Was ist Fluorwasserstoff?
Fluorwasserstoff ist eine Verbindung von Wasserstoff und Fluor mit der chemischen Formel HF. Fluor gehört zu einer Gruppe von Elementen, die als Halogene bekannt sind. Alle verbinden sich auf ähnliche Weise mit Wasserstoff und bilden Halogenwasserstoffe. Bei Raumtemperatur und Normaldruck ist Fluorwasserstoff ein farbloses Gas mit einem Siedepunkt von 67,1 ° F (19,5 ° C), der viel höher ist als der des anderen Halogenwasserstoffs, und ermöglicht, dass es bei alltäglichen Temperaturen als Flüssigkeit vorliegt . In Wasser löst es sich unter Bildung von Flusssäure. Flüssiges HF wird auch als wasserfreie, dh wasserfreie Flusssäure bezeichnet, und „HF“ kann zur Bezeichnung des Gases, der Flüssigkeit oder der wässrigen Säure verwendet werden.
In wässriger Lösung ist Flusssäure aufgrund der Wasserstoffbindung zwischen HF- und Wassermolekülen eine schwache Säure, die den Grad der Dissoziation in Ionen begrenzt. Wasserstoffbrückenbindungen zwischen HF-Molekülen sind für den relativ hohen Siedepunkt von Fluorwasserstoff im Vergleich zu den anderen Halogenwasserstoffen verantwortlich. Die Säure reagiert mit vielen Metallen und bildet gewöhnlich Wasserstoffgas und ein Metallfluorid, zum Beispiel: Mg + 2HF -> MgF 2 + H 2 . Im Gegensatz zu vielen Säuren reagiert es jedoch auch leicht mit den meisten Metalloxiden und mit Silikaten, einschließlich Glas, unter Bildung löslicher Verbindungen. Aus diesem Grund kann es nicht in Glasflaschen gelagert werden.
Fluorwasserstoff kann durch Umsetzung eines Metallfluorids, beispielsweise Calciumfluorid, mit Schwefelsäure hergestellt werden: CaF 2 + H 2 SO 4 -> CaSO 4 + 2HF. Es wird auf diese Weise in der chemischen Industrie unter Verwendung von Fluorit, einer gebräuchlichen Mineralform von Calciumfluorid, hergestellt. Die industriellen Hauptanwendungen liegen in der Herstellung von Polytetrafluorethylen (PTFE), in der Halbleiterindustrie zur Entfernung von Oxid aus Silizium, bei der Gewinnung von Uran aus seinem Oxiderz, beim Ätzen von Glas und als Katalysator in der petrochemischen Industrie. Es wird auch zur Entfernung von Rostflecken verwendet, da es mit Metalloxiden unter Bildung löslicher Fluoride reagiert. Fluor wird industriell durch Elektrolyse von flüssigem HF hergestellt.
Im Labor wird HF in Form von wässriger Flusssäure aufgrund seiner Fähigkeit, Silikate zu lösen, in der Mineralanalyse verwendet. Es wird auch zur Analyse von Pollen in Bodenproben verwendet. Der Boden besteht hauptsächlich aus organischen und mineralischen Stoffen, wobei die Mineralien hauptsächlich aus Karbonaten und Silikaten bestehen. Um vorhandene Pollen zu identifizieren, muss dieses Material entfernt werden. Nach der Behandlung mit anderen Reagenzien zur Entfernung der Carbonate und des organischen Materials wird Flusssäure zur Entfernung der Silikatmineralien verwendet.
Fluorwasserstoff und Flusssäure sind hochgiftig und sehr ätzend. Einatmen des Gases schädigt die Atemwege und kann zu Lungenödemen und zum Tod führen. Hautkontakt mit Flusssäure kann auch in sehr verdünnten Lösungen zu schweren Verbrennungen führen und Fluoridionen in die Blutbahn gelangen lassen. Die Säure zieht sehr schnell über die Außenhaut ein und tötet lebendes Gewebe darunter ab, hauptsächlich weil sich Fluoridionen mit Calciumionen verbinden und unlösliches Calciumfluorid ausfällt. Calcium ist essentiell für den Zellstoffwechsel und die Funktion lebenswichtiger Organe. Die Entfernung aus dem System kann zu einer als Hypokalzämie bekannten Erkrankung führen, die zum Tod durch Herzstillstand oder Versagen mehrerer Organe führen kann.
Aufgrund dieser Gefahren müssen Fluorwasserstoff und Fluorwasserstoffsäure sehr vorsichtig gehandhabt werden, und bei ihrer Verwendung sind normalerweise strenge Sicherheitsvorkehrungen zu beachten. Verschlucken, Einatmen oder Hautkontakt mit HF erfordert dringend ärztliche Hilfe, auch wenn keine unmittelbaren Symptome vorliegen, da die Auswirkungen bei verdünnten Lösungen verzögert sein können. Verschüttungen, die 2% oder mehr der Körperoberfläche bedecken, gelten aufgrund des Risikos, dass erhebliche Mengen an Fluoridionen in den Blutkreislauf gelangen, als lebensbedrohlich. Das Auftragen von Calciumgluconat-Gel auf den betroffenen Bereich liefert Calciumionen, die an die Fluoridionen binden und dabei helfen, Schäden zu minimieren und Hypokalzämie zu verhindern.