Wat is waterstoffluoride?
Waterstoffluoride is een verbinding van waterstof en fluor met de chemische formule HF. Fluor is een lid van een groep elementen die bekend staan als de halogenen, die allemaal op dezelfde manier met waterstof worden gecombineerd om waterstofhalogeniden te vormen. Bij kamertemperatuur en normale druk is waterstoffluoride een kleurloos gas met een kookpunt van 67,1 ° F (19,5 ° C), dat veel hoger is dan dat van het andere waterstofhalogenide, en laat het als vloeistof bestaan bij dagelijkse temperaturen . In water lost het op om waterstoffluoride te vormen. Vloeibaar HF is ook bekend als watervrij - wat betekent watervrij - waterstoffluoride, en "HF" kan worden gebruikt om het gas, de vloeistof of het waterige zuur aan te duiden.
In waterige oplossing is waterstoffluoride een zwak zuur vanwege de waterstofbinding tussen de HF en watermoleculen, waardoor de dissociatiegraad in ionen wordt beperkt. Waterstofbinding tussen HF-moleculen is verantwoordelijk voor het relatief hoge kookpunt van waterstoffluoride in vergelijking met de andere waterstofhalogeniden. Het zuur reageert met veel metalen, waarbij meestal waterstofgas en een metaalfluoride worden gevormd, bijvoorbeeld: Mg + 2HF -> MgF2 + H2. In tegenstelling tot veel zuren reageert het echter ook gemakkelijk met de meeste metaaloxiden en met silicaten, inclusief glas, waardoor oplosbare verbindingen worden gevormd. Om deze reden kan het niet in glazen flessen worden bewaard.
Waterstoffluoride kan worden geproduceerd door de reactie van een metaalfluoride, bijvoorbeeld calciumfluoride, met zwavelzuur: CaF 2 + H2S04 -> CaS04 + 2HF. Het wordt op deze manier geproduceerd in de chemische industrie, met behulp van fluoriet, een veel voorkomende minerale vorm van calciumfluoride. De belangrijkste industriële toepassingen zijn bij de productie van polytetrafluorethyleen (PTFE), in de halfgeleiderindustrie voor het verwijderen van oxide uit silicium, bij de extractie van uranium uit het oxideerts, in etsglas en als katalysator in de petrochemische industrie. Het wordt ook gebruikt om roestvlekken te verwijderen, omdat het reageert met metaaloxiden om oplosbare fluoriden te vormen. Fluor wordt industrieel geproduceerd door de elektrolyse van vloeibaar HF.
In het laboratorium wordt HF in de vorm van waterig fluorwaterstofzuur gebruikt bij minerale analyse vanwege het vermogen om silicaten op te lossen. Het wordt ook gebruikt bij de analyse van pollen in grondmonsters. De bodem bestaat hoofdzakelijk uit organisch en mineraal materiaal, waarbij de mineralen hoofdzakelijk uit carbonaten en silicaten bestaan. Om eventueel aanwezig stuifmeel te identificeren, moet dit materiaal worden verwijderd en, na behandeling met andere reagentia om de carbonaten en organisch materiaal te verwijderen, wordt fluorwaterstofzuur gebruikt om de silicaatmineralen te verwijderen.
Waterstoffluoride en waterstoffluoride zijn zeer giftig en zeer corrosief. Inademing van het gas beschadigt de luchtwegen en kan longoedeem en de dood veroorzaken. Huidcontact met waterstoffluoride, zelfs in zeer verdunde oplossingen, kan ernstige brandwonden veroorzaken en fluoride-ionen in de bloedbaan toelaten. Het zuur wordt zeer snel geabsorbeerd door de buitenhuid en doodt levend weefsel eronder, voornamelijk als gevolg van het fluoride-ion in combinatie met calciumionen en het neerslaan van onoplosbaar calciumfluoride. Calcium is essentieel voor het celmetabolisme en voor het functioneren van vitale organen; de verwijdering ervan uit het systeem kan resulteren in een aandoening die bekend staat als hypocalciëmie, wat kan leiden tot de dood door hartstilstand of falen van meerdere organen.
Vanwege deze gevaren moeten waterstoffluoride en waterstoffluoride zeer zorgvuldig worden behandeld en worden doorgaans strikte veiligheidsmaatregelen in acht genomen wanneer ze worden gebruikt. Inslikken, inademing of huidcontact met HF vereist dringende medische hulp, zelfs als er geen onmiddellijke symptomen zijn, omdat bij verdunde oplossingen de effecten kunnen worden vertraagd. Gemorst materiaal dat 2% of meer van het lichaamsoppervlak bedekt, wordt als levensbedreigend beschouwd vanwege het risico dat aanzienlijke hoeveelheden fluoride-ionen in de bloedbaan terechtkomen. Toepassing van calciumgluconaatgel op het getroffen gebied levert calciumionen die zich binden aan de fluoride-ionen, waardoor schade wordt geminimaliseerd en hypocalcemie wordt voorkomen.