Che cos'è il fluoruro di idrogeno?
Il fluoruro di idrogeno è un composto di idrogeno e fluoro con la formula chimica HF. Il fluoro fa parte di un gruppo di elementi noti come alogeni, che si combinano tutti con l'idrogeno in modo simile per formare alogenuri di idrogeno. A temperatura ambiente e pressione normale, il fluoruro di idrogeno è un gas incolore con un punto di ebollizione di 19,5 ° C (67,1 ° F), che è molto più alto di quelli dell'altro alogenuro di idrogeno e gli consente di esistere come liquido alle temperature quotidiane . In acqua, si dissolve per formare acido fluoridrico. L'HF liquido è anche noto come acido fluoridrico anidro, ovvero privo di acqua, e "HF" può essere usato per indicare il gas, il liquido o l'acido acquoso.
In soluzione acquosa, l'acido fluoridrico è un acido debole, a causa del legame idrogeno tra HF e molecole d'acqua, che limita il grado di dissociazione in ioni. Il legame idrogeno tra le molecole HF rappresenta il punto di ebollizione relativamente alto del fluoruro di idrogeno rispetto agli altri alogenuri di idrogeno. L'acido reagisce con molti metalli, di solito formando idrogeno gassoso e un fluoruro metallico, ad esempio: Mg + 2HF -> MgF 2 + H 2 . A differenza di molti acidi, tuttavia, reagisce facilmente con la maggior parte degli ossidi metallici e con i silicati, incluso il vetro, formando composti solubili. Per questo motivo, non può essere conservato in bottiglie di vetro.
Il fluoruro di idrogeno può essere prodotto dalla reazione di un fluoruro di metallo, ad esempio fluoruro di calcio, con acido solforico: CaF 2 + H 2 SO 4 -> CaSO 4 + 2HF. Viene prodotto in questo modo nell'industria chimica, usando la fluorite, una forma minerale comune di fluoruro di calcio. I principali usi industriali sono nella produzione di politetrafluoroetilene (PTFE), nell'industria dei semiconduttori per la rimozione di ossido dal silicio, nell'estrazione di uranio dal suo minerale di ossido, nel vetro per incisione e come catalizzatore nell'industria petrolchimica. Viene anche usato per rimuovere le macchie di ruggine, poiché reagisce con gli ossidi metallici formando fluoruri solubili. Il fluoro è prodotto industrialmente dall'elettrolisi del liquido HF.
In laboratorio, HF sotto forma di acido fluoridrico acquoso viene utilizzato nell'analisi minerale grazie alla sua capacità di dissolvere i silicati. Viene anche utilizzato nell'analisi del polline nei campioni di suolo. Il suolo è costituito principalmente da materiale organico e minerale, con minerali costituiti principalmente da carbonati e silicati. Per identificare qualsiasi polline presente, questo materiale deve essere rimosso e, in seguito al trattamento con altri reagenti per rimuovere i carbonati e il materiale organico, l'acido fluoridrico viene utilizzato per rimuovere i minerali di silicato.
L'acido fluoridrico e l'acido fluoridrico sono altamente tossici e molto corrosivi. L'inalazione del gas danneggia il sistema respiratorio e può causare edema polmonare e morte. Il contatto della pelle con acido fluoridrico, anche in soluzioni molto diluite, può provocare gravi ustioni e consentire agli ioni fluoruro nel flusso sanguigno. L'acido viene assorbito molto rapidamente attraverso la pelle esterna e uccide il tessuto vivente sottostante, principalmente a causa dello ione fluoruro che si combina con gli ioni calcio e precipitando il fluoruro di calcio insolubile. Il calcio è essenziale per il metabolismo cellulare e per il funzionamento degli organi vitali; la sua rimozione dal sistema può provocare una condizione nota come ipocalcemia, che può portare alla morte per arresto cardiaco o insufficienza multipla di organi.
A causa di questi pericoli, il fluoruro di idrogeno e l'acido fluoridrico devono essere maneggiati con molta attenzione e le rigorose precauzioni di sicurezza sono normalmente osservate dove vengono utilizzate. L'ingestione, l'inalazione o il contatto con la pelle con HF richiedono cure mediche urgenti, anche se non ci sono sintomi immediati, poiché con soluzioni diluite gli effetti possono essere ritardati. Le fuoriuscite che coprono almeno il 2% della superficie corporea sono considerate potenzialmente letali, a causa del rischio che quantità significative di ioni fluoruro entrino nel flusso sanguigno. L'applicazione del gel di gluconato di calcio sulla zona interessata fornisce ioni calcio che si legano agli ioni fluoruro, contribuendo a ridurre al minimo i danni e prevenire l'ipocalcemia.