Пла́виковая кислота́Исконный произносительный вариант «плавико́вая», зафиксированный в словарях XIX (например, в словаре В. И. Даля) и первой половины XX века, устарел. (фтороводоро́дная кислота́, фтористоводоро́дная кислота́, гидрофторидная кислота́) — водный раствор фтороводорода (HF). Промышленностью выпускается в виде 40%-х (чаще), а также 50%-х и 72%-х растворов.
Название «плавиковая кислота» происходит от плавикового шпата, из которого получают фтороводород.
Соли плавиковой кислоты называют фторидами, все растворимые в воде фториды очень токсичны в больших количествах. Сама кислота также очень токсична.
Свойства
Физические
Бесцветная легкоподвижная жидкость с резким запахом и обжигающим «уксусным» вкусом.
Растворение фтористого водорода в воде сопровождается довольно значительным выделением тепла Для него характерно образование содержащей HF и кипящей при азеотропной смеси (по другим данным и tкип Такая азеотропная смесь получается в конечном счёте при перегонке как концентрированной, так и разбавленной кислоты.
При низких температурах фтористый водород образует нестойкие соединения с водой составов H2O.HF, H2O.2HF и H2O.4HF. Наиболее устойчиво из них первое (температура плавления которое можно рассматривать как фторид гидроксония — [H3O]F. Второе является гидрофторидом гидроксония [H3O].[HF2].
Химические Плавиковая кислота — кислота довольно слабая (средней силы) (константа диссоциации составляет 6,8, степень диссоциации для 0,1Н раствора 9 %), однако она взаимодействует с силикатным стекломРастворение стекла в плавиковой кислоте — видеоопыт в Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов и другими силикатными материалами, поэтому плавиковую кислоту хранят и транспортируют в полиэтиленовой или фторопластовой таре. Реакция с силикатами и стеклом идёт с выделением газообразного фторида кремния (SiF4):
Na2O.CaO.6SiO2 + 28 HF -> Na2SiF6 + CaSiF6 + 4 SiF4 ^ + 14 H2O.
Реагирует со многими металлами, стоящими в ряду напряжений до водорода, с образованием фторидов (свинец не растворяется в плавиковой кислоте, так как на его поверхности образуется нерастворимый фторид PbF2, защищающий металл):
2 HF + Ca -> CaF2 v + H2 ^; HF + KOH -> KF + H2O.
Медь, серебро, ртуть, сурьма, висмут, вольфрам, золото, платина и платиновые металлы не растворяются, так как в ряду напряжений находятся после водорода), не действует на парафин, который используют как внутреннее покрытие сосудов при хранении этой кислоты.
Техническая плавиковая кислота Техническая плавиковая кислота обычно содержит ряд примесей соединений — железа, рубидия, мышьяка, кремнефтористоводородную кислоту H2SiF6,~ SO2 и др.
Для грубой очистки её перегоняют в аппаратах изготовленных 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, но разъедает стекло. Для хранения плавиковой кислоты и работы с ней в лабораторных условиях требуются сосуды из тефлона, полиэтилена и других пластмасс.
Получение Плавиковую кислоту получают растворением нерастворимого фторида кальция избытком концентрированной серной кислоты при температуре
CaF2{}+ H2SO4 ->[180~\ce{^oC}] CaSO_4 \downarrow + 2HF \uparrow.
Вытеснением кислорода из воды:
2 F2 + 2 H2O -> 4 HF ^ + O2 ^.
Термическим разложением гидрофторида калия:
KHF2 ->[300-680~\ce{^oC}] KF{}+ HF \uparrow.
Взаимодействием простых веществ:
H2{}+ F2 ->[\ce{t^o}] 2HF \uparrow.
Применение Основной потребитель фтороводородной кислоты — алюминиевая промышленность.
Раствор фтороводорода применяется для травления силикатного стекла с получением сладкой поверхности (например — нанесение надписей — для этого стекло покрывают лаком или плёнкой парафина, прорезая отверстия для травления). Травление с получением матовой поверхности 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.
Требования безопасности
Плавиковая кислота пожаро- и взрывобезопасна.
При превышении ПДК возможны острые и хронические отравления с изменением крови и кроветворных органов, органов пищеварительной системы, отёк лёгких. 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.
Плавиковая кислота — токсичное вещество. В соответствии с ГОСТ 12.1.007.76 плавиковая кислота является токсичным высокоопасным веществом по воздействию на организм (2-го класса 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 общеядовитое 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 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 (). Поэтому для лечения последствий воздействия плавиковой кислоты часто используют глюконат кальция как источник ионов Ca2+. Пострадавшие участки при ожогах плавиковой кислотой промываются водой и обрабатываются 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:
ВидПДК максимально разовая (ПДКм. р.)ПДК среднесуточная (ПДКс. с.)ПДК в воздухе рабочей зоны, мг/м³ (в пересчёте на ионы фтора)0,50,1ПДК в атмосферном воздухе, мг/м³ (в пересчёте на ионы фтора)0,020,005
Примечания
Категория:Соединения фтора Категория:Галогеноводороды Категория:Неорганические кислоты