Температура кипения плавиковой кислоты. Свойства и применение плавиковой кислоты

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 t кип 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 Н 2 О·HF, Н 2 О·2НF и Н 2 О·4НF. Наиболее устойчиво из них первое (t пл −35 °C), которое следует рассматривать как фторид оксония - [Н 3 O]F. Второе является гидрофторидом оксония [Н 3 O].

Химические свойства

Реакция идёт по уравнению:

с выделением газообразного фторида кремния (SiF 4).

Реагирует со многими металлами с образованием фторидов (свинец не растворяется в плавиковой кислоте, так как на поверхности его образуется нерастворимый фторид PbF 2 ; 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 Н 2 SiF 6 , SO 2) 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

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.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) плавиковой кислоты:

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Фтористоводородная кислота" в других словарях:

- (плавиковая кислота) раствор фтористого водорода в воде, сравнительно слабая кислота. Взаимодействует с силикатными материалами, чем пользуются для травления стекла, удаления песка с металлического литья … Большой Энциклопедический словарь

ФТОРИСТОВОДОРОДНАЯ КИСЛОТА - (H2F2) то же, что плавиковая (см.) … Большая политехническая энциклопедия

фтористоводородная кислота - — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN hydrofluoric acid … Справочник технического переводчика

То же, что фтороводородная кислота. * * * ФТОРИСТОВОДОРОДНАЯ КИСЛОТА ФТОРИСТОВОДОРОДНАЯ КИСЛОТА (плавиковая кислота), раствор фтористого водорода в воде, сравнительно слабая кислота. Взаимодействует с силикатными материалами, чем пользуются для… … Энциклопедический словарь

фтористоводородная кислота - vandenilio fluoridas statusas T sritis chemija formulė HF atitikmenys: angl. fluor hydric acid; fluoric acid; fluorohydrogen acid; hydrofluoric acid; hydrogen fluoride rus. водорода фторид; плавиковая кислота; фтористоводородная кислота;… … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Плавиковая кислота, водный раствор фтористого водорода (См. Фтористый водород) HF; фтористый водород смешивается с водой в любых соотношениях. Азеотропная смесь содержит 38,26% HF, tkип 112°С (750 мм рт. ст.), плотность 1,138 г/см3. Ф. к … Большая советская энциклопедия

Раствор фтористого водорода в воде. Ф. к. применяют для произ ва трифторида алюминия, искусств. криолита, тетрафторида урана и др. неорганич. фторидов, для травления металлов, стекла и ПП, для полировки стекла. Устар. назв. технич. Ф. к.… … Большой энциклопедический политехнический словарь

То же, что фтороводородная кислота … Естествознание. Энциклопедический словарь

фтористоводородная кислота - плавиковая кислота … Cловарь химических синонимов I

- (фтороводородная к та), р р фтористого водорода в воде. Устар. назв. плавиковая к та. В системе HF H2O могут существовать 3 соед.: H2O … Химическая энциклопедия

Реакция идёт с выделением газообразного фторида кремния (SiF 4):

Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл texvc не найден; См. math/README - справку по настройке.): \mathsf{Na_2O \cdot CaO \cdot 6SiO_2 + 28HF \rightarrow Na_2SiF_6 + CaSiF_6 + 4SiF_4\uparrow + 14H_2O} .

Реагирует со многими металлами с образованием фторидов (свинец не растворяется в плавиковой кислоте, так как на его поверхности образуется нерастворимый фторид PbF 2 ; платина , палладий 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, кремнефтористоводородную кислоту Н 2 SiF 6 , SO 2 и др.

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

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

Крепкая плавиковая кислота (более 60 % HF) может сохраняться и транспортироваться в стальных ёмкостях. 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.
• В процессе алкилирования, в качестве катализатора в реакции изобутана и олефина .

Токсические свойства

Обладает выраженным эффектом при вдыхании, 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; чистый фтороводород также принадлежит ко второму классу опасности .

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.

При попадании в кровь через кожу связывает кальций крови и может вызвать нарушение сердечной деятельности. Ожоги площадью более чем 160 см 2 опасны возможными системными токсическими проявлениями.

Токсичность плавиковой кислоты и её растворимых солей предположительно объясняется способностью свободных ионов фтора связывать биологически важные ионы кальция и магния в нерастворимые соли (см. Отравление фторидами (англ.) ). Поэтому для лечения последствий воздействия плавиковой кислоты часто используют глюконат кальция , как источник ионов Ca 2+ . Пострадавшие участки при ожогах плавиковой кислотой промываются водой и обрабатываются 2,5 % гелем глюконата кальция . Тем не менее, поскольку кислота проникает сквозь кожу, простого промывания недостаточно и необходимо обращение к врачу для проведения лечения . Высокую эффективность показали внутриартериальные инфузии хлорида кальция .

Предельно допустимая концентрация (ПДК) плавиковой кислоты:

Наш коллега скачет ловко - вот, что значит плавиковка!

Плавиковая кислота: рассказы химиков

Ниже приводим описания нескольких случаев, которые имели место при работе с фтористоводородной кислотой и фторидами.

"У знакомого был случай. Принес он домой плавиковую кислоту и поставил возле вентиляции в туалете. Бутылка была подписана, но его мать (тоже, кстати, химик) почему-то решила, что это уксусная кислота и начала мыть ней эмалированную кружку. Накипь сошла быстро, а с ней... и эмаль.

К счастью обошлось, а могло закончиться так:

Какую же теперь эмаль плохую делают - в уксусе растворяется!"

"Я с плавиковой кислотой работал лишь однажды, осаждали с ее помощью что-то из раствора. В стеклянном стакане на ночь оставили кислый раствор, содержащий очень немного кислоты. На следующий день при мытье стакана выяснилось, что, судя по уровню жидкости, стенки стакана стали тоньше на ~0.5 мм, а палочка, которая стояла в стакане, так вообще на 1 мм."

"Со слов ныне покойного товарища, проработавшего гальваником всю жизнь.

Принесли травить титановые детали в растворе азотной и плавиковой кислот. Сразу не заметил дырку в перчатке. Палец разболелся через несколько часов и болел пару дней, потом прошло. Когда на следующий год принесли аналогичные детали, палец заболел от одной мысли. Коварство разбавленной плавиковки в том, что ее действие ощущается не сразу."

"Чем опасна плавиковая кислота?

Для действия плавиковки на кожу характерен скрытый период длительностью 4-6 часов, после чего появляется интенсивная боль. Кожные покровы белого цвета. Спазм капилляров сменяется их параличом и воспалительной экссудацией, в результате чего появляются пузыри. Уже в скрытом периоде происходит развитие дистрофических изменений, приводящих к быстрому нагноению. По вскрытии пузырей обнаруживаются студнеобразные вареные ткани. Действие кислоты на ткани продолжается даже после ее удаления, что объясняется глубоким проникновением ионов фтора. Для поражений плавиковой кислотой характерно, что в ряде случаев пострадавший из-за отсутствия ощущений вначале не замечает начала поражения и не принимает мер по нейтрализации действия кислоты. Поэтому иногда развиваются тяжелые поражения вплоть до необратимых некротических процессов."

"Случай рассказал аспирант.

Его напарник работал с плавиковой кислотой, сначала было все нормально, но потом стали "сыпаться" зубы. Он пошел к стоматологу, ему запломбировали зубы и дали год гарантии (если пломба выпадает раньше, ее бесплатно меняют). Примерно через месяц вылетели все пломбы. Врач поставил новые (бесплатно), но при этом сильно удивился: за его долгую практику такого никогда не случалось - хорошо, что он не знал причину."

"Был я на одном коммерческом предприятии, занималось оно художественным травлением стекла. Культура работ была на уровне средневековья, если не считать противогазов, в которых работали ребята, едва закончившие школу. Водопровода с канализацией нет, стоят ведра для отходов и бочки с чистой водой, откуда она берется черпаками. Системы вентиляции нет, вместо нее большие бытовые вентиляторы сдувают кислотные пары в проем на улицу.

Медицинская история работников мне неизвестна, но подозреваю, что затраты на лечение превысят сумму заработанных денег."

"Металлы подгруппы титана и ниобий с танталом, устойчивые к царской водке, травятся плавиковой кислотой и корродируют в других, содержащих фтор, растворах неорганических соединений. Титановые узлы и детали гальванических ванн нельзя применять в контакте с электролитами, содержащими фторид, борфторид и кремнефторид. У меня был случай, когда борфтористый электролит проел насквозь двухмиллиметровую титановую крышку ванны без непосредственного контакта -за счет ползучести солей.

Если требуется вытравить стальной обломок из латунной детали, то с соляной кислотой процесс может затянуться на месяц, плавиковая справляется за сутки.

А вот с определением устойчивости стекла к борфторидам (по изменению веса) мне не везло - каждый раз посуду случайно разбивал."

Выдержка из презентации Карла Кристи 2009 года о химическом способе получения фтора:

* In 1986, I was asked to review the chemical synthesis of F 2 in Paris at the 100 th anniversary of the discovery of fluorine by Moissan.

* One week before the congress, while preparing my slides, I realized from my work on the fluorine gas generators that there is no reason why F 2 should not be preparable by chemical means . The combination of two rudimentary principles should afford F 2:
- Anions are weaker oxidizers that their neutral parent compounds and these, in turn, are weaker oxidizers than the corresponding cations.
- Stronger acids displace weaker acids from their salts.

* I also knew that MnF 6 2- can be prepared in an aqueous medium:

2KMnO 4 + 2KF + 10HF + 3H 2 O 2 = K 2 MnF 6 + 8H 2 O + 3O 2

and that MnF 4 is thermodynamically unstable and decomposes at room temp to a lower fluoride and F 2:

MnF 4 = MnF 3 + 1/2F 2

So I raced to the lab, prepared K 2 MnF 6 from aqueous HF, ran a displacement reaction with SbF 5:

K 2 MnF 6 + 2SbF 5 = 2KSbF 6 + MnF 3 + 1/2F 2

and in 3 days I had successfully prepared elemental fluorine by chemical means in high yield and at atmospheric pressure. The rest is history. The only irony was that both K 2 MnF 6 and SbF 5 had been known for more than 100 years and even Moissan could have come up with this scheme, had he thought of it.

Плавиковая кислота чаще всего производится в виде 40 %-го раствора, но иногда встречаются 50 % и даже 72 % растворы. Еще ее называют фтористоводородной кислотой или водным раствором фтороводорода. Ее наименование образовалось от из которого, в свою очередь, получают фтороводород.

Формула ее HF. Визуально она представляет собой бесцветную жидкость, обладает 20.0063 г/моль и плотностью - 1,15 г/см³. Для нее характерны температуры: плавления - 83,6°С, кипения - 19,5°С. Она негорючая и очень токсичная.

Какими особенностями обладает плавиковая кислота? Формула этого вещества говорит о том, что в ее состав входит фтор и водород. Ее относят ко второму классу опасности, так как образующийся при диссоциации фтор токсичен и опасен для окружающей нас среды.

При растворении данной кислоты в воде выделяется тепло в количестве 59,1 кДж/моль. Она вступает в реакцию со многими металлами, образуя при этом фториды. Интересен такой факт, что даже небольшая часть этой кислоты способна понижать стандартную точку замерзания воды. При низкой температуре образует следующее соединение с водой Н2О·HF, Н2О·2HF и Н2О·4HF.

Несмотря на то, что плавиковая кислота относится к средним по силе кислотам, она разъедает стеклянную и силикатную тару. Кроме того, она является единственным из своего класса веществом, которое взаимодействует с оксидом кремния SiO(2). Этот оксид, в свою очередь, представляет собой основной материал, используемый для производства стекла. Кислота плавиковая не воздействует на парафин, поэтому он широко используется при ее хранении. В настоящее время ее перевозят и хранят только в полиэтиленовой упаковке или в выполненной из каучука и свинца таре. Высокой концентрации (60 %) кислота может перевозиться в прочных емкостях, изготовленных из стали.

Металлы, которые не растворяются в ней, это: свинец, платина и золото. Техническая плавиковая кислота содержит несколько примесей, среди которых наиболее распространенными являются такие, как Fe, Rb, As, а также Н2SiF6, SO2. Хорошей очистки кислоту получают путем перевода ее в гидродифторид калия. Далее его разлагают нагреванием и растворяют фтористый водород в воде.

При работе в лабораториях используют посуду и емкости из полиэтилена и тефлона, а большие объемы фтороводородной кислоты сохраняются в стальных, плотных, герметично закрытых танках, а также цистернах или в баллонах аммиачного типа, которые обязательно имеют в наличии защитную окраску.

Плавиковая кислота опасна для здоровья человека. У нее слабое наркотическое воздействие на психику. Если по какой-либо причине она попала в кровь, в этом случае не избежать тяжелой формы отравления с изменением функций пищеварительной системы и отека легких. Еще кислота плавиковая может привести к нарушению деятельности сердца и общей интоксикации организма.

При попадании на кожу или в глаза она вызывает болезненные ожоги даже при небольшой концентрации. Особенно неприятны последствия при проникновении кислоты под ногти, поэтому работать с ней необходимо только в перчатках и под хорошей вытяжкой.

Если все-таки на кожу попала кислота, то срочно промойте ее под струей воды и обработайте глюконатом кальция 2,5 % в виде геля. Но на этом нельзя останавливаться, следует срочно обратиться к врачу. Он назначит с хлоридом кальция.

Где же применяют эту опасную кислоту? В настоящее время ее активно используют при разрушении горных пород из силиката, для растворения металлов, таких как ниобий, тантал и цирконий. Она выступает в качестве катализатора при гидрировании и дегидрировании, а также при производстве фторопластов, хладонов и фторсульфоновой кислоты. Нашла она свое применение и в нефтяной промышленности. Ею обрабатывают нефтяные скважины для повышения нефтедобычи.

— неорганическое вещество, одноосновная кислота, раствор HF в воде. Реактив еще называют фтористоводородной кислотой и плавиковой кислотой. Последнее название связано с тем, что фтороводород получают из содержащего фтор (CaF2) плавикового шпата — очень красивого минерала флюорита, светящегося под ультрафиолетовым излучением или при нагревании.

Свойства

Соединение — прозрачная жидкость, без цвета, с резким запахом. Не горит, но очень токсично для человека и окружающей среды. С химической точки зрения это кислота средней силы. Она вступает в реакции с большинством металлов, образуя соли — фториды. Соли щелочных металлов водорастворимы, а щелочно-земельных — плохо растворимы или вообще нерастворимы. Реактив любой концентрации не растворяет свинец, платину, палладий, золото, не реагирует с парафином, полиэтиленом, фторопластом и другими пластмассами, каучуковыми материалами. Кислота, содержащая более 60% HF, не взаимодействует с железом.

Важная особенность фтористоводородной кислоты — она единственная реагирует с оксидом кремния, который составляет основу всех силикатных материалов, в том числе, стекла. Поэтому ее нельзя наливать в стеклянные сосуды.

У фтороводородной кислоты есть еще одно интересное свойство — вода с добавлением даже небольшого количества этого реактива замерзает при более низких температурах.

Меры безопасности

Плавиковая кислота и ее пары ядовиты. Особенно коварна разбавленная кислота: при попадании на кожу ее брызг человек может вообще ничего не почувствовать, но вещество впитается в кожу и поступит в кровоток. Примерно через сутки проявятся симптомы токсического отравления, отек легких, нарушения работы сердечно-сосудистой системы и ЖКТ, так как соединение образует нерастворимые соли кальция и магния, связывая эти важные для нормального функционирования организма элементы. На коже проявится химический ожог из-за того, что реагент разрушает клетчатку.

Фтористоводородная кислота раздражающе действует на органы дыхания, глаза, оказывает легкое наркотическое действие, обладает способностью повреждать ДНК и усиливать воздействие других неблагоприятных факторов. Она относится ко 2-му классу опасности (газообразный фтороводород — к первому). Работать с плавиковой кислотой необходимо только в респираторе, в очках, плотно прилегающих к коже, в защитной одежде и резиновых перчатках, в вытяжном шкафу. При ликвидации проливов рекомендуется использовать противогазы с автономным источником воздуха. Пострадавших от отравления следует срочно доставить в больницу, предварительно промыв место попадания реактива большим количеством воды и обработав гелем 2,5-процентного глюконата кальция. В больнице в качестве антидота обычно используют внутриартериальные вливания хлорида кальция.

Хранение и перевозка

Хранят и перевозят плавиковую кислоту в пластиковых (полиэтиленовых, фторопластовых) канистрах, контейнерах и кубах. Для больших емкостей используется металлическая обрешетка. Кислоту высокой концентрации допускается перевозить железнодорожным и автомобильным транспортом в железных и стальных цистернах. Температурный режим — не выше +30 °С.

Применение

Фтористоводородная кислота выпускается различной концентрации, высокой чистоты и техническая с примесями. Основные сферы ее использования:
— В нефтехимии и горнодобывающей отрасли — для увеличения нефтедобычи и разрушения кремнийсодержащих пород.
— Для выделения некоторых металлов, например, тантала, циркония, ниобия.
— В химической индустрии — как катализатор в некоторых процессах; для производства фторопластов, хладагентов, фторосодержащих кислот, боратов и фторидов, органических соединений на основе фтора, синтетических смазочных масел.
— В стекольном деле с помощью этого хим. реактива выполняют прозрачное травление кремниевого стекла.
— Плавиковая кислота высокой чистоты необходима для очистки и травления кремния для полупроводников.
— В аналитической химии — для растворения силикатов.
— При производстве алюминия и работе с ним.
— Является составной частью жидкостей, использующихся для травления и полировки, для электрохимической обработки сплавов и нержавеющей стали. Применяется также для очистки металлических заготовок от песка.