Пла́виковая кислота́ (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

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

Химические

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 и другие , поэтому плавиковую кислоту хранят и транспортируют в полиэтиленовой таре.

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

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

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 PbF ₂ ; 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 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, 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 , и , фторорганических соединений, а также соответствующих кислот ( кремнефтороводородная кислота и ), 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 , и . 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 .

Токсичность плавиковой кислоты и её растворимых солей , предположительно, объясняется способностью свободных ионов фтора связывать биологически важные ионы кальция и магния в ( ). 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:

Примечания