Mikä on fluorivety?

Vetyfluoridi on vedyn ja fluorin yhdiste, jonka kemiallinen kaava on HF. Fluori kuuluu halogeeneiksi kutsuttujen alkuaineiden ryhmään, jotka kaikki yhdistyvät vedyn kanssa samalla tavalla muodostaen vetyhalogenideja. Huoneenlämpötilassa ja normaalipaineessa fluorivety on väritön kaasu, jonka kiehumispiste on 67.1 ° C (19.5 ° F), joka on paljon korkeampi kuin muiden halogeenivetyjen, ja mahdollistaa sen olemassaolon nesteenä jokapäiväisissä lämpötiloissa . Se liukenee veteen fluorivetyhapon muodostamiseksi. Nestemäinen HF tunnetaan myös vedettömänä-eli vedettömänä-fluorivetyhappona, ja “HF” voidaan käyttää merkitsemään kaasua, nestettä tai vesipitoista happoa.

Vesiliuoksessa fluorivetyhappo on heikko happo, johtuen vetysidoksesta HF: n ja vesimolekyylien välillä, mikä rajoittaa dissosiaatioastetta ioneiksi. HF -molekyylien välinen vetysidos aiheuttaa fluorivetyn suhteellisen korkean kiehumispisteen verrattuna muihin vetyhalogenideihin. Happo reagoi monien metallien kanssa, muodostaen yleensä vetykaasua ja metallifluoridia, esimerkiksi: Mg + 2HF -> MgF2 + H2. Toisin kuin monet hapot, se reagoi kuitenkin myös helposti useimpien metallioksidien ja silikaattien kanssa, mukaan lukien lasi, muodostaen liukoisia yhdisteitä. Tästä syystä sitä ei voida säilyttää lasipulloissa.

Vetyfluoridia voidaan valmistaa metallifluoridin, esimerkiksi kalsiumfluoridin, reaktiolla rikkihapon kanssa: CaF2 + H2SO4 -> CaSO4 + 2HF. Sitä valmistetaan tällä tavalla kemianteollisuudessa käyttämällä fluoriittia, joka on yleinen kalsiumfluoridin mineraalimuoto. Tärkeimmät teolliset käyttötarkoitukset ovat polytetrafluorietyleenin (PTFE) tuotanto, puolijohdeteollisuus oksidin poistamiseksi piistä, uraanin uuttaminen sen oksidimalmista, lasin etsaus ja katalyytti petrokemianteollisuudessa. Sitä käytetään myös ruosteen tahrojen poistamiseen, koska se reagoi metallioksidien kanssa muodostaen liukoisia fluorideja. Fluori tuotetaan teollisesti nestemäisen HF: n elektrolyysillä.

Laboratoriossa vesipitoisen fluorivetyhapon muodossa olevaa HF: ää käytetään mineraalianalyysissä, koska se kykenee liuottamaan silikaatteja. Sitä käytetään myös maaperänäytteiden siitepölyn analysointiin. Maaperä koostuu pääasiassa orgaanisista ja mineraalimateriaaleista, ja mineraalit koostuvat pääasiassa karbonaateista ja silikaateista. Siitepölyn tunnistamiseksi tämä materiaali on poistettava, ja sen jälkeen, kun on käsitelty muita reagensseja karbonaattien ja orgaanisen materiaalin poistamiseksi, fluorivetyhappoa käytetään silikaattimineraalien poistamiseen.

Fluorivety ja fluorivetyhappo ovat erittäin myrkyllisiä ja erittäin syövyttäviä. Kaasun hengittäminen vahingoittaa hengityselimiä ja voi aiheuttaa keuhkopöhön ja kuoleman. Ihokosketus fluorivetyhapon kanssa, jopa erittäin laimeissa liuoksissa, voi aiheuttaa vakavia palovammoja ja päästää fluoridi -ioneja verenkiertoon. Happo imeytyy hyvin nopeasti ulkoisen ihon läpi ja tappaa alla olevan elävän kudoksen, pääasiassa johtuen fluoridi -ionin yhdistymisestä kalsiumionien kanssa ja saostamalla liukenematonta kalsiumfluoridia. Kalsium on välttämätön solujen aineenvaihdunnalle ja elintärkeiden elinten toiminnalle; sen poistaminen järjestelmästä voi johtaa hypokalsemiaksi kutsuttuun tilaan, joka voi johtaa kuolemaan sydämenpysähdyksestä tai useiden elinten vajaatoiminnasta.

Näiden vaarojen vuoksi fluorivetyä ja fluorivetyhappoa on käsiteltävä erittäin huolellisesti, ja niitä käytettäessä noudatetaan tavallisesti tiukkoja turvaohjeita. Nieleminen, hengittäminen tai ihokosketus HF: n kanssa vaatii kiireellistä lääkärin hoitoa, vaikka välittömiä oireita ei olisi, sillä laimeilla liuoksilla vaikutukset voivat viivästyä. Roiskeet, jotka peittävät 2% tai enemmän kehon pinnasta, katsotaan hengenvaarallisiksi, koska riski siitä, että merkittävät määrät fluoridi -ioneja pääsee verenkiertoon. Kalsiumglukonaattigeelin levittäminen vaurioituneelle alueelle tuottaa kalsiumioneja, jotka sitoutuvat fluoridi -ioneihin, mikä auttaa minimoimaan vaurioita ja estämään hypokalsemiaa.