Formula, Struktur, Hartanah dan Kegunaan Asid Hydrofluoric (HF)



The asid hidrofluorik (HF)adalah larutan berair yang hidrogen fluorida dibubarkan. Asid ini diperoleh terutamanya dari tindak balas asid sulfurik pekat dengan fluorit mineral (CaF)2). Minyak itu direndahkan oleh tindakan asid dan air yang tinggal membubarkan gas hidrogen fluorida.

Daripada air asid yang sama, produk tulen, iaitu hydrogen fluoride anhydride, boleh disuling. Bergantung kepada kuantiti gas terlarut, kepekatan yang berbeza diperolehi dan, oleh itu, beberapa produk sedia ada asid hidrofluorik di pasaran..

Pada kepekatan kurang daripada 40%, ia mempunyai penampilan kristal yang tidak boleh dibezakan dari air, tetapi pada kepekatan yang lebih tinggi ia memancarkan wap putih hidrogen fluorida. Asid hidrofluorik dikenali sebagai salah satu bahan kimia yang paling agresif dan berbahaya.

Ia mampu "makan" hampir apa-apa bahan yang mana ia mempunyai hubungan: dari kacamata, seramik dan logam, kepada batu dan konkrit. Dalam apa bekas itu kemudian disimpan? Dalam botol plastik, polimer sintetik tidak bertindak terhadap tindakan mereka.

Indeks

  • 1 Formula
  • 2 Struktur
  • 3 Hartanah
    • 3.1 Reaktiviti
  • 4 Kegunaan
  • 5 Rujukan

Formula

Formula hidrogen fluorida adalah HF, tetapi asid hidrofluorik diwakili dalam medium berair, HF (ac), untuk membezakan dari yang pertama.

Oleh itu, asid hidrofluorik boleh dipertimbangkan sebagai hidrat hidrogen fluorida, dan ini mengakibatkan anhidrida.

Struktur

Semua asid di dalam air mempunyai keupayaan untuk menghasilkan ion dalam tindak balas keseimbangan. Dalam kes asid hidrofluorik, dianggarkan bahawa dalam penyelesaian terdapat pasangan ion H3O+ dan F-.

Anion F- mungkin membentuk jambatan hidrogen yang sangat kuat dengan salah satu daripada hidrogen kation (F-H-O+-H2). Ini menjelaskan mengapa asid hidrofluorik adalah asid Bronsted yang lemah (penderma proton, H+), walaupun kereaktifannya yang tinggi dan berbahaya; iaitu, dalam air tidak melepaskan begitu banyak H+ berbanding dengan asid lain (HCl, HBr atau HI).

Walau bagaimanapun, dalam asid hidrofluorik tertumpu interaksi antara molekul hidrogen fluorida adalah cukup berkesan untuk membolehkan mereka melepaskan diri dalam fasa gas.

Iaitu, di dalam air mereka boleh berinteraksi seolah-olah mereka berada dalam anhidrida cair, membentuk hidrogen jambatan di antara mereka. Jambatan hidrogen ini boleh diasimilasikan sebagai rantai hampir linear (H-F-H-F-H-F ...) dikelilingi oleh air.

Dalam imej atas, pasangan elektron yang tidak dikongsi berorientasikan arah yang bertentangan dengan ikatan (H-F :) berinteraksi dengan molekul HF yang lain untuk memasang rantai.

Hartanah

Oleh kerana asid hidrofluorik adalah larutan berair, sifatnya bergantung kepada kepekatan anhidrida yang larut dalam air. HF sangat larut dalam air dan bersifat hygroscopic, mampu menghasilkan pelbagai penyelesaian: dari sangat pekat (berasap dan dengan nada kuning) hingga sangat dicairkan.

Oleh kerana kepekatannya berkurangan, HF (ac) mengamalkan sifat yang lebih serupa dengan air tulen berbanding dengan anhidrida. Walau bagaimanapun, ikatan hidrogen H-F-H lebih kuat daripada yang di dalam air, H2O-H-O-H.

Kedua-dua wujud bersama dalam penyelesaian, meningkatkan titik didih (sehingga 105ºC). Begitu juga, ketumpatan meningkat apabila lebih banyak HF anhydride dibubarkan. Dari rehat, semua penyelesaian HF (ac) mempunyai bau yang kuat dan menjengkelkan dan tidak berwarna.

Reaktiviti

Jadi, apakah kelakuan yang mengakis asid hidrofluorik? Jawapannya terletak pada ikatan H-F dan keupayaan atom fluorin untuk membentuk ikatan kovalen yang sangat stabil.

Sebagai fluorine adalah atom yang sangat kecil dan elektronegatif, ia adalah asid Lewis yang kuat. Iaitu, ia dipisahkan dari hidrogen untuk mengikat spesies yang menawarkan lebih banyak elektron pada kos tenaga yang rendah. Sebagai contoh, spesies ini boleh menjadi logam, seperti silikon yang ada di dalam gelas.

SiO2 + 4 HF → SiF4(g) + 2 H2O

SiO2 + 6 HF → H2SiF6 + 2 H2O

Jika tenaga pemisahan ikatan H-F adalah tinggi (574 kJ / mol), mengapa ia memecahkan reaksi? Jawapannya mempunyai nuansa kinetik, struktur dan energik. Secara umum, kurang reaktif produk yang dihasilkan, yang lebih disukai adalah pembentukannya.

Apa yang berlaku dengan F- di dalam air? Dalam penyelesaian pekat asam hidrofluorik, molekul HF yang lain dapat membentuk ikatan hidrogen dengan F- daripada pasangan [H3O+F-].

Ini mengakibatkan penjanaan ion difluorida [FHF]-, yang luar biasa berasid. Itulah sebabnya semua hubungan fizikal dengan ini amat berbahaya. Pendedahan yang sedikit boleh mencetuskan infiniti kerosakan kepada organisma.

Terdapat banyak piawaian keselamatan dan protokol untuk pengurusan yang betul, dan dengan itu mencegah kemalangan yang berpotensi kepada mereka yang beroperasi dengan asid ini.

Kegunaan

Ia adalah sebatian dengan pelbagai aplikasi dalam industri, dalam penyelidikan dan kerja pengguna.

- Asid hidrofluorik menghasilkan derivatif organik yang terlibat dalam proses pemurnian aluminium.

- Ia digunakan dalam pemisahan isotop daripada uranium, seperti dalam kes uranium hexafluoride (UF)6). Ia juga digunakan dalam pengekstrakan, pemprosesan dan penyulingan logam, batu dan minyak, juga digunakan untuk menghalang pertumbuhan dan penyingkiran acuan.

- Ciri-ciri menghakis asid telah digunakan untuk mengukir dan mengetuk kristal, terutama yang beku, menggunakan teknik etsa. 

- Ia digunakan dalam pembuatan semikonduktor silikon, dengan pelbagai kegunaan dalam pembangunan pengkomputeran dan pengkomputeran, bertanggungjawab untuk pembangunan manusia.

- Ia digunakan dalam industri automotif sebagai pembersih, digunakan sebagai penghilang karat dalam seramik.

- Selain berkhidmat sebagai perantara dalam beberapa reaksi kimia, asid hidrofluorik digunakan di beberapa penukar ion yang terlibat dalam pemurnian logam dan bahan-bahan yang lebih kompleks.

- Ia mengambil bahagian dalam pemprosesan petroleum dan derivatifnya, yang telah membolehkan mendapatkan pelarut untuk digunakan dalam pembuatan produk untuk pembersihan dan penghapusan lemak.

- Ia digunakan dalam penjanaan agen untuk rawatan plating dan permukaan.

- Pengguna menggunakan banyak produk di mana asid hidrofluorik telah mengambil bahagian dalam penjelasannya; contohnya, yang diperlukan untuk penjagaan kereta, pembersihan produk untuk perabot, komponen elektrik dan elektronik, dan bahan api, antara produk lain.

Rujukan

  1. PubChem. (2018). Asid Hydrofluoric. Diperoleh pada 3 April 2018, dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  2.  Kat Day. (16 April 2013). Asid yang benar-benar makan melalui segala-galanya. Diambil pada 3 April 2018, dari: chronicleflask.com
  3. Wikipedia. (28 Mac, 2018). Asid hidrofluorik. Diperoleh pada 3 April 2018, dari: en.wikipedia.org.
  4. Shiver & Atkins. (2008). Kimia anorganik (edisi keempat, halaman 129, 207-249, 349, 407). Mc Graw Hill.
  5. Asid Hydrofluoric. Musc. Universiti Perubatan South Carolina. Diperoleh pada 3 April 2018, dari: academicdepartments.musc.edu