Fluorwasserstoff (HF), auch Flusssäure genannt, ist ein stark ätzendes und giftiges Gas. Es wird häufig bei der Herstellung von Aluminium und Uran verwendet. Dies kann zu schweren Verbrennungen und Atemproblemen führen.
| IUPAC-Name | Wasserstofffluor |
| Molekularformel | HF |
| CAS-Nummer | 7664-39-3 |
| Synonyme | Fluoran, Flusssäure, Flusssäure |
| InChI | InChI=1S/HF/h1H |
Eigenschaften von Fluorwasserstoff
Formel für Fluorwasserstoff
Die Formel für Fluorwasserstoff lautet HF. Das bedeutet, dass jedes HF-Molekül ein Wasserstoffatom und ein Fluoratom enthält. Die Formel ist ein wichtiger Faktor bei der Bestimmung der chemischen Eigenschaften und des Verhaltens eines Stoffes.
Molmasse von Fluorwasserstoff
Die Molmasse von Fluorwasserstoff (HF) beträgt 20,01 g/mol. Das bedeutet, dass ein Mol HF 20,01 Gramm der Verbindung enthält. Die Molmasse ist ein wichtiger Faktor bei der Bestimmung der Menge einer Substanz in einer bestimmten Probe. Es wird auch verwendet, um die Konzentration einer Lösung zu berechnen.
Siedepunkt
Der Siedepunkt von Fluorwasserstoff liegt bei -84,6°C. Bei dieser Temperatur geht HF vom flüssigen in den gasförmigen Zustand über. Dieser niedrige Siedepunkt erleichtert die Handhabung und den Transport als Gas. Beim Umgang mit HF ist jedoch Vorsicht geboten, da es stark ätzend und giftig ist.
Schmelzpunkt von Fluorwasserstoff
Der Schmelzpunkt von Fluorwasserstoff liegt bei -83,6°C. Dieser niedrige Schmelzpunkt erleichtert die Handhabung und den Transport in flüssiger Form. Beim Umgang mit HF ist jedoch Vorsicht geboten, da es stark ätzend und giftig ist.
Dichte von Fluorwasserstoff g/ml
Die Dichte von Fluorwasserstoff beträgt unter Standardbedingungen (0 °C und 1 atm) 1,15 g/ml. Das bedeutet, dass ein Milliliter HF 1,15 Gramm wiegt. Die Dichte eines Stoffes ist ein wichtiger Faktor für die Bestimmung seiner physikalischen Eigenschaften, beispielsweise seines Auftriebs und seiner Viskosität.
Molekulargewicht von Fluorwasserstoff
Das Molekulargewicht von Fluorwasserstoff beträgt 20,01 g/mol. Dies wird durch Addition der Atomgewichte der Elemente berechnet, aus denen die Verbindung besteht, in diesem Fall Wasserstoff (1,01 g/mol) und Fluor (18,99 g/mol). Das Molekulargewicht ist ein wichtiger Faktor bei der Bestimmung der Eigenschaften und des Verhaltens einer Substanz.
Struktur von Fluorwasserstoff
Die Struktur von Fluorwasserstoff ist linear, wobei das Wasserstoffatom durch eine einzelne kovalente Bindung mit dem Fluoratom verbunden ist. Dieses Molekül hat ein Dipolmoment, was bedeutet, dass das Wasserstoffatom teilweise positiv und das Fluoratom teilweise negativ geladen ist. Dies macht HF zu einem polaren Molekül.
| Aussehen | Farbloses Gas oder rauchende Flüssigkeit |
| Spezifisches Gewicht | 0,991 bei -40°C |
| Farbe | Farblos |
| Geruch | Acre |
| Molmasse | 20,01 g/Mol |
| Dichte | 1,15 g/ml bei 0 °C |
| Fusionspunkt | -83,6°C |
| Siedepunkt | -84,6°C |
| Blitzpunkt | Nicht brennbar |
| Löslichkeit in Wasser | Mischbar |
| Löslichkeit | Löslich in Alkohol, Ether |
| Dampfdruck | 825,3 kPa bei 20°C |
| Wasserdampfdichte | 0,98 g/L bei 25°C |
| pKa | 3.17 |
| pH-Wert | <1 (verdünnte Lösung) |
Sicherheit und Gefahren von Fluorwasserstoff
Fluorwasserstoff birgt aufgrund seiner stark ätzenden und toxischen Natur erhebliche Sicherheitsrisiken. Beim Einatmen oder Kontakt mit der Haut kann es zu schweren Verbrennungen und Atemproblemen kommen. HF ist außerdem in der Lage, viele Materialien aufzulösen, darunter Glas und Metalle, was zu gefährlichen Situationen führen kann. Beim Umgang mit HF sollte Schutzausrüstung wie Handschuhe, Schutzbrille und Atemschutz getragen werden. Darüber hinaus ist es wichtig, HF in geeigneten Behältern und Einrichtungen zu lagern und zu handhaben. Auch für den Fall unbeabsichtigter Freisetzungen oder Verschüttungen von HF müssen Notfallpläne vorhanden sein.
| Gefahrensymbole | Ätzend, giftig |
| Sicherheitsbeschreibung | Unter Verschluss und außerhalb der Reichweite von Kindern aufbewahren. Kontakt mit Haut und Augen vermeiden. Bei Kontakt sofort die betroffene Stelle mit Wasser ausspülen und einen Arzt aufsuchen. Gas/Rauch/Dampf/Aerosol nicht einatmen. Nur in einem gut belüfteten Bereich verwenden. Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. |
| UN-Identifikationsnummern | UN1052 |
| HS-Code | 28111100 |
| Gefahrenklasse | 8 |
| Verpackungsgruppe | II |
| Toxizität | Sehr giftig, verursacht schwere Verbrennungen und Atembeschwerden |
Methoden zur Synthese von Fluorwasserstoff
Es gibt mehrere Methoden zur Synthese von Fluorwasserstoff, darunter das Erhitzen von Calciumfluorid und Schwefelsäure in einem Reaktor. Bei dieser Methode erhitzt ein Reaktor eine Mischung aus Calciumfluorid und Schwefelsäure, um Fluorwasserstoffgas zu erzeugen. Der Prozess kühlt dann ab und kondensiert das Fluorwasserstoffgas zu einer Flüssigkeit.
Eine andere Methode besteht darin, Flussspat mit konzentrierter Schwefelsäure in einem Ofen zur Reaktion zu bringen. Das entstehende Fluorwasserstoffgas wird dann gereinigt und in flüssige Form kondensiert.
Bei der Flusssäure-Elektrolyse entsteht Fluorwasserstoffgas, das zu einer Flüssigkeit kondensiert werden kann.
Bei einigen chemischen Herstellungsprozessen, beispielsweise bei der Herstellung von Aluminium und Uran, kann als Nebenprodukt Fluorwasserstoff entstehen.
Aufgrund seiner hochgiftigen und ätzenden Natur sollte Fluorwasserstoff mit größter Sorgfalt und unter Beachtung der Sicherheit gehandhabt und hergestellt werden. Es müssen geeignete Schutzausrüstungen und Sicherheitsprotokolle vorhanden sein, um Expositionen und Unfälle zu verhindern.
Verwendung von Fluorwasserstoff
Fluorwasserstoff ist eine vielseitige Verbindung mit einer Reihe von Anwendungen in verschiedenen Branchen. Hier sind einige der häufigsten Anwendungen von Fluorwasserstoff:
- Herstellung von Fluorkohlenwasserstoffen – Bei der Herstellung von Fluorkohlenwasserstoffen wird in großem Umfang HF verwendet, das als Hauptbestandteil für die Herstellung von Kältemitteln, Aerosoltreibmitteln und Schaumtreibmitteln dient.
- Erdölraffinierung – Wird als Katalysator im Alkylierungsprozess bei der Erdölraffinierung verwendet und trägt dazu bei, die Oktanzahl von Benzin zu erhöhen.
- Glasätzen – Wird zum Ätzen von Glas und zum Entfernen unerwünschter Schichten von Glasoberflächen verwendet.
- Halbleiterindustrie – Hersteller nutzen HF in der Halbleiter- und Mikroelektronikproduktion, um Siliziumwafer zu ätzen und unerwünschte Schichten zu entfernen.
- Reinigungsmittel – Wird als Reinigungsmittel für verschiedene Industriegeräte und Oberflächen verwendet.
- Pharmazeutika – werden bei der Synthese mehrerer pharmazeutischer Verbindungen verwendet.
- Chemische Synthese – Wird bei der Synthese mehrerer Chemikalien verwendet, darunter Fluor, Flusssäure und mehrere fluorhaltige Verbindungen.
- Metalloberflächenbehandlung – Wird zur Behandlung von Metalloberflächen verwendet, um deren Korrosionsbeständigkeit und Hafteigenschaften zu verbessern.
Fragen:
F: Wie viele Doppelbindungen gibt es in der Lewis-Struktur von Fluorwasserstoff, HF?
A: Es gibt keine Doppelbindungen in der Lewis-Struktur für Fluorwasserstoff, HF. Stattdessen verfügt das Molekül über eine einzelne kovalente Bindung zwischen den Wasserstoff- und Fluoratomen.
F: Ist Fluorwasserstoff wasserlöslich?
A: Ja, Fluorwasserstoff ist in Wasser gut löslich, mit einer Löslichkeit von etwa 450 g/L bei Raumtemperatur.
F: Ist Fluorwasserstoff polar?
A: Ja, Fluorwasserstoff ist ein polares Molekül. Der Unterschied in der Elektronegativität zwischen den Wasserstoff- und Fluoratomen erzeugt ein Dipolmoment, das zu einer positiven Teilladung am Wasserstoffatom und einer negativen Teilladung am Fluoratom führt.
F: Ist Fluorwasserstoff ionisch?
A: Nein, Fluorwasserstoff ist eine kovalente Verbindung. Es besteht aus zwei nichtmetallischen Atomen, Wasserstoff und Fluor, die sich Elektronen teilen, um ein Molekül zu bilden.
F: Ist HF eine starke Säure?
A: Ja, HF gilt als starke Säure. Es ionisiert in Wasser vollständig unter Bildung von H+- und F–Ionen, was zu einer hohen Konzentration an H+-Ionen in der Lösung führt.
F: Ist HF eine schwache Säure?
A: Nein, HF ist keine schwache Säure. Aufgrund seines hohen Ionisierungsgrads im Wasser gilt es als starke Säure.