フッ化水素酸(HF)は、フッ化水素を溶解した水溶液です。この酸は主に濃硫酸と蛍石(CaF 2)の反応から得られます。ミネラルは酸の作用により分解され、残りの水はフッ化水素ガスを溶解します。
純粋な生成物、つまり無水フッ化水素は、この同じ酸性水から蒸留できます。溶存ガスの量に応じて、さまざまな濃度が得られるため、市販のさまざまなフッ化水素酸の製品を入手できます。
濃度が40%未満の場合、水と区別がつかない結晶の外観になりますが、高濃度の場合、フッ化水素の白い蒸気が発生します。フッ酸は、最も攻撃的で危険な化学物質の1つとして知られています。
ガラス、セラミック、金属、岩、コンクリートなど、接触するほとんどすべての物質を「食べる」ことができます。それはどのコンテナに保管されていますか?ペットボトルでは、その作用に対して不活性な合成ポリマー。
式
フッ化水素の式はHFですが、フッ化水素酸の式は水性媒体HF(aq)で表され、前者と区別されます。
したがって、フッ化水素酸はフッ化水素の水和物と見なすことができ、これはその無水物です。
構造
水中のすべての酸は、平衡反応でイオンを生成する能力を持っています。フッ酸の場合には、推定された一対のイオンH 3 O +およびF -溶液中に存在します。
アニオンFは-おそらく陽(FHOにおける水素の1つで非常に強い水素結合を形成+ -H 2)。これは、フッ化水素酸がその高い危険な反応性にもかかわらず弱いブレンステッド酸(プロトン供与体、H +)である理由を説明しています。つまり、水中では他の酸(HCl、HBr、またはHI)に比べてH +をあまり放出しません。
しかし、濃フッ化水素酸では、フッ化水素分子間の相互作用は、それらが気相で脱出できるようにするのに十分効果的です。
つまり、水中では液体無水物内にあるかのように相互作用し、それらの間に水素結合が形成されます。これらの水素結合は、水に囲まれたほぼ直線的な鎖(HFHFHF-…)として吸収されます。
上の画像では、結合の反対方向に向いた共有されていない電子のペア(HF :)が別のHF分子と相互作用して鎖を組み立てています。
プロパティ
フッ化水素酸は水溶液であるため、その特性は水に溶解した無水物の濃度に依存します。HFは水に非常に溶けやすく、吸湿性が高いため、非常に高濃度(スモーキーで黄色のトーン)から非常に希薄な溶液まで、さまざまな溶液を生成できます。
その濃度が低下するにつれて、HF(ac)は無水物よりも純水に近い特性を帯びます。ただし、HFHの水素結合は、水中のH 2 O-HOH よりも強力です。
両者は溶液中で調和して共存し、沸点を上げます(最高105℃)。同様に、より多くの無水物HFが溶解すると密度が増加します。そうでなければ、すべてのHF(ac)溶液は強い刺激臭があり、無色です。
反応性
では、フッ化水素酸の腐食性はどうなっているのでしょうか?その答えは、HF結合と、フッ素原子が非常に安定した共有結合を形成する能力にあります。
フッ素は非常に小さく電気陰性の原子であり、強力なルイス酸です。つまり、水素から分離して、低エネルギーコストでより多くの電子を提供する種に結合します。例えば、これらの種は、ガラス中に存在するシリコンのような金属であり得る。
SiO 2 + 4 HF→SiF 4(g)+ 2 H 2 O
SiO 2 + 6 HF→H 2 SiF 6 + 2 H 2 O
HF結合の解離エネルギーが高い(574 kJ / mol)場合、なぜ反応で壊れるのですか?答えは、運動的、構造的、そしてエネルギッシュな含みがあります。一般に、結果として得られる生成物の反応性が低いほど、その形成はより有利になります。
何がFに起こる-水の中?フッ酸の濃縮溶液にFを有する別のHF分子缶水素結合-対。
これにより、非常に酸性の高い二フッ化物イオン-が生成されます。それが物理的な接触が非常に有害である理由です。ほんのわずかな露出でも、体に際限のない損傷を引き起こす可能性があります。
適切な取り扱いには多くの安全基準とプロトコルがあり、この酸を使用して作業する人の潜在的な事故を回避します。
用途
これは、業界、研究、および消費者向けの分野で数多くの用途を持つ化合物です。
-フッ酸は、アルミニウム精製プロセスに介入する有機誘導体を生成します。
-六フッ化ウラン(UF 6)の場合と同様に、ウラン同位体の分離に使用されます。同様に、金属、岩石、油の抽出、処理、精製に使用され、成長阻害やカビ除去にも使用されます。
-酸の腐食性は、エッチング技術を使用して結晶、特につや消しの結晶を彫刻および彫刻するために使用されています。
-シリコン半導体の製造に使用され、コンピューティングおよび情報技術の開発に複数の用途があり、人間の開発を担っています。
-自動車産業でクリーナーとして使用され、セラミックのカビ取り剤として使用されます。
-フッ化水素酸は、一部の化学反応で中間体として機能するだけでなく、金属やより複雑な物質の精製に関与する一部のイオン交換体でも使用されます。
-オイルおよびその誘導体の処理に参加し、洗浄およびグリース除去製品の製造に使用するための溶剤の入手を可能にしました。
・めっきや表面処理剤の生成に使用されます。
-消費者は、フッ化水素酸が彼らの手の込んだことに参加した多数の製品を使用しています。たとえば、いくつかの製品の中でも特に、カーケア、家具のクリーニング製品、電気および電子部品、燃料に必要なものがあります。
参考文献
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- フッ化水素酸。Musc。サウスカロライナ医科大学。2018年4月3日に、次の場所から取得されました:AcademyDepartments.musc.edu