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| Nombres | |||
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| Otros nombres Fluorano | |||
| Identificadores | |||
Modelo 3D ( JSmol ) | |||
| CHEBI | |||
| ChemSpider | |||
| Tarjeta de información ECHA | 100.028.759  | ||
| KEGG | |||
PubChem CID | |||
| Número RTECS |
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| UNII | |||
| un numero | 1052 | ||
Tablero CompTox ( EPA ) | |||
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| Propiedades | |||
| HF | |||
| Masa molar | 20,006 g · mol −1 | ||
| Apariencia | gas incoloro o líquido incoloro (por debajo de 19,5 ° C) | ||
| Densidad | 1,15 g / L, gas (25 ° C) 0,99 g / mL, líquido (19,5 ° C) 1,663 g / mL, sólido (–125 ° C) | ||
| Punto de fusion | −83,6 ° C (−118,5 ° F; 189,6 K) | ||
| Punto de ebullición | 19,5 ° C (67,1 ° F; 292,6 K) | ||
| completamente miscible (líquido) | |||
| Presión de vapor | 783 mmHg (20 ° C) [1] | ||
| Acidez (p K a ) | 3,17 (en agua), 15 (en DMSO) [2] | ||
| Ácido conjugado | Fluoronio | ||
| Base conjugada | Fluoruro | ||
Índice de refracción ( n D ) | 1.00001 | ||
| Estructura | |||
| Lineal | |||
| 1,86 D | |||
| Termoquímica | |||
Entropía molar estándar ( S | 8.687 J / g K (gas) | ||
| −13,66 kJ / g (gas) −14,99 kJ / g (líquido) | |||
| Peligros | |||
| Pictogramas GHS | |||
| Palabra de señal GHS | Peligro | ||
Declaraciones de peligro GHS | H300 , H310 , H314 , H330 | ||
Consejos de prudencia del SGA | P260 , P262 , P264 , P270 , P271 , P280 , P284 , P301 + 310 , P301 + 330 + 331 , P302 + 350 , P303 + 361 + 353 , P304 + 340 , P305 + 351 + 338 , P310 , P320 , P321 , P322 , P330 , P361 , P363 , P403 + 233 , P405 , P501 | ||
| NFPA 704 (diamante de fuego) |  4 0 1 | ||
| Dosis o concentración letal (LD, LC): | |||
LC 50 ( concentración media ) | 1276 ppm (rata, 1 h) 1774 ppm (mono, 1 h) 4327 ppm (conejillo de indias, 15 min) [3] | ||
LC Lo ( más bajo publicado ) | 313 ppm (conejo, 7 h) [3] | ||
| NIOSH (límites de exposición a la salud de EE. UU.): | |||
PEL (permitido) | TWA 3 ppm [1] | ||
REL (recomendado) | TWA 3 ppm (2,5 mg / m 3 ) C 6 ppm (5 mg / m 3 ) [15 minutos] [1] | ||
IDLH (peligro inmediato) | 30 ppm [1] | ||
| Compuestos relacionados | |||
Otros aniones | Cloruro de hidrógeno Bromuro de hidrógeno Yoduro de hidrógeno Astaturo de hidrógeno | ||
Otros cationes | Fluoruro de sodio Fluoruro de potasio Fluoruro de rubidio Fluoruro de cesio | ||
Compuestos relacionados | Agua amoniaco | ||
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |||
 verificar ( ¿qué es ?)  | |||
| Referencias de Infobox | |||
El fluoruro de hidrógeno es un compuesto químico con la fórmula química HF. Este gas o líquido incoloro es la principal fuente industrial de flúor , a menudo como una solución acuosa llamada ácido fluorhídrico . Es una materia prima importante en la preparación de muchos compuestos importantes, incluidos productos farmacéuticos y polímeros, por ejemplo, politetrafluoroetileno (PTFE). El HF se usa ampliamente en la industria petroquímica como componente de superácidos . El fluoruro de hidrógeno hierve casi a temperatura ambiente, mucho más alto que otros haluros de hidrógeno .
El fluoruro de hidrógeno es un gas muy peligroso que forma ácido fluorhídrico corrosivo y penetrante al entrar en contacto con la humedad. El gas también puede causar ceguera por la rápida destrucción de las córneas .
Historia [ editar ]
En 1771 Carl Wilhelm Scheele preparó la solución acuosa, ácido fluorhídrico en grandes cantidades, aunque el ácido fluorhídrico ya se conocía en la industria del vidrio antes de esa fecha. Al químico francés Edmond Frémy (1814-1894) se le atribuye el descubrimiento del fluoruro de hidrógeno anhidro (HF) mientras intentaba aislar el flúor .
Estructura y reacciones [ editar ]
Aunque es una molécula diatómica, el HF forma enlaces de hidrógeno intermoleculares relativamente fuertes . El HF sólido consta de cadenas en zig-zag de moléculas de HF. Las moléculas de HF, con un enlace H-F corto de 95 pm, están unidas a moléculas vecinas por distancias H-F intermoleculares de 155 pm. [4] El HF líquido también consta de cadenas de moléculas de HF, pero las cadenas son más cortas y constan en promedio de sólo cinco o seis moléculas. [5]
Comparación con otros haluros de hidrógeno [ editar ]
El fluoruro de hidrógeno no hierve hasta los 20 ° C en contraste con los haluros de hidrógeno más pesados, que hierven entre −85 ° C (−120 ° F) y −35 ° C (−30 ° F). [6] [7] [8] Este enlace de hidrógeno entre las moléculas de HF da lugar a una alta viscosidad en la fase líquida y una presión inferior a la esperada en la fase gaseosa.
Soluciones acuosas [ editar ]
HF es miscible con agua (se disuelve en cualquier proporción). Por el contrario, los otros haluros de hidrógeno exhiben solubilidades limitantes en agua. El fluoruro de hidrógeno forma un HF monohidrato . H 2 O con pf-40 ° C (-40 ° F), que es 44 ° C (79 ° F) por encima del punto de fusión del HF puro. [9]
| Similitudes de HF y H 2 O | |
| Puntos de ebullición de los haluros de hidrógeno (azul) y calcogenuros de hidrógeno (rojo): HF y H 2 O rompen las tendencias. | Punto de congelación de mezclas de HF / H 2 O: las flechas indican compuestos en estado sólido. |
Las soluciones acuosas de HF se denominan ácido fluorhídrico . Cuando se diluye, el ácido fluorhídrico se comporta como un ácido débil, a diferencia de los otros ácidos hidrácidos, debido a la formación de pares de iones unidos por enlaces de hidrógeno [ H
3O+
· F - ]. Sin embargo, las soluciones concentradas son ácidos fuertes, porque los aniones bifluoruro son predominantes, en lugar de los pares de iones. En HF líquido anhidro, se produce la autoionización : [10] [11]
- 3 HF ⇌ H 2 F + + HF-
2
que forma un líquido extremadamente ácido ( H 0 = −15,1 ).
Reacciones con ácidos de Lewis [ editar ]
Como el agua, el HF puede actuar como una base débil, reaccionando con los ácidos de Lewis para dar superácidos . Se obtiene una función de acidez de Hammett ( H 0 ) de -21 con pentafluoruro de antimonio (SbF 5 ), formando ácido fluoroantimónico . [12] [13]
Producción [ editar ]
El fluoruro de hidrógeno se produce por la acción del ácido sulfúrico sobre los grados puros del mineral fluorita : [14]
- CaF 2 + H 2 SO 4 → 2 HF + CaSO 4 La reacción es endotérmica.
Aproximadamente el 20% del HF fabricado es un subproducto de la producción de fertilizantes, que genera ácido hexafluorosilícico . Este ácido puede degradarse para liberar HF térmicamente y por hidrólisis:
- H 2 SiF 6 → 2 HF + SiF 4
- SiF 4 + 2 H 2 O → 4 HF + SiO 2
Utilice [ editar ]
En general, el fluoruro de hidrógeno compuesto anhidro es más común industrialmente que su solución acuosa, ácido fluorhídrico . Sus principales usos, por tonelaje, son como precursor de compuestos organofluorados y precursor de la criolita para la electrólisis del aluminio. [14]
Precursor de compuestos organofluorados [ editar ]
El HF reacciona con los clorocarbonos para dar fluorocarbonos. Una aplicación importante de esta reacción es la producción de tetrafluoroetileno (TFE), precursor del teflón . El cloroformo es fluorado por HF para producir clorodifluorometano (R-22): [14]
- CHCl 3 + 2 HF → CHClF 2 + 2 HCl
La pirólisis de clorodifluorometano (a 550-750 ° C) produce TFE.
El HF es un disolvente reactivo en la fluoración electroquímica de compuestos orgánicos. En este enfoque, HF se oxida en presencia de un hidrocarburo y el flúor reemplaza enlaces C-H con enlaces C-F . De esta forma se producen ácidos carboxílicos perfluorados y ácidos sulfónicos . [15]
El 1,1-difluoroetano se produce añadiendo HF al acetileno utilizando mercurio como catalizador. [15]
- HC≡CH + 2 HF → CH 3 CHF 2
El intermedio en este proceso es fluoruro de vinilo o fluoroetileno, el precursor monomérico del fluoruro de polivinilo .
Precursor de fluoruros metálicos y flúor [ editar ]
La electrodeposición de aluminio se basa en la electrólisis de fluoruro de aluminio en criolita fundida. Se consumen varios kilogramos de HF por tonelada de Al producido. Otros fluoruros metálicos se producen utilizando HF, incluido el hexafluoruro de uranio . [14]
El HF es el precursor del flúor elemental , F 2 , por electrólisis de una solución de HF y bifluoruro de potasio . El bifluoruro de potasio es necesario porque el HF anhidro no conduce la electricidad. Cada año se producen varios miles de toneladas de F 2 . [dieciséis]
Catalizador [ editar ]
El HF actúa como catalizador en los procesos de alquilación en refinerías. Se utiliza en la mayoría de las instalaciones de producción de alquilbenceno lineal instaladas en el mundo. El proceso implica la deshidrogenación de n- parafinas a olefinas y la posterior reacción con benceno utilizando HF como catalizador. Por ejemplo, en aceite de las refinerías "alquilato", un componente de alto octanaje de gasolina ( gasolina ), se genera en unidades de alquilación, que combinan C 3 y C 4 olefinas y iso -butano . [14]
Disolvente [ editar ]
El fluoruro de hidrógeno es un excelente solvente. Como reflejo de la capacidad del HF para participar en los enlaces de hidrógeno, incluso las proteínas y los carbohidratos se disuelven en el HF y pueden recuperarse de él. Por el contrario, la mayoría de los productos químicos inorgánicos sin flúor reaccionan con el HF en lugar de disolverse. [17]
Efectos sobre la salud [ editar ]
Al entrar en contacto con la humedad, incluido el tejido, el fluoruro de hidrógeno se convierte inmediatamente en ácido fluorhídrico , que es altamente corrosivo y tóxico. La exposición requiere atención médica inmediata. [18] Puede causar ceguera por la rápida destrucción de las córneas . La inhalación de fluoruro de hidrógeno en niveles altos o en combinación con el contacto con la piel puede causar la muerte por latidos cardíacos irregulares o por acumulación de líquido en los pulmones. [18]
Referencias [ editar ]
- ^ a b c d Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos. "# 0334" . Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
- ^ Evans, DA "pKa de inorgánicos y oxoácidos" (PDF) . Consultado el 19 de junio de 2020 .
- ^ a b "Fluoruro de hidrógeno" . Concentraciones inmediatamente peligrosas para la vida o la salud (IDLH) . Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
- ^ Johnson, MW; Sándor, E .; Arzi, E. (1975). "La estructura cristalina del fluoruro de deuterio". Acta Crystallographica . B31 (8): 1998-2003. doi : 10.1107 / S0567740875006711 .
- ^ McLain, Sylvia E .; Benmore, CJ; Siewenie, JE; Urquidi, J .; Turner, JF (2004). "Sobre la estructura del fluoruro de hidrógeno líquido". Angewandte Chemie International Edition . 43 (15): 1952–55. doi : 10.1002 / anie.200353289 . PMID 15065271 .
- ^ Pauling, Linus A. (1960). La naturaleza del enlace químico y la estructura de moléculas y cristales: una introducción a la química estructural moderna . Prensa de la Universidad de Cornell. págs. 454 –464. ISBN 978-0-8014-0333-0.
- ^ Atkins, Peter; Jones, Loretta (2008). Principios químicos: la búsqueda del conocimiento . WH Freeman & Co. págs. 184-185. ISBN 978-1-4292-0965-6.
- ^ Emsley, John (1981). "La fuerza oculta del hidrógeno" . Nuevo científico . 91 (1264): 291-292 . Consultado el 25 de diciembre de 2012 .
- ^ Greenwood, NN; Earnshaw, A. (1998). Química de los Elementos (2ª ed.). Oxford: Butterworth Heinemann. págs. 812–816. ISBN 0-7506-3365-4.
- ^ C. E. Housecroft y A. G. Sharpe Química inorgánica , p. 221.
- ^ F. A. Algodón y G. Wilkinson Química inorgánica avanzada , p. 111.
- ^ W. L. Jolly "Química inorgánica moderna" (McGraw-Hill 1984), p. 203. ISBN 0-07-032768-8 .
- ^ FA Cotton y G. Wilkinson, Química inorgánica avanzada (5ª ed.) John Wiley and Sons: Nueva York, 1988. ISBN 0-471-84997-9 . pag. 109.
- ↑ a b c d e J. Aigueperse, P. Mollard, D. Devilliers, M. Chemla, R. Faron, R. Romano, JP Cuer (2000). "Compuestos de flúor, inorgánicos". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002 / 14356007.a11_307 .CS1 maint: multiple names: authors list (link)
- ↑ a b G. Siegemund, W. Schwertfeger, A. Feiring, B. Smart, F. Behr, H. Vogel, B. McKusick (2005). "Compuestos de flúor, orgánicos". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002 / 14356007.a11_349 .CS1 maint: multiple names: authors list (link)
- ^ M. Jaccaud, R. Faron, D. Devilliers, R. Romano (2005). "Flúor". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002 / 14356007.a11_293 .CS1 maint: multiple names: authors list (link).
- ^ Greenwood y Earnshaw, "Química de los elementos", págs. 816–819.
- ^ a b Datos sobre el fluoruro de hidrógeno (ácido fluorhídrico)
Enlaces externos [ editar ]
 | Wikimedia Commons tiene medios relacionados con el fluoruro de hidrógeno . |
- " ATSDR - fluoruros, fluoruro de hidrógeno y flúor". Consultado el 30 de septiembre de 2019.
- CDC - Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos
- Instituto de Reducción del Uso de Tóxicos - Hoja de datos del fluoruro de hidrógeno
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Categoría: Astroquímica