Фтороводородная кислота

Фтороводородная кислота

Фтороводородная кислота

Пла́виковая кислота́ (фтороводоро́дная кислота́) — водный раствор фтороводорода (HF). Промышленностью выпускается в виде 40 % (чаще), а также 50 % и 72 % растворов. Название «плавиковая кислота» происходит от плавикового шпата, из которого получают фтороводород.

Физические свойства

Растворение фтористого водорода в воде сопровождается довольно значительным выделением тепла (59 кДж/моль). Характерно для него образование содержащей 38,3 % HF и кипящей при 112 °C азеотропной смеси (по другим данным 37,5 % и tкип 109 °C). Такая азеотропная смесь получается в конечном счёте при перегонке как крепкой, так и разбавленной кислоты.

При низких температурах фтористый водород образует нестойкие соединения с водой состава Н2О·HF, Н2О·2НF и Н2О·4НF. Наиболее устойчиво из них первое (tпл −35 °C), которое следует рассматривать как фторид оксония — [Н3O]F. Второе является гидрофторидом оксония [Н3O][HF2].

Химические свойства

Это кислота средней силы (константа диссоциации составляет 6,8·10−4, степень диссоциации 0,1 н. раствора 9 %). Как и фтороводород, она разъедает стекло и другие силикатные материалы, поэтому плавиковую кислоту хранят и транспортируют в полиэтиленовой таре.

Реакция идёт по уравнению:

Na2O·CaO·6SiO2 + 28HF → Na2SiF6 + CaSiF6 + 4SiF4↑ + 14H2O

с выделением газообразного фторида кремния (SiF4).

Реагирует со многими металлами с образованием фторидов (свинец не растворяется в плавиковой кислоте, так как на поверхности его образуется нерастворимый фторид PbF2;платина и золото также не растворяются), не действует на парафин, который используют при хранении этой кислоты.

Техническая плавиковая кислота

Техническая плавиковая кислота обычно содержит ряд примесей — Fe, Rb, As, кременфтористоводородную кислоту Н2SiF6, SO2) и др.

Для грубой очистки ее перегоняют в аппаратах из платины или свинца, отбрасывая первые порции дистиллята.

Для получения более чистой кислоты техническую кислоту переводят в гидродифторид калия, затем разлагают его нагреванием, растворяя фтористый водород в дистиллированной воде.

Крепкая плавиковая кислота (более 60 % HF) может сохраняться и транспортироваться в стальных емкостях. Для хранения плавиковой кислоты и работы с ней в лабораторных условиях наиболее удобны сосуды из тефлона, полиэтилена и других пластмасс.

Применение

Крупный потребитель фтороводородной кислоты — алюминиевая промышленность.

• Раствор фтороводорода применяется для прозрачного травления силикатного стекла (например, нанесение надписей, для этого стекло покрывают парафином, прорезая отверстия для травления). Матовое травление получают в парах фтороводорода.

• Для травления кремния в полупроводниковой промышленности.

• В составе травильных, травильно-полировальных смесей, растворов для электрохимической обработки нержавеющей стали и специальных сплавов.

• Получение фторидов, кремнефторидов и борфторидов, фторорганических соединений, а также соответствующих кислот (кремнефтороводородная кислота и борфтороводородная кислота), синтетических смазочных масел и пластических масс.

• Для растворения силикатов при различного рода анализах.

Токсические свойства

Плавиковая кислота сильно ядовита. Обладает слабым наркотическим действием. Возможны острые и хронические отравления с изменением крови и кроветворных органов, органов пищеварительной системы, отёк легких.

Обладает выраженным ингаляционным действием, раздражающим действием на кожу и слизистые оболочки глаз (вызывает болезненные ожоги и изъязвления); кожно-резорбтивным, эмбриотропным, мутагенным и кумулятивным действием. Ей присвоен второй класс опасности для окружающей среды.

При попадании на кожу в первый момент не вызывает сильной боли, легко и незаметно всасывается, но через короткое время вызывает отёк, боль, химический ожог и общетоксическое действие. Симптомы от воздействия слабо концентрированных растворов могут появиться через сутки и даже более после попадания их на кожу.

Специфические антидоты практически отсутствуют, поэтому при сорбции кожей смертельной дозы фтороводорода человек может жить несколько суток (на наркотиках), но без надежды на спасение.