The asid hidrofluorik (HF) adalah satu penyelesaian yang berair di mana dibubarkan hidrogen fluorida. Asid ini diperoleh terutamanya daripada tindak balas asid sulfurik pekat dengan mineral fluorit (CaF 2 ). Mineral tersebut terdegradasi oleh tindakan asid dan baki air melarutkan gas hidrogen fluorida.
Produk murni, iaitu hidrogen fluorida anhidrat, boleh disuling dari air berasid yang sama. Bergantung pada jumlah gas terlarut, kepekatan yang berbeza diperoleh dan, oleh itu, pelbagai produk asid hidrofluorik yang ada di pasaran.
Pada kepekatan kurang dari 40%, ia mempunyai penampilan kristal yang tidak dapat dibezakan dari air, tetapi pada kepekatan yang lebih tinggi, ia mengeluarkan wap putih hidrogen fluorida. Asid hidrofluorik dikenali sebagai salah satu bahan kimia yang paling agresif dan berbahaya.
Ia mampu "memakan" hampir semua bahan yang bersentuhan: dari kaca, seramik dan logam, hingga batu dan konkrit. Di dalam bekas apa kemudian disimpan? Dalam botol plastik, polimer sintetik tidak berfungsi.
Formula
Rumus hidrogen fluorida adalah HF, tetapi asid hidrofluorik dinyatakan dalam medium berair, HF (aq), untuk membezakan dirinya dari yang sebelumnya.
Oleh itu, asid hidrofluorat dapat dianggap sebagai hidrat hidrogen fluorida, dan ini adalah anhidrida.
Struktur
Setiap asid di dalam air mempunyai keupayaan untuk menghasilkan ion dalam reaksi keseimbangan. Dalam kes asid hidrofluorik, dianggarkan bahawa pasangan ion H 3 O + dan F - terdapat dalam larutan .
Anion F - mungkin membentuk ikatan hidrogen yang sangat kuat dengan salah satu hidrogen di kation (FHO + -H 2 ). Ini menjelaskan mengapa asid hidrofluorat adalah asid Bronsted yang lemah (penderma proton, H + ), walaupun kereaktifan yang tinggi dan berbahaya; iaitu di dalam air ia tidak melepaskan H + sebanyak berbanding asid lain (HCl, HBr atau HI).
Walau bagaimanapun, dalam asid hidrofluorat pekat, interaksi antara molekul hidrogen fluorida cukup berkesan untuk membolehkan mereka melarikan diri dalam fasa gas.
Maksudnya, di dalam air mereka dapat berinteraksi seolah-olah berada di dalam anhidrida cair, sehingga membentuk ikatan hidrogen di antara mereka. Ikatan hidrogen ini dapat diasimilasikan sebagai rantai hampir linear (HFHFHF-…) yang dikelilingi oleh air.
Dalam gambar di atas, pasangan elektron yang tidak dikongsi berorientasi pada arah ikatan yang bertentangan (HF :) berinteraksi dengan molekul HF lain untuk memasang rantai.
Hartanah
Oleh kerana asid hidrofluorik adalah larutan berair, sifatnya bergantung pada kepekatan anhidrida yang dilarutkan dalam air. HF sangat larut dalam air dan bersifat hygroscopic, dapat menghasilkan pelbagai larutan: dari yang sangat pekat (berasap dan dengan nada kuning) hingga sangat cair.
Apabila kepekatannya berkurang, HF (ac) mengambil sifat yang lebih serupa dengan air tulen daripada yang ada pada anhidrida. Walau bagaimanapun, ikatan hidrogen HFH lebih kuat daripada ikatan di dalam air, H 2 O-HOH.
Kedua-duanya wujud secara harmoni dalam penyelesaiannya, meningkatkan titik didih (hingga 105ºC). Begitu juga, ketumpatan meningkat apabila lebih banyak anhidrida HF dilarutkan. Jika tidak, semua larutan HF (ac) mempunyai bau yang kuat dan menjengkelkan dan tidak berwarna.
Kereaktifan
Oleh itu, apa perilaku asid hidrofluorik yang menghakis? Jawapannya terletak pada ikatan HF dan kemampuan atom fluorin untuk membentuk ikatan kovalen yang sangat stabil.
Fluor adalah atom yang sangat kecil dan elektronegatif, ia adalah asid Lewis yang kuat. Iaitu, ia terpisah dari hidrogen untuk mengikat kepada spesies yang menawarkan lebih banyak elektron dengan kos tenaga yang rendah. Contohnya, spesies ini boleh menjadi logam, seperti silikon yang terdapat dalam gelas.
SiO 2 + 4 HF → SiF 4 (g) + 2 H 2 O
SiO 2 + 6 HF → H 2 SiF 6 + 2 H 2 O
Sekiranya tenaga pemisahan ikatan HF tinggi (574 kJ / mol), mengapa ia pecah dalam tindak balas? Jawapannya mempunyai nada kinetik, struktur dan bertenaga. Secara amnya, semakin kurang produktif yang dihasilkan, semakin digemari pembentukannya.
Apa yang berlaku pada F - di dalam air? Dalam larutan pekat asid hidrofluorik molekul HF yang lain dapat mengikat hidrogen dengan F - pasangan.
Ini menghasilkan penghasilan ion difluorida - , yang sangat berasid. Itulah sebabnya sebarang hubungan fizikal dengannya sangat berbahaya. Pendedahan sedikit pun boleh mencetuskan kerosakan pada tubuh.
Terdapat banyak standard dan protokol keselamatan untuk pengendaliannya dengan betul, dan dengan itu mengelakkan kemungkinan berlakunya kemalangan pada mereka yang beroperasi dengan asid ini.
Permohonan
Ini adalah gabungan dengan banyak aplikasi dalam industri, penyelidikan dan urusan pengguna.
- Asid hidrofluorik menghasilkan derivatif organik yang campur tangan dalam proses pemurnian aluminium.
- Ini digunakan dalam pemisahan isotop uranium, seperti dalam kasus uranium hexafluoride (UF 6 ). Begitu juga, ia digunakan dalam pengekstrakan, pemprosesan dan pemurnian logam, batu dan minyak, juga digunakan untuk penghambatan pertumbuhan dan penyingkiran acuan.
- Sifat menghakis asid telah digunakan untuk mengukir dan mengukir kristal, terutama yang beku, menggunakan teknik etsa.
- Ia digunakan dalam pembuatan semikonduktor silikon, dengan banyak kegunaan dalam pengembangan teknologi pengkomputeran dan maklumat, yang bertanggungjawab untuk pembangunan manusia.
- Digunakan dalam industri otomotif sebagai pembersih, digunakan sebagai penghilang cetakan pada seramik.
- Selain berfungsi sebagai perantara dalam beberapa tindak balas kimia, asid hidrofluorik digunakan dalam beberapa penukar ion yang terlibat dalam pemurnian logam dan bahan yang lebih kompleks.
- Berpartisipasi dalam pemprosesan minyak dan turunannya, yang memungkinkan penggunaan pelarut untuk digunakan dalam pembuatan produk pembersih dan penyingkiran minyak.
- Ia digunakan dalam pembuatan agen untuk penyaduran dan rawatan permukaan.
- Pengguna menggunakan banyak produk di mana asid hidrofluorik telah mengambil bahagian dalam penjelasannya; sebagai contoh, beberapa yang diperlukan untuk penjagaan kereta, produk pembersih untuk perabot, komponen elektrik dan elektronik, dan bahan bakar, antara produk lain.
Rujukan
- PubChem. (2018). Asid Hidrofluorik. Diakses pada 3 April 2018, dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Hari Kat. (16 April 2013). Asid yang benar-benar memakan segalanya. Diakses pada 3 April 2018, dari: chronicleflask.com
- Wikipedia. (28 Mac 2018). Asid hidrofluorik. Diakses pada 3 April 2018, dari: en.wikipedia.org.
- Shiver & Atkins. (2008). Kimia bukan organik. (Edisi ke-4, hlm. 129, 207-249, 349, 407). Bukit Mc Graw.
- Asid Hidrofluorik. Musc. Universiti Perubatan Carolina Selatan. Diakses pada 3 April 2018, dari: akademikdepartments.musc.edu