Các axít flohiđric (HF) là một dung dịch nước trong đó bị giải thể hydro florua. Axit này thu được chủ yếu từ phản ứng của axit sunfuric đặc với khoáng fluorit (CaF 2 ). Khoáng chất bị phân huỷ do tác dụng của axit và phần nước còn lại hoà tan các khí hiđro florua.
Sản phẩm tinh khiết, tức là hyđro florua khan, có thể được chưng cất từ cùng một loại nước có tính axit này. Tùy thuộc vào lượng khí hòa tan, các nồng độ khác nhau thu được và do đó, các sản phẩm axit flohydric có sẵn khác nhau trên thị trường.
Ở nồng độ dưới 40%, nó có dạng tinh thể không thể phân biệt được với nước, nhưng ở nồng độ cao hơn, nó tạo ra hơi màu trắng của hydro florua. Axit flohydric được biết đến là một trong những chất hóa học mạnh và nguy hiểm nhất.
Nó có khả năng "ăn" hầu hết mọi vật liệu mà nó tiếp xúc: từ thủy tinh, gốm sứ và kim loại, đến đá và bê tông. Sau đó nó được lưu trữ trong thùng chứa nào? Trong chai nhựa, polyme tổng hợp trơ với tác dụng của chúng.
Công thức
Công thức của hydro florua là HF, nhưng công thức của axit flohiđric được biểu diễn trong môi trường nước, HF (aq), để phân biệt chính nó với môi trường trước đó.
Vì vậy, axit flohydric có thể được coi là hyđrat của hiđro florua, và đây là anhydrit của nó.
Kết cấu
Mọi axit trong nước đều có khả năng tạo ra các ion trong một phản ứng cân bằng. Trong trường hợp axit flohiđric, người ta ước tính rằng cặp ion H 3 O + và F - tồn tại trong một dung dịch .
Anion F - có thể tạo liên kết hydro rất mạnh với một trong các hydro trong cation (FHO + -H 2 ). Điều này giải thích tại sao axit flohiđric là một axit Bronsted yếu (chất cho proton, H + ), mặc dù có khả năng phản ứng cao và nguy hiểm; nghĩa là, trong nước, nó không giải phóng nhiều H + so với các axit khác (HCl, HBr hoặc HI).
Tuy nhiên, trong axit flohydric đậm đặc, tương tác giữa các phân tử hydro florua đủ hiệu quả để cho phép chúng thoát ra trong pha khí.
Tức là trong nước, chúng có thể tương tác như thể chúng ở trong anhydrit lỏng, do đó tạo thành liên kết hydro giữa chúng. Các liên kết hydro này có thể được đồng hóa dưới dạng các chuỗi gần như tuyến tính (HFHFHF-…) được bao quanh bởi nước.
Trong hình trên, cặp electron không chia sẻ được định hướng theo hướng ngược lại của liên kết (HF :) tương tác với một phân tử HF khác để lắp ráp chuỗi.
Tính chất
Vì axit flohiđric là một dung dịch nước nên tính chất của nó phụ thuộc vào nồng độ của anhydrit hòa tan trong nước. HF rất dễ tan trong nước và có tính hút ẩm, có khả năng tạo ra nhiều loại dung dịch: từ rất đậm đặc (khói và có tông màu vàng) đến rất loãng.
Khi nồng độ của nó giảm, HF (ac) có các đặc tính giống với nước tinh khiết hơn là của anhydrit. Tuy nhiên, liên kết hydro HFH mạnh hơn liên kết trong nước, H 2 O-HOH.
Cả hai cùng tồn tại hài hòa trong các dung dịch, nâng cao điểm sôi (lên đến 105ºC). Tương tự, mật độ tăng khi nhiều anhydrit HF được hòa tan. Nếu không, tất cả các dung dịch HF (ac) đều có mùi mạnh, khó chịu và không màu.
Phản ứng
Vậy tính ăn mòn của axit flohiđric là do nguyên nhân nào? Câu trả lời nằm ở liên kết HF và khả năng của nguyên tử flo để tạo liên kết cộng hóa trị rất bền vững.
Flo là một nguyên tử rất nhỏ và có độ âm điện, nó là một axit Lewis mạnh. Đó là, nó tách khỏi hydro để liên kết với các loài cung cấp cho nó nhiều electron hơn với chi phí năng lượng thấp. Ví dụ, những loài này có thể là kim loại, chẳng hạn như silicon có trong kính.
SiO 2 + 4 HF → SiF 4 (g) + 2 H 2 O
SiO 2 + 6 HF → H 2 SiF 6 + 2 H 2 O
Nếu năng lượng phân ly của liên kết HF cao (574 kJ / mol), tại sao nó bị phá vỡ trong các phản ứng? Câu trả lời có động năng, cấu trúc và âm bội năng lượng. Nói chung, sản phẩm tạo thành càng ít phản ứng, thì sự hình thành của nó càng được ưa chuộng.
Điều gì xảy ra với F - trong nước? Trong dung dịch đậm đặc của axit flohiđric, một phân tử HF khác có thể tạo liên kết hiđro với F - của cặp này.
Điều này dẫn đến việc tạo ra ion difluoride - , có tính axit cực cao. Đó là lý do tại sao bất kỳ tiếp xúc vật lý nào với nó là cực kỳ có hại. Sự tiếp xúc dù là nhỏ nhất cũng có thể gây ra vô số tổn thương cho cơ thể.
Có nhiều tiêu chuẩn và quy trình an toàn để xử lý nó đúng cách, và do đó tránh được những tai nạn có thể xảy ra cho những người vận hành với loại axit này.
Các ứng dụng
Nó là một hợp chất có nhiều ứng dụng trong công nghiệp, nghiên cứu và trong các vấn đề tiêu dùng.
- Axit flohidric tạo ra các dẫn xuất hữu cơ can thiệp vào quá trình tinh chế nhôm.
- Nó được sử dụng để tách các đồng vị uranium, như trong trường hợp uranium hexafluoride (UF 6 ). Tương tự như vậy, nó được sử dụng trong khai thác, xử lý và tinh chế kim loại, đá và dầu, cũng được sử dụng để ức chế sự phát triển và loại bỏ nấm mốc.
- Tính chất ăn mòn của axit đã được sử dụng để chạm khắc tinh thể, đặc biệt là những tinh thể mờ, sử dụng kỹ thuật ăn mòn.
- Nó được sử dụng trong sản xuất chất bán dẫn silicone, với nhiều công dụng trong sự phát triển của máy tính và công nghệ thông tin, chịu trách nhiệm cho sự phát triển của con người.
- Nó được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô như một chất tẩy rửa, được sử dụng như một chất tẩy nấm mốc trên gốm sứ.
- Ngoài vai trò là chất trung gian trong một số phản ứng hóa học, axit flohidric được sử dụng trong một số chất trao đổi ion có liên quan đến quá trình tinh chế kim loại và các chất phức tạp hơn.
- Tham gia vào quá trình chế biến dầu và các dẫn xuất của dầu, cho phép thu được dung môi để sử dụng trong sản xuất các sản phẩm tẩy rửa và loại bỏ dầu mỡ.
- Nó được sử dụng trong việc tạo ra các tác nhân để mạ và xử lý bề mặt.
- Người tiêu dùng sử dụng nhiều sản phẩm trong đó axit flohydric đã tham gia vào quá trình sản xuất của họ; ví dụ, một số cần thiết cho chăm sóc xe hơi, sản phẩm làm sạch đồ nội thất, linh kiện điện và điện tử, và nhiên liệu, cùng các sản phẩm khác.
Người giới thiệu
- PubChem. (2018). Acid hydrofluoric. Được truy cập vào ngày 3 tháng 4 năm 2018, từ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Ngày Kat. (Ngày 16 tháng 4 năm 2013). Axit thực sự ăn qua mọi thứ. Được truy cập vào ngày 3 tháng 4 năm 2018, từ: Chronicleflask.com
- Wikipedia. (Ngày 28 tháng 3 năm 2018). Acid hydrofluoric. Truy cập ngày 3 tháng 4 năm 2018, từ: en.wikipedia.org.
- Rùng mình & Atkins. (2008). Hóa học vô cơ. (Xuất bản lần thứ 4, trang 129, 207-249, 349, 407). Đồi Mc Graw.
- Acid hydrofluoric. Musc. Đại học Y Nam Carolina. Được truy cập vào ngày 3 tháng 4 năm 2018, từ: learningdep domains.musc.edu