حمض الهيدروفلوريك (HF) الفورمولا ، هيكل ، خصائص واستخدامات



ال حمض الهيدروفلوريك (HF)هو محلول مائي يذوب فيه فلوريد الهيدروجين. يتم الحصول على هذا الحمض بشكل أساسي من تفاعل حمض الكبريتيك المركز مع الفلوريت المعدني (CaF)2). يتحلل المعدن بسبب عمل الحمض ويذوب الماء المتبقي غازات فلوريد الهيدروجين.

من نفس الماء الحمضي ، يمكن تقطير المنتج النقي ، وهو أنهيدريد فلوريد الهيدروجين. اعتمادًا على كميات الغاز المذاب ، يتم الحصول على تركيزات مختلفة ، وبالتالي ، هناك العديد من المنتجات المتاحة من حمض الهيدروفلوريك في السوق..

بتركيزات أقل من 40٪ ، يكون لها مظهر بلوري لا يمكن تمييزه عن الماء ، ولكن بتركيزات أعلى ينبعث أبخرة بيضاء من فلوريد الهيدروجين. يُعرف حمض الهيدروفلوريك بأنه أحد أكثر المواد الكيميائية عدوانية وخطورة.

إنها قادرة على "أكل" أي مادة تقريبًا بها: من النظارات والسيراميك والمعادن إلى الصخور والخرسانة. في أي حاوية يتم تخزينها بعد ذلك؟ في زجاجات بلاستيكية ، البوليمرات الاصطناعية خاملة لعملهم.

مؤشر

  • 1 الصيغة
  • 2 هيكل
  • 3 خصائص
    • 3.1 التفاعل
  • 4 الاستخدامات
  • 5 المراجع

صيغة

صيغة فلوريد الهيدروجين هي HF ، ولكن يتم تمثيل حمض الهيدروفلوريك في وسط مائي ، HF (ac) ، للتمييز عن الأول.

وبالتالي ، يمكن اعتبار حمض الهيدروفلوريك هيدرات فلوريد الهيدروجين ، وهذا يؤدي إلى أنهيدريد.

هيكل

جميع الأحماض في الماء لديها القدرة على توليد أيونات في تفاعل التوازن. في حالة حمض الهيدروفلوريك ، يقدر أنه في محلول يوجد زوج أيون H3O+ و F-.

أنيون F- ربما يشكل جسر هيدروجين قوي للغاية مع واحدة من الهيدروجين الموجبة (F-H-O+-H2). هذا ما يفسر لماذا حمض الهيدروفلوريك هو حمض برونستيد ضعيف (متبرع بروتون ، ح+) ، على الرغم من تفاعلها عالية وخطيرة. وهذا هو ، في الماء لا يطلق الكثير من H+ مقارنة بالأحماض الأخرى (حمض الهيدروكلوريك ، HBr أو HI).

ومع ذلك ، في حمض الهيدروفلوريك المركز ، التفاعلات بين جزيئات فلوريد الهيدروجين فعالة بما يكفي للسماح لها بالهروب في مرحلة الغاز.

أي أنه يمكن أن يتفاعلوا داخل الماء كما لو كانوا في أنهيدريد السائل ، ويشكلون جسور الهيدروجين بينهم. يمكن استيعاب جسور الهيدروجين هذه كسلاسل خطية تقريبًا (H-F-H-F-H-F- ...) محاطة بالمياه.

في الصورة العليا ، يتفاعل زوج الإلكترونات غير المشترك الموجه في الاتجاه المعاكس للرابطة (H-F :) مع جزيء HF آخر لتجميع السلسلة.

خصائص

بما أن حمض الهيدروفلوريك هو محلول مائي ، تعتمد خصائصه على تركيز أنهيدريد المذاب في الماء. يتميز HF بأنه قابل للذوبان في الماء للغاية ، وهو رطب ، حيث يمكنه إنتاج مجموعة متنوعة من المحاليل: بدءًا من التركيز الشديد (الدخان والألوان الصفراء) إلى المخفف للغاية..

مع انخفاض تركيزه ، يتبنى HF (ac) خواص تشبه الماء النقي أكثر من خواص أنهيدريد. ومع ذلك ، فإن روابط الهيدروجين H-F-H أقوى من تلك الموجودة في الماء ، H2O-H-O-H.

يتعايش كلاهما في وئام في الحلول ، مما يرفع نقاط الغليان (حتى 105 درجة مئوية). وبالمثل ، تزداد الكثافة مع إذابة مزيد من أنهيدريد HF. للراحة ، جميع حلول HF (ac) لها روائح قوية ومهيجة ولا لون لها.

التفاعلية

لذلك ، ما هو السلوك التآكل لحمض الهيدروفلوريك؟ تكمن الإجابة في الرابطة H-F وفي قدرة ذرة الفلور على تكوين روابط تساهمية مستقرة جدًا.

نظرًا لأن الفلور عبارة عن ذرة صغيرة جدًا وذات كهربية ، فهي حمض لويس قوي. وهذا يعني أنه يتم فصله عن الهيدروجين لربط الأنواع التي تقدم المزيد من الإلكترونات بتكلفة منخفضة للطاقة. على سبيل المثال ، يمكن أن تكون هذه الأنواع من المعادن ، مثل السيليكون الموجود في النظارات.

شافي2 + 4 HF → SiF4(ز) + ساعتان2O

شافي2 + 6 HF → H2SIF6 + 2 ساعة2O

إذا كانت طاقة تفكك رابطة H-F عالية (574 كيلو جول / مول) ، فلماذا تنكسر في التفاعلات؟ الجواب لديه الفروق الدقيقة الحركية والبنية والحيوية. بشكل عام ، كلما كان المنتج الناتج أقل تفاعلًا ، كان التفضيل أكثر هو تكوينه.

ماذا يحدث مع F- في الماء؟ في المحاليل المركزة لحمض الهيدروفلوريك ، يمكن لجزيء HF آخر تكوين رابطة هيدروجينية مع F- الزوج [H3O+F-].

وهذا يؤدي إلى توليد أيون difluoride [FHF]-, وهو الحمضية بشكل غير عادي. هذا هو السبب في كل اتصال جسدي مع هذا ضار للغاية. يمكن أن يؤدي التعرض الأقل إلى حدوث ما لا نهاية من الأضرار التي لحقت الكائن الحي.

هناك العديد من معايير السلامة وبروتوكولات الإدارة السليمة ، وبالتالي تمنع الحوادث المحتملة لأولئك الذين يعملون مع هذا الحمض.

تطبيقات

إنه مركب له العديد من التطبيقات في الصناعة وفي البحث وفي عمل المستهلكين.

- حمض الهيدروفلوريك يولد المشتقات العضوية التي تشارك في عملية تنقية الألومنيوم.

- يتم استخدامه في فصل النظائر عن اليورانيوم ، كما في حالة سداسي فلوريد اليورانيوم (UF)6). كما أنها تستخدم في استخراج ومعالجة وتكرير المعادن والصخور والزيوت ، وتستخدم أيضًا لتثبيط نمو وإزالة العفن.

- تم استخدام الخواص المسببة للتآكل في الأحماض لنحت وحفر البلورات ، خاصة البلورية ، باستخدام تقنية النقش. 

- يتم استخدامه في صناعة أشباه الموصلات السيليكونية ، مع استخدامات متعددة في تطوير الحوسبة والحوسبة ، المسؤولة عن التنمية البشرية.

- يتم استخدامه في صناعة السيارات كمنظف ، يستخدم كمزيل للصدأ في صناعة السيراميك.

- إلى جانب العمل كوسيط في بعض التفاعلات الكيميائية ، يستخدم حمض الهيدروفلوريك في بعض المبادلات الأيونية التي تشارك في تنقية المعادن والمواد الأكثر تعقيدًا.

- تشارك في معالجة البترول ومشتقاته ، مما سمح بالحصول على المذيبات لاستخدامها في تصنيع المنتجات لتنظيف الدهون والقضاء عليها.

- يتم استخدامه في توليد عوامل الطلاء والمعالجة السطحية.

- يستخدم المستهلكون العديد من المنتجات التي شارك فيها حمض الهيدروفلوريك في تطويره ؛ على سبيل المثال ، يحتاج البعض للعناية بالسيارات ومنتجات التنظيف للأثاث والمكونات الكهربائية والإلكترونية والوقود وغيرها من المنتجات.

مراجع

  1. بوب كيم. (2018). حمض الهيدروفلوريك. تم الاسترجاع في 3 أبريل 2018 من: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  2.  كات يوم. (16 أبريل 2013). الحمض الذي يأكل حقا من خلال كل شيء. تم الاسترجاع في 3 أبريل ، 2018 ، من: chronicleflask.com
  3. ويكيبيديا. (28 مارس 2018). حمض الهيدروفلوريك. تم الاسترجاع في 3 أبريل 2018 من: en.wikipedia.org.
  4. رعشة واتكينز. (2008). كيمياء غير عضوية (الطبعة الرابعة. ، الصفحات 129 ، 207-249 ، 349 ، 407). مولودية جراو هيل.
  5. حمض الهيدروفلوريك. MUSC. جامعة كارولاينا الجنوبية الطبية. تم الاسترجاع في 3 أبريل 2018 ، من: academdepartments.musc.edu