Co to jest fluorowodór?
Fluorowodór jest związkiem wodoru i fluoru o wzorze chemicznym HF. Fluor jest członkiem grupy pierwiastków zwanych halogenami, z których wszystkie łączą się z wodorem w podobny sposób, tworząc halogenki wodoru. W temperaturze pokojowej i pod normalnym ciśnieniem fluorowodór jest bezbarwnym gazem o temperaturze wrzenia 19,5 ° C (67,1 ° F), która jest znacznie wyższa niż w przypadku innych halogenków wodoru i pozwala mu istnieć jako ciecz w codziennych temperaturach . W wodzie rozpuszcza się, tworząc kwas fluorowodorowy. Ciekły HF jest również znany jako bezwodny - co oznacza bez wody - kwas fluorowodorowy, a „HF” może być użyte do oznaczenia gazu, cieczy lub wodnego kwasu.
W roztworze wodnym kwas fluorowodorowy jest kwasem słabym ze względu na wiązanie wodoru między cząsteczkami HF i wody, co ogranicza stopień dysocjacji na jony. Wiązanie wodoru między cząsteczkami HF stanowi względnie wysoką temperaturę wrzenia fluorowodoru w porównaniu z innymi halogenowcami. Kwas reaguje z wieloma metalami, zwykle tworząc gazowy wodór i fluorek metalu, na przykład: Mg + 2HF -> MgF2 + H2. Jednak w przeciwieństwie do wielu kwasów, reaguje również łatwo z większością tlenków metali i krzemianów, w tym szkła, tworząc rozpuszczalne związki. Z tego powodu nie można go przechowywać w szklanych butelkach.
Fluorowodór można wytwarzać w reakcji fluorku metalu, na przykład fluorku wapnia, z kwasem siarkowym: CaF 2 + H 2 SO 4 -> CaSO 4 + 2 HF. Jest wytwarzany w ten sposób w przemyśle chemicznym przy użyciu fluorytu, popularnej mineralnej postaci fluorku wapnia. Główne zastosowania przemysłowe to produkcja politetrafluoroetylenu (PTFE), w przemyśle półprzewodników do usuwania tlenku z krzemu, w ekstrakcji uranu z rudy tlenkowej, w trawieniu szkła i jako katalizator w przemyśle petrochemicznym. Służy również do usuwania plam rdzy, ponieważ reaguje z tlenkami metali, tworząc rozpuszczalne fluorki. Fluor jest wytwarzany przemysłowo przez elektrolizę ciekłego HF.
W laboratorium HF w postaci wodnego kwasu fluorowodorowego stosuje się w analizie minerałów ze względu na jego zdolność do rozpuszczania krzemianów. Jest również stosowany w analizie pyłku w próbkach gleby. Gleba składa się głównie z materiału organicznego i mineralnego, a minerały składają się głównie z węglanów i krzemianów. Aby zidentyfikować jakiekolwiek obecne pyłki, materiał ten należy usunąć, a po obróbce innymi odczynnikami w celu usunięcia węglanów i materiału organicznego do usunięcia minerałów krzemianowych stosuje się kwas fluorowodorowy.
Fluorowodór i kwas fluorowodorowy są bardzo toksyczne i bardzo żrące. Wdychanie gazu uszkadza układ oddechowy i może powodować obrzęk płuc i śmierć. Kontakt skóry z kwasem fluorowodorowym, nawet w bardzo rozcieńczonych roztworach, może spowodować poważne oparzenia i umożliwić jony fluorkowe do krwiobiegu. Kwas jest bardzo szybko wchłaniany przez zewnętrzną skórę i zabija żywą tkankę pod nią, głównie w wyniku połączenia jonu fluorkowego z jonami wapnia i wytrącenia nierozpuszczalnego fluorku wapnia. Wapń jest niezbędny do metabolizmu komórkowego i funkcjonowania ważnych narządów; jego usunięcie z układu może doprowadzić do stanu zwanego hipokalcemią, co może prowadzić do śmierci z powodu zatrzymania akcji serca lub niewydolności wielu narządów.
Ze względu na te zagrożenia należy bardzo ostrożnie obchodzić się z fluorowodorem i kwasem fluorowodorowym, a przy stosowaniu zwykle przestrzegane są rygorystyczne środki ostrożności. Spożycie, wdychanie lub kontakt skóry z HF wymaga natychmiastowej pomocy lekarskiej, nawet jeśli nie występują natychmiastowe objawy, ponieważ w przypadku rozcieńczonych roztworów działanie może być opóźnione. Wycieki pokrywające 2% lub więcej powierzchni ciała są uważane za zagrażające życiu ze względu na ryzyko przedostania się znacznych ilości jonów fluorkowych do krwioobiegu. Zastosowanie żelu glukonianu wapnia w dotkniętym obszarze zapewnia jony wapnia, które wiążą się z jonami fluoru, pomagając zminimalizować uszkodzenia i zapobiegając hipokalcemii.