Kaj je vodikov fluorid?

Vodikov fluorid je spojina vodika in fluora s kemijsko formulo HF. Fluor je član skupine elementov, znanih kot halogeni, ki se vsi združujejo z vodikom na podoben način, da tvorijo vodikove halogenide. Pri sobni temperaturi in normalnem tlaku je vodikov fluorid brezbarven plin z vreliščem 67.1 °F (19.5 °C), kar je veliko višje od vrelišča drugih vodikovih halidov in omogoča, da obstaja kot tekočina pri vsakodnevnih temperaturah. . V vodi se raztopi, da nastane fluorovodikova kislina. Tekoči HF je znan tudi kot brezvodna – kar pomeni brez vode – fluorovodikova kislina, “HF” pa se lahko uporablja za označevanje plina, tekočine ali vodne kisline.

V vodni raztopini je fluorovodikova kislina šibka kislina zaradi vodikove vezi med molekulami HF in vode, kar omejuje stopnjo disociacije na ione. Vodikova vez med molekulami HF predstavlja razmeroma visoko vrelišče vodikovega fluorida v primerjavi z drugimi vodikovimi halogenidi. Kislina reagira s številnimi kovinami, običajno tvori vodikov plin in kovinski fluorid, na primer: Mg + 2HF -> MgF2 + H2. Za razliko od mnogih kislin pa zlahka reagira tudi z večino kovinskih oksidov in s silikati, vključno s steklom, pri čemer tvori topne spojine. Zaradi tega ga ni mogoče hraniti v steklenicah.

Vodikov fluorid lahko pridobimo z reakcijo kovinskega fluorida, na primer kalcijevega fluorida, z žveplovo kislino: CaF2 + H2SO4 -> CaSO4 + 2HF. Na ta način se proizvaja v kemični industriji z uporabo fluorita, običajne mineralne oblike kalcijevega fluorida. Glavne industrijske uporabe so v proizvodnji politetrafluoroetilena (PTFE), v polprevodniški industriji za odstranjevanje oksida iz silicija, pri ekstrakciji urana iz njegove oksidne rude, pri jedkanju stekla in kot katalizator v petrokemični industriji. Uporablja se tudi za odstranjevanje madežev rje, saj reagira s kovinskimi oksidi in tvori topne fluoride. Fluor se industrijsko proizvaja z elektrolizo tekočega HF.

V laboratoriju se HF v obliki vodne fluorovodikove kisline uporablja pri mineralnih analizah zaradi njegove sposobnosti raztapljanja silikatov. Uporablja se tudi pri analizi cvetnega prahu v vzorcih tal. Tla so sestavljena predvsem iz organskega in mineralnega materiala, pri čemer so minerali sestavljeni predvsem iz karbonatov in silikatov. Za identifikacijo prisotnega cvetnega prahu je treba ta material odstraniti in po obdelavi z drugimi reagenti za odstranitev karbonatov in organskega materiala se za odstranitev silikatnih mineralov uporabi fluorovodikova kislina.

Vodikov fluorid in fluorovodikova kislina sta zelo strupena in zelo jedka. Vdihavanje plina poškoduje dihalni sistem in lahko povzroči pljučni edem in smrt. Stik s kožo s fluorovodikovo kislino, tudi v zelo razredčenih raztopinah, lahko povzroči hude opekline in pusti fluorid ione v krvni obtok. Kislina se zelo hitro absorbira skozi zunanjo kožo in ubije živo tkivo pod njo, predvsem zaradi fluoridnega iona, ki se združuje s kalcijevimi ioni in obarja netopni kalcijev fluorid. Kalcij je nujen za celično presnovo in za delovanje vitalnih organov; njegova odstranitev iz sistema lahko povzroči stanje, znano kot hipokalcemija, ki lahko povzroči smrt zaradi srčnega zastoja ali odpovedi več organov.

Zaradi teh nevarnosti je treba z vodikovim fluoridom in fluorovodikovo kislino ravnati zelo previdno, pri uporabi pa se običajno upoštevajo strogi varnostni ukrepi. Zaužitje, vdihavanje ali stik s kožo s HF zahteva nujno zdravniško pomoč, tudi če ni takojšnjih simptomov, saj so lahko z razredčenimi raztopinami učinki zakasnjeni. Razlitja, ki pokrivajo 2 % ali več telesne površine, se štejejo za življenjsko nevarne zaradi nevarnosti, da bi znatne količine fluoridnih ionov vstopile v krvni obtok. Nanos gela kalcijevega glukonata na prizadeto območje zagotavlja kalcijeve ione, ki se vežejo na ione fluorida, kar pomaga zmanjšati poškodbe in preprečiti hipokalcemijo.