Waterstoffluoride (HF), ook bekend als fluorwaterstofzuur, is een zeer corrosief en giftig gas. Het wordt vaak gebruikt bij de productie van aluminium en uranium. Dit kan ernstige brandwonden en ademhalingsproblemen veroorzaken.
| IUPAC-naam | Waterstof fluor |
| Moleculaire formule | HF |
| CAS-nummer | 7664-39-3 |
| Synoniemen | Fluoraan, fluorwaterstofzuur, fluorwaterstofzuur |
| InChi | InChI=1S/HF/h1H |
Eigenschappen van waterstoffluoride
Formule van waterstoffluoride
De formule voor waterstoffluoride is HF. Dit betekent dat elk HF-molecuul één waterstofatoom en één fluoratoom bevat. De formule is een belangrijke factor bij het bepalen van de chemische eigenschappen en het gedrag van een stof.
Molaire waterstoffluoridemassa
De molaire massa van waterstoffluoride (HF) is 20,01 g/mol. Dit betekent dat één mol HF 20,01 gram van de verbinding bevat. Molaire massa is een belangrijke factor bij het bepalen van de hoeveelheid van een stof in een bepaald monster. Het wordt ook gebruikt om de concentratie van een oplossing te berekenen.
Kookpunt
Het kookpunt van waterstoffluoride is -84,6°C. Bij deze temperatuur verandert HF van een vloeistof in een gas. Door dit lage kookpunt is het gemakkelijk als gas te hanteren en te transporteren. Het is echter belangrijk om voorzichtig te zijn bij de omgang met HF, aangezien het zeer corrosief en giftig is.
Smeltpunt van waterstoffluoride
Het smeltpunt van waterstoffluoride is -83,6°C. Dit lage smeltpunt maakt het gemakkelijk te hanteren en te transporteren in vloeibare vorm. Het is echter belangrijk om voorzichtig te zijn bij de omgang met HF, aangezien het zeer corrosief en giftig is.
Dichtheid van waterstoffluoride g/ml
De dichtheid van waterstoffluoride is 1,15 g/ml onder standaardomstandigheden (0 °C en 1 atm). Dit betekent dat één milliliter HF 1,15 gram weegt. De dichtheid van een stof is een belangrijke factor bij het bepalen van de fysieke eigenschappen ervan, zoals het drijfvermogen en de viscositeit.
Waterstoffluoride Molecuulgewicht
Het molecuulgewicht van waterstoffluoride is 20,01 g/mol. Dit wordt berekend door de atoomgewichten van de elementen waaruit de verbinding bestaat op te tellen, in dit geval waterstof (1,01 g/mol) en fluor (18,99 g/mol). Het molecuulgewicht is een belangrijke factor bij het bepalen van de eigenschappen en het gedrag van een stof.
Structuur van waterstoffluoride
De structuur van waterstoffluoride is lineair, waarbij het waterstofatoom via een enkele covalente binding aan het fluoratoom is gekoppeld. Dit molecuul heeft een dipoolmoment, wat betekent dat het een gedeeltelijk positieve lading heeft op het waterstofatoom en een gedeeltelijk negatieve lading op het fluoratoom. Dit maakt HF een polair molecuul.
| Verschijning | Kleurloos gas of rookvloeistof |
| Soortelijk gewicht | 0,991 bij -40°C |
| Kleur | Kleurloos |
| Geur | Akko |
| Molaire massa | 20,01 g/mol |
| Dikte | 1,15 g/ml bij 0°C |
| Fusie punt | -83,6°C |
| Kookpunt | -84,6°C |
| Flitspunt | Niet vlambaar |
| oplosbaarheid in water | Mengbaar |
| Oplosbaarheid | Oplosbaar in alcohol, ether |
| Dampdruk | 825,3 kPa bij 20°C |
| Dampdichtheid | 0,98 g/l bij 25°C |
| pKa | 3.17 |
| pH | <1 (verdunde oplossing) |
Veiligheid en gevaren van waterstoffluoride
Waterstoffluoride brengt aanzienlijke veiligheidsrisico’s met zich mee vanwege de zeer corrosieve en giftige aard ervan. Het kan ernstige brandwonden en ademhalingsproblemen veroorzaken bij inademing of blootstelling aan de huid. Ook is HF in staat veel materialen op te lossen, waaronder glas en metalen, wat tot gevaarlijke situaties kan leiden. Bij het hanteren van HF moeten beschermende uitrusting, zoals handschoenen, een veiligheidsbril en ademhalingsbescherming, worden gedragen. Bovendien is het belangrijk om HF op te slaan en te hanteren in geschikte containers en voorzieningen. Er moeten ook noodplannen aanwezig zijn in het geval van accidentele lozingen of lekkages van HF.
| Gevarensymbolen | Bijtend, giftig |
| Beveiligingsbeschrijving | Achter slot en buiten bereik van kinderen bewaren. Vermijd contact met huid en ogen. In geval van contact het getroffen gebied onmiddellijk met water afspoelen en medische hulp inroepen. Gas/rook/damp/spuitnevel niet inademen. Alleen in een goed geventileerde ruimte gebruiken. Draag beschermende handschoenen/beschermende kleding/oogbescherming/gelaatsbescherming. |
| VN-identificatienummers | UN1052 |
| HS-code | 28111100 |
| Gevarenklasse | 8 |
| Verpakkingsgroep | II |
| Toxiciteit | Zeer giftig, veroorzaakt ernstige brandwonden en ademhalingsproblemen |
Methoden voor de synthese van waterstoffluoride
Er zijn verschillende methoden voor het synthetiseren van waterstoffluoride, waarvan er één het verwarmen van calciumfluoride en zwavelzuur in een reactor omvat. Bij deze methode verwarmt een reactor een mengsel van calciumfluoride en zwavelzuur om waterstoffluoridegas te produceren. Het proces koelt vervolgens af en condenseert het waterstoffluoridegas tot een vloeistof.
Een andere methode omvat het laten reageren van vloeispaat met geconcentreerd zwavelzuur in een oven. Het resulterende waterstoffluoridegas wordt vervolgens gezuiverd en gecondenseerd tot vloeibare vorm.
Het waterstoffluoride-elektrolyseproces produceert waterstoffluoridegas, dat kan worden gecondenseerd tot een vloeistof.
Sommige chemische productieprocessen, zoals die welke worden gebruikt voor de productie van aluminium en uranium, kunnen als bijproduct waterstoffluoride produceren.
Waterstoffluoride moet met grote zorg en aandacht voor de veiligheid worden gehanteerd en geproduceerd vanwege de zeer giftige en corrosieve aard ervan. Er moeten geschikte beschermende uitrusting en veiligheidsprotocollen aanwezig zijn om blootstelling en ongevallen te voorkomen.
Gebruik van waterstoffluoride
Waterstoffluoride is een veelzijdige verbinding met een scala aan toepassingen in verschillende industrieën. Hier zijn enkele veelvoorkomende toepassingen van waterstoffluoride:
- Productie van fluorkoolstoffen – Bij de productie van fluorkoolstoffen wordt uitgebreid gebruik gemaakt van HF, dat dient als een belangrijk ingrediënt voor de productie van koelmiddelen, drijfgassen in spuitbussen en schuimblaasmiddelen.
- Petroleumraffinage – Gebruikt als katalysator in het alkyleringsproces bij de raffinage van aardolie, wat helpt het octaangetal van benzine te verhogen.
- Glasetsen – Wordt gebruikt om glas te etsen en ongewenste lagen van glasoppervlakken te verwijderen.
- Halfgeleiderindustrie – Fabrikanten gebruiken HF bij de productie van halfgeleiders en micro-elektronica om siliciumwafels te etsen en ongewenste lagen te verwijderen.
- Reinigingsmiddel – Gebruikt als reinigingsmiddel voor diverse industriële apparatuur en oppervlakken.
- Farmaceutica – Gebruikt bij de synthese van verschillende farmaceutische verbindingen.
- Chemische synthese – Gebruikt bij de synthese van verschillende chemicaliën, waaronder fluor, fluorwaterstofzuur en verschillende fluorbevattende verbindingen.
- Metaaloppervlaktebehandeling – Wordt gebruikt om metalen oppervlakken te behandelen om hun corrosieweerstand en hechtingseigenschappen te verbeteren.
Vragen:
Vraag: Hoeveel dubbele bindingen zijn er in de Lewis-structuur van waterstoffluoride, HF?
A: Er zijn geen dubbele bindingen in de Lewis-structuur voor waterstoffluoride, HF. In plaats daarvan heeft het molecuul een enkele covalente binding tussen de waterstof- en fluoratomen.
Vraag: Is waterstoffluoride oplosbaar in water?
A: Ja, waterstoffluoride is zeer oplosbaar in water, met een oplosbaarheid van ongeveer 450 g/l bij kamertemperatuur.
Vraag: Is waterstoffluoride polair?
A: Ja, waterstoffluoride is een polair molecuul. Het verschil in elektronegativiteit tussen de waterstof- en fluoratomen creëert een dipoolmoment, resulterend in een positieve gedeeltelijke lading op het waterstofatoom en een negatieve gedeeltelijke lading op het fluoratoom.
Vraag: Is waterstoffluoride ionisch?
A: Nee, waterstoffluoride is een covalente verbinding. Het bestaat uit twee niet-metaalhoudende atomen, waterstof en fluor, die elektronen delen om een molecuul te vormen.
Vraag: Is HF een sterk zuur?
A: Ja, HF wordt als een sterk zuur beschouwd. Het ioniseert volledig in water en vormt H+ en F-ionen, wat resulteert in een hoge concentratie H+-ionen in de oplossing.
Vraag: Is HF een zwak zuur?
A: Nee, HF is geen zwak zuur. Het wordt als een sterk zuur beschouwd vanwege de hoge mate van ionisatie in water.