Плавиковая кислота

Плавиковая кислота
Плавиковая кислота
Общие
Систематическое; наименование	фтороводород
Традиционные названия	плавиковая кислота
Хим. формула	HF
Рац. формула	HF
Физические свойства
Состояние	бесцветная жидкость
Молярная масса	20.0063 г/моль
Плотность	1,258 (70 %)
Термические свойства
	Температура
• плавления	−75 (70 %)
• кипения	85,8 (70 %) °C
• вспышки	негорючая °C
Химические свойства
Константа диссоциации кислоты	3,17
	Растворимость
• в воде	смешивается
Классификация
Рег. номер CAS	7664-39-3
3D model (JSmol)	Интерактивная схема
PubChem	14917
UNII	RGL5YE86CZ
CompTox Dashboard EPA	DTXSID1049641
Рег. номер EINECS	231-634-8
SMILES	F
InChI	1S/FH/h1H
RTECS	MW7875000
Безопасность
Предельная концентрация	0,5 мг/м³
ЛД50	15 мг/кг
Токсичность	Класс опасности по ГОСТ 12.1.007: 2-й
Пиктограммы ECB
NFPA 704	0 4 2 COR
	Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Пла́виковая кислота́^[1] (фтороводоро́дная кислота́, фтористоводоро́дная кислота́, гидрофторидная 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. Соли плавиковой кислоты называют фторидами, все растворимые в воде фториды очень токсичны (в больших количествах). Сама кислота также очень токсична.

Свойства

Физические[править | править код]

Бесцветная легкоподвижная жидкость с резким запахом и обжигающим «уксусным» вкусом. Растворение фтористого водорода в воде сопровождается довольно значительным выделением тепла (59,1 кДж/моль). Для него характерно образование содержащей 38,6 % HF и кипящей при 114 °C азеотропной смеси (по другим данным 37,5 % и t_кип 109 °C). 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 состава Н₂О·HF, Н₂О·2HF и Н₂О·4HF. Наиболее устойчиво из них первое (t_пл −35 °C), которое следует рассматривать как фторид гидроксония — [Н₃O]F. Второе является гидрофторидом гидроксония [Н₃O][HF₂].

Химические[править | править код]

Плавиковая кислота — кислота довольно слабая (средней силы) (константа диссоциации составляет 6,8⋅10⁻⁴, степень диссоциации 0,1 н. раствора 9 %), однако она разъедает стекло^[2] и другие силикатные материалы, поэтому плавиковую кислоту хранят и транспортируют в полиэтиленовой таре.

Реакция идёт с выделением газообразного фторида кремния (SiF₄):

${\mathsf {Na_{2}O\cdot CaO\cdot 6SiO_{2}+28HF\rightarrow Na_{2}SiF_{6}+CaSiF_{6}+4SiF_{4}\uparrow +14H_{2}O}}$ .

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; 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 при хранении этой кислоты.

Техническая плавиковая кислота

Техническая плавиковая кислота обычно содержит ряд примесей — Fe, Rb, As, кремнефтористоводородную кислоту Н₂SiF₆, SO₂ 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, но разъедает стекло. Для хранения плавиковой кислоты и работы с ней в лабораторных условиях требуются 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.

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)^[3].

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 160 см² 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 (отравление фторидами). 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 2,5 % гелем глюконата кальция^[4]^[5]. Тем не менее, поскольку кислота проникает сквозь кожу, простого промывания недостаточно и необходимо обращение к врачу для проведения лечения^[6]. Высокую эффективность показали внутриартериальные инфузии хлорида кальция^[7].

Предельно допустимая концентрация (ПДК) плавиковой кислоты:

Вид	ПДК максимально разовая (ПДК_{м. р.})	ПДК среднесуточная (ПДК_{с. с.})
ПДК в воздухе рабочей зоны, мг/м³ (в пересчёте на ионы фтора)	0,5	0,1
ПДК в атмосферном воздухе, мг/м³ (в пересчёте на ионы фтора)	0,02	0,005

Примечания

↑ Исконный произносительный вариант «плавико́вая», зафиксированный в словарях XIX (например, в словаре В. И. Даля) и первой половины XX века, устарел.
↑ Растворение стекла в плавиковой кислоте Архивная копия от 29 ноября 2014 на Wayback Machine — видеоопыт в Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов
↑ ГОСТ 14022-88— Водород фтористый безводный (неопр.). Дата обращения: 6 июня 2011. Архивировано 14 мая 2006 года.
↑ el Saadi M. S., Hall A. H., Hall P. K., Riggs B. S., Augenstein W. L., Rumack B. H. Hydrofluoric acid dermal exposure (неопр.) // Vet Hum Toxicol. — 1989. — Т. 31, № 3. — С. 243—247. — PMID 2741315.
↑ Roblin I., Urban M., Flicoteau D., Martin C., Pradeau D. Topical treatment of experimental hydrofluoric acid skin burns by 2.5% calcium gluconate (англ.) // J Burn Care Res : journal. — 2006. — Vol. 27, no. 6. — P. 889—894. — doi:10.1097/01.BCR.0000245767.54278.09. — PMID 17091088.
↑ Recommended Medical Treatment for Hydrofluoric Acid Exposure (неопр.) (PDF) (недоступная ссылка — история). Honeywell Specialty Materials. Дата обращения: 6 мая 2009. Архивировано 2 февраля 2012 года.
↑ Intra-arterial calcium infusion for hydrofluoric acid burns (неопр.). NCBI. Дата обращения: 3 января 2010. Архивировано 10 мая 2013 года.

[1] Исконный произносительный вариант «плавико́вая», зафиксированный в словарях XIX (например, в словаре В. И. Даля) и первой половины XX века, устарел.

[2] Растворение стекла в плавиковой кислоте Архивная копия от 29 ноября 2014 на Wayback Machine — видеоопыт в Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов

[3] ГОСТ 14022-88— Водород фтористый безводный (неопр.). Дата обращения: 6 июня 2011. Архивировано 14 мая 2006 года.

[pmid2741315-4] el Saadi M. S., Hall A. H., Hall P. K., Riggs B. S., Augenstein W. L., Rumack B. H. Hydrofluoric acid dermal exposure (неопр.) // Vet Hum Toxicol. — 1989. — Т. 31, № 3. — С. 243—247. — PMID 2741315.

[pmid17091088-5] Roblin I., Urban M., Flicoteau D., Martin C., Pradeau D. Topical treatment of experimental hydrofluoric acid skin burns by 2.5% calcium gluconate (англ.) // J Burn Care Res : journal. — 2006. — Vol. 27, no. 6. — P. 889—894. — doi:10.1097/01.BCR.0000245767.54278.09. — PMID 17091088.

[RMTHFE-6] Recommended Medical Treatment for Hydrofluoric Acid Exposure (неопр.) (PDF) (недоступная ссылка — история). Honeywell Specialty Materials. Дата обращения: 6 мая 2009. Архивировано 2 февраля 2012 года.

[7] Intra-arterial calcium infusion for hydrofluoric acid burns (неопр.). NCBI. Дата обращения: 3 января 2010. Архивировано 10 мая 2013 года.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

Ссылки на внешние ресурсы
Словари и энциклопедии	Большая датская Большая норвежская Britannica (онлайн)
В библиографических каталогах	BNF: 123062588 GND: 4209062-3 J9U: 987007533741505171 LCCN: sh85063411