Что такое фтористый водород?
Фтористый водород представляет собой соединение водорода и фтора с химической формулой HF. Фтор входит в группу элементов, известных как галогены, которые объединяются с водородом аналогичным образом, образуя галогеноводороды. При комнатной температуре и нормальном давлении фтористый водород представляет собой бесцветный газ с температурой кипения 67,1 ° F (19,5 ° C), что намного выше, чем у другого галогеноводорода, и позволяет ему существовать в виде жидкости при повседневных температурах , В воде растворяется с образованием плавиковой кислоты. Жидкий HF также известен как безводная, то есть безводная плавиковая кислота, и HF может использоваться для обозначения газа, жидкости или водной кислоты.
В водном растворе плавиковая кислота является слабой кислотой из-за водородной связи между молекулами HF и воды, что ограничивает степень диссоциации на ионы. Водородная связь между молекулами HF обеспечивает относительно высокую температуру кипения фтористого водорода по сравнению с другими галогеноводородами. Кислота реагирует со многими металлами, обычно с образованием газообразного водорода и фторида металла, например: Mg + 2HF -> MgF 2 + H 2 . Однако, в отличие от многих кислот, он также легко реагирует с большинством оксидов металлов и силикатов, включая стекло, образуя растворимые соединения. По этой причине его нельзя хранить в стеклянных бутылках.
Фтористый водород может быть получен реакцией фторида металла, например фторида кальция, с серной кислотой: CaF 2 + H 2 SO 4 -> CaSO 4 + 2HF. Это произведено таким образом в химической промышленности, используя флюорит, распространенную минеральную форму фторида кальция. Основное промышленное использование - производство политетрафторэтилена (ПТФЭ), полупроводниковая промышленность для удаления оксида из кремния, извлечение урана из его оксидной руды, травление стекла и в качестве катализатора в нефтехимической промышленности. Он также используется для удаления пятен ржавчины, так как реагирует с оксидами металлов с образованием растворимых фторидов. Фтор производится в промышленности электролизом жидкого HF.
В лаборатории HF в форме водной плавиковой кислоты используется для анализа минералов благодаря способности растворять силикаты. Он также используется при анализе пыльцы в образцах почвы. Почва состоит в основном из органических и минеральных материалов, а минералы состоят в основном из карбонатов и силикатов. Чтобы идентифицировать любую присутствующую пыльцу, этот материал необходимо удалить, и после обработки другими реагентами для удаления карбонатов и органического материала используют плавиковую кислоту для удаления силикатных минералов.
Фтористый водород и плавиковая кислота являются высокотоксичными и очень едкими. Вдыхание газа повреждает дыхательную систему и может вызвать отек легких и смерть. Контакт кожи с плавиковой кислотой, даже в очень разбавленных растворах, может привести к сильным ожогам и попаданию ионов фтора в кровоток. Кислота очень быстро впитывается через внешнюю кожу и убивает живые ткани под ней, главным образом из-за сочетания ионов фтора с ионами кальция и осаждения нерастворимого фторида кальция. Кальций необходим для метаболизма клеток и функционирования жизненно важных органов; его удаление из системы может привести к состоянию, известному как гипокальциемия, которое может привести к смерти от остановки сердца или полиорганной недостаточности.
Из-за этих опасностей необходимо очень осторожно обращаться с фтористым водородом и фтористоводородной кислотой, и при их использовании обычно соблюдаются строгие меры предосторожности. При проглатывании, вдыхании или попадании на кожу HF требуется срочная медицинская помощь, даже если нет непосредственных симптомов, так как в случае разбавленных растворов воздействие может быть отсрочено. Разливы, покрывающие 2% или более поверхности тела, считаются опасными для жизни из-за риска попадания значительного количества ионов фтора в кровоток. Нанесение геля глюконата кальция на пораженную область обеспечивает ионы кальция, которые связываются с ионами фтора, помогая минимизировать повреждение и предотвратить гипокальциемию.