Acido fluoridrico

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
Acido fluoridrico
{{{immagine1_descrizione}}}
Nome IUPAC
fluoruro di idrogeno
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare HF
Massa molecolare (u) 20,1
Aspetto gas incolore
Numero CAS [7664-39-3]
PubChem 14917
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.) 0,97 (liquido)
Costante di dissociazione acida (pKa) a 298 K 3,17
Solubilità in acqua 100% in peso
Temperatura di fusione −83 °C (190 K)
Temperatura di ebollizione 19,5 °C (294 K)
Tensione di vapore (Pa) a 294 K 1,034 × 106 
Proprietà termochimiche
ΔfH0 (kJ·mol−1) −273,3
ΔfG0 (kJ·mol−1) −275,4
S0m(J·K−1mol−1) 173,8
Proprietà tossicologiche
LD50 (mg/kg) 1276 ppm /1h (ratto) (inal.)[1]
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
tossicità acuta corrosivo

pericolo

Frasi H 300 - 310 - 330 - 314 - EUH071
Consigli P 260 - 262 - 280 - 304+340 - 302+350 - 303+361+353 - 305+351+338 - 315 - 405 - 403 [2]

L'acido fluoridrico (nome IUPAC: fluoruro di idrogeno) è un acido minerale relativamente debole, gas a temperatura ambiente, incolore, molto velenoso; la sua formula chimica è HF. Il suo numero CAS è 7664-39-3.
I suoi sali vengono chiamati fluoruri.

Il fluoruro d’idrogeno, HF, è il composto che sta alla base di tutta l’industria dei composti fluorurati e da esso trae origine tutta la vasta gamma dei composti fluorurati organici e inorganici oggi in commercio. È disponibile in forma anidra sotto forma di gas compresso liquefatto oppure sciolto in soluzione acquosa. Il fluoruro di idrogeno anidro è corrosivo, pericoloso, fumante e provoca gravi ustioni per contatto.

Caratteristiche[modifica | modifica sorgente]

Molto solubile in acqua, forma con essa un azeotropo in cui è contenuto in ragione del 38,2%. Tale azeotropo bolle a 112 °C.

L'elevata elettronegatività del fluoro (è l'elemento più elettronegativo di tutti) rende il legame H-F estremamente polare, unita alle piccole dimensioni degli atomi consente a due o più molecole di acido fluoridrico puro in fase gassosa di formare degli aggregati (HF)n (con n che varia da 2 a 6) in cui le molecole sono tenute insieme da legami a idrogeno. Particolarmente stabile e ben documentato è il dimero H2F2, che tende a formare i sali idrogenodifluoruro.

Tale aggregazione si riflette nel suo punto di ebollizione, estremamente maggiore a quello degli altri acidi alogenidrici (cloridrico, bromidrico, iodidrico); lo stesso fenomeno spiega anche il più elevato punto di ebollizione dell'acqua rispetto a quello dell'acido solfidrico, che a temperatura ambiente è un gas. Allo stato solido e allo stato liquido ha una struttura concatenata e forma angoli convessi di 134º. Si formano dei legami a idrogeno lungo gli assi dei doppietti solitari.

Storia[modifica | modifica sorgente]

  • Nel 1771 Scheele dimostra che i gas liberati dalla reazione fra la fluorite e l'acido solforico intaccano il vetro.
  • Nel 1780 Meyer e Wenzel sintetizzano una soluzione acquosa di acido fluoridrico usando un'apparecchiatura di metallo.
  • Nel 1808 Gay Lussac e Thenard producono acido fluoridrico gassoso puro.
  • Nel 1810 Ampere scopre la formula dell'acido fluoridrico.
  • Nel 1856 Fremy ricava acido fluoridrico gassoso puro dalla decomposizione termica dell'idrogenodifluoruro di potassio KHF2.

Sintesi[modifica | modifica sorgente]

I primi studi sulla reazione per produrre fluoruro d’idrogeno anidro a livello commerciale sono datati 1764.

Sostanzialmente, sebbene migliorato dal punto di vista progettuale ed ingegneristico, il processo è rimasto fino ad oggi lo stesso.

L'acido fluoridrico viene ottenuto industrialmente per azione dell'acido solforico sui fluoruri minerali come ad esempio la fluorite, la criolite o la fluorapatite ad una temperatura intorno ai 250 °C:

CaF2 + H2SO4 → 2 HF↑ + CaSO4

All’impianto si alimenta H2SO4, oleum o SO3. Si tende a lavorare con eccesso di acido solforico in modo da spingere la reazione verso i prodotti, tuttavia troppo acido produce peci di reazione umide, appiccicose, corrosive e difficili da gestire. A causa delle impurezze inevitabilmente presenti nel materiale di partenza si ha la formazione di sottoprodotti quali H2SiF6 da SiO2. Composti come FeO, MgO, CaCO3 e materiali organici in generale consumano acido solforico e oleum. I composti del fosforo, arsenico e boro necessitano di attrezzature speciali per essere rimossi mentre la presenza di ioni cloruro aumenta la corrosività dell’HF nei confronti delle apparecchiature.

Applicazioni[modifica | modifica sorgente]

Anche se l'acido fluoridrico era noto già agli inizi del XIX secolo, l’impiego industriale di HF fu limitato all’incisione del vetro e alla produzione di sostanze chimiche come fluoruro di sodio e bifluoruro di sodio. La seconda guerra mondiale ha portato una rivoluzione nel campo delle applicazioni dell’HF: la necessità di catalizzatori di alchilazione per produrre benzine a elevato numero di ottano per i carburanti avio, la nascita dell’industria nucleare che richiede esafluoruro di uranio e la rapida crescita del mercato dei clorofluorocarburi contribuirono ad una costante e crescente domanda di fluoruro di idrogeno, in particolare in forma anidra[4].

Viene impiegato[5]

È uno dei pochi agenti corrosivi capaci di intaccare il vetro. Le soluzioni acquose di questo composto vengono pertanto conservate in contenitori in polietilene o teflon in grado di resistere all'azione estremamente corrosiva di quest'acido.

Viene conservato puro, sotto forma di gas liquefatto a bassa pressione, in bombole realizzate in monel. L'acido fluoridrico anidro si conserva altrettanto bene e viene commercializzato in bombole in acciaio.

Reagisce con il vetro trasformandolo in tetrafluoruro di silicio secondo la reazione

SiO2 + 4 HF → SiF4 + 2 H2O

La reazione, in presenza di una maggiore quantità di acido fluoridrico, può anche portare alla formazione di acido fluorosilicico:

SiO2 + 6 HF → H2SiF6 + 2 H2O

In soluzione molto diluita, è disponibile come prodotto per rimuovere la ruggine e nella pulizia dei metalli, quali l'ottone.

Precauzioni[modifica | modifica sorgente]

L'acido fluoridrico è estremamente tossico sia per inalazione della forma gassosa (IDLH = 30 ppm) che per contatto con la soluzione acquosa; l'affinità dello ione fluoruro con gli ioni calcio e magnesio danneggia il tessuto osseo e le vie nervose. L'ingestione è spesso mortale. I primi sintomi di avvelenamento possono manifestarsi anche a distanza di 12 ore dal contatto con la sostanza, quando ormai può essere troppo tardi per intervenire, una circostanza che rende questo composto molto pericoloso.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ ChemIDplus:Hydrofluoric acid toxicity
  2. ^ scheda del fluoruro di idrogeno anidro su IFA-GESTIS
  3. ^ http://ecb.jrc.ec.europa.eu/esis/?LANG=fr&GENRE=CASNO&ENTREE=7664-39-3
  4. ^ Kirk Othmer, Enciclopedia of Chemical Technology 4th Ed., vol.11, John Wiley & Sons
  5. ^ eurofluor

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Altri progetti[modifica | modifica sorgente]

chimica Portale Chimica: Il portale della scienza della composizione, delle proprietà e delle trasformazioni della materia