té matisos cinètics, estructurals i energètics. En general, com menys reactiu sigui el producte resultant, més afavorida és la seva formació.
Què passa amb el F - a l'aigua? En solucions concentrades d'àcid fluorhídric altra molècula HF pot formar pont d'hidrogen amb el F - de el parell.
Això porta com a conseqüència la generació de l'ió difluorur -, el qual és extraordinàriament àcid. Per això tot contacte físic amb aquest és summament nociu. La més mínima exposició pot desencadenar una infinitat de danys a l'organisme.
Hi ha moltes normes i protocols de seguretat per al seu adequat maneig, i així evitar potencials accidents als que operin amb aquest àcid.
usos
És un compost amb nombroses aplicacions en la indústria, en la investigació i en el quefer dels consumidors.
- L'àcid fluorhídric genera derivats orgànics que intervenen en el procés de purificació de l'alumini.
- S'usa en la separació d'isòtops de l'urani, com en el cas de l'hexafluorur d'urani (UF 6). Així mateix, és usat en l'extracció, processament i refinació de metalls, roques i olis, utilitzant-se també per la inhibició de l'creixement i remoció de la floridura.
- Les propietats corrosives de l'àcid han estat utilitzades per tallar i gravar vidres, especialment els gebrats, mitjançant la tècnica de l'aiguafort.
- És usat en la fabricació de semiconductors de silicona, amb múltiples usos en el desenvolupament de la computació i la informàtica, responsables de el desenvolupament humà.
- És utilitzat en la indústria automotor com a netejador, usant-se com removedor de la floridura a la ceràmica.
- A més de servir d'intermediari en algunes reaccions química, l'àcid fluorhídric és utilitzat en alguns intercanviadors iònics que intervenen en la purificació de metalls i substàncies més complexes.
- Participa en el processament de l'petroli i els seus derivats, la qual cosa ha permès l'obtenció de solvents d'ús en la fabricació de productes per a la neteja i eliminació de greixos.
- S'usa en la generació d'agents per al enchapado i tractament de superfícies.
- Els consumidors utilitzen nombrosos productes en els quals ha participat en la seva elaboració l'àcid fluorhídric; per exemple, alguns necessaris per a la cura de l'automòbil, productes de neteja per al mobiliari, components elèctrics i electrònics, i combustibles, entre altres productes.
referències
- PubChem. (2018). Hydrofluoric Acid. Recuperat el 03 d'abril de 2018, de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Kat Day. (16 d'abril de 2013). The acid that really does eat through everything. Recuperat el 03 d'abril de 2018, de: chronicleflask.com
- Wikipedia. (28 de març del 2018). Hydrofluoric acid. Recuperat el 03 d'abril de 2018, de: en.wikipedia.org.
- Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgànica. (Quarta edició., Pàg. 129, 207-249, 349, 407). Mc Graw Hill.
- Hydrofluoric Acid. Musc. Medical University of South Carolina. Recuperat el 03 d'abril de 2018, de: academicdepartments.musc.edu