Acidul fluorhidric, HF
Acidul fluorhidric, HF, este o soluție apoasă de fluorură de hidrogen; este un lichid incolor, otrăvitor, extrem de coroziv, cu miros puternic și înțepător. Prin comparație cu acidul clorhidric, HF este un acid slab, însă atacă puternic sticla și alți silicați. Acidul fluorhidric gazos atacă agresiv căile respiratorii, iar în soluție are un efect caustic asupra pielii.
Preparare
Acidul fluorhidric se prepară prin tratarea fluorinei, CaF2, cu acid sulfuric:
H2SO4 + CaF2 → 2HF + CaSO4
Deoarece acidul fluorhidric atacă sticla se folosesc alte tipuri de vase și materiale pentru manipulare și sinteză. În laborator se prepară în vase de platină; industrial, se obține în cuptoare căptușite cu nichel. Acidul fluorhidric gazos format este întâi separat de picăturile de acid sulfuric și de alte substanțe antrenate, apoi este trecut în turnuri de absorbție construite din plumb și umplute cu cocs, unde stropirea se face cu acid fluorhidric diluat și cu apă. În felul acesta se poate obține acid fluorhidric în soluție.
La depozitarea și transportul acidului fluorhidric se folosesc, pentru cantități mici, vase de ebonită, de parafină sau din materiale plastice, iar pentru cantități mai mari, vase de plumb sau butoaie de lemn căptușite cu un strat de parafină.
La depozitarea și transportul acidului fluorhidric se folosesc, pentru cantități mici, vase de ebonită, de parafină sau din materiale plastice, iar pentru cantități mai mari, vase de plumb sau butoaie de lemn căptușite cu un strat de parafină.
Acidul fluorhidric se poate obține și prin sinteză direct din elementele componente, însă această reacție este puternic exotermă (are loc cu explozie la temperatura camerei) și nu este folosită ca procedeu tehnic de sinteză:
H2 + F2 → 2HF; \(\Delta\)H = -64,2 kcal/mol
ProprietățiAcidul fluorhidric este un gaz incolor, care la 19,5°C se lichefiază, trecând într-un lichid incolor ce fumegă puternic. Se solidifică la -83,1°C.
La temperatura și presiunea obișnuită, moleculele de acid fluorhidric sunt asociate; în afară de (HF)2 s-au identificat molecule (HF)6 până la (HF)8. Asocierea se face prin legături de hidrogen:
H — F • • • H — F • • • H — F
Distanța H — F în molecula HF este 0,92 Å, pe când distanța F • • • H care corespunde legăturii de hidrogen este 1,63 Å.
Prin ridicarea temperaturii are loc o desfacere a acestor molecule, astfel încât în stare de vapori sunt prezente și molecule simple de acid fluorhidric.
Acidul fluorhidric este solubil în apă; în soluție este slab disociat (numai 15%), spre deosebire de acidul clorhidric, care este un acid tare (disociază complet în apă):
Prin ridicarea temperaturii are loc o desfacere a acestor molecule, astfel încât în stare de vapori sunt prezente și molecule simple de acid fluorhidric.
Acidul fluorhidric este solubil în apă; în soluție este slab disociat (numai 15%), spre deosebire de acidul clorhidric, care este un acid tare (disociază complet în apă):
2HF + H2O \(\rightleftharpoons\) [H3O]+ + [HF2]-
Ionii [HF2]- sunt ioni complecși; ei se formează prin adiția ionilor F- rezultați, în mică măsură, prin disociația:
HF \(\rightleftharpoons\) H+ + F-
la molecule nedisociate, HF:
HF + F- \(\rightarrow\) [HF2]-
La temperatură obișnuită, toate metalele sunt atacate de acidul fluorhidric în soluție, cu dezvoltare de hidrogen, cu excepția platinei, aurului și a plumbului, care sunt atacate superficial, reacția continuând la temperatură înaltă.
Acidul fluorhidric acționează asupra bioxidului de siliciu, formând tetrafluorura de siliciu, SiF4, volatilă. Reacția este caracteristică.
Acidul fluorhidric acționează asupra bioxidului de siliciu, formând tetrafluorura de siliciu, SiF4, volatilă. Reacția este caracteristică.
SiO2 + 4HF \(\rightarrow\) SiF4 + 2H2O
Acidul fluorhidric gazos atacă puternic căile respiratorii, iar în soluție produce pe piele răni dureroase, greu vindecabile.
Utilizare
Datorită proprietății acidului fluorhidric de a reacționa cu bioxidul de siliciu și cu silicații, el se întrebuințează la dezagregarea silicaților, la mătuirea, șlefuirea și gravarea sticlei. În metalurgia fină se folosește pentru îndepărtarea nisipului de pe obiectele de metal turnate în forme de pământ.
Acidul fluorhidric este folosit și la prepararea fluorurii de aluminiu sau criolitului sintetic (necesar la fabricarea aluminiului), la prepararea fluorurii de zinc, ZnF2, substanță cu proprietăți antiseptice (întrebuințată uneori la impregnarea lemnului), la fabricarea hârtiei de filtru cantitative (care nu lasă cenușă după calcinare), la prepararea freonilor necesari aparatelor frigorifice, la fabricarea unor antidăunători necesari în agricultură; acidul fluorhidric se mai folosește la decaparea cuprului, alamei, și a oțelului aliat, la curățarea pietrelor și cărămizilor, și pentru dezagregarea minereurilor.
Utilizare
Datorită proprietății acidului fluorhidric de a reacționa cu bioxidul de siliciu și cu silicații, el se întrebuințează la dezagregarea silicaților, la mătuirea, șlefuirea și gravarea sticlei. În metalurgia fină se folosește pentru îndepărtarea nisipului de pe obiectele de metal turnate în forme de pământ.
Acidul fluorhidric este folosit și la prepararea fluorurii de aluminiu sau criolitului sintetic (necesar la fabricarea aluminiului), la prepararea fluorurii de zinc, ZnF2, substanță cu proprietăți antiseptice (întrebuințată uneori la impregnarea lemnului), la fabricarea hârtiei de filtru cantitative (care nu lasă cenușă după calcinare), la prepararea freonilor necesari aparatelor frigorifice, la fabricarea unor antidăunători necesari în agricultură; acidul fluorhidric se mai folosește la decaparea cuprului, alamei, și a oțelului aliat, la curățarea pietrelor și cărămizilor, și pentru dezagregarea minereurilor.
Sărurile acidului fluorhidric
Fluorurile (sărurile acidului fluorhidric) se dizolvă greu în apă, în afară de fluorura de argint, care este ușor solubilă. Cele mai importante fluoruri sunt: fluorura de sodiu, NaF, fluorura de potasiu, KF, fluorura de amoniu, NH4F. În afară de aceste fluoruri neutre, mai sunt cunoscute și fluoruri acide precum: fluorura acidă de sodiu, NaHF2, fluorura acidă de potasiu, KHF2, etc.