불산 (HF)이 불화 수소를 용해시킨 수용액이다. 이 산은 주로 진한 황산과 미네랄 형석 (CaF 2 ) 의 반응에서 얻어진다 . 미네랄은 산의 작용에 의해 분해되고 남은 물은 불화 수소 가스를 용해시킵니다.
순수한 제품, 즉 무수 불화 수소는 동일한 산성 수에서 증류 될 수 있습니다. 용해 된 가스의 양에 따라 다른 농도가 얻어 지므로 시중에 나와있는 다양한 불산 제품이 있습니다.
40 % 미만의 농도에서는 물과 구별 할 수없는 결정질 모양을 갖지만 농도가 높을수록 백색 불화 수소 증기를 방출합니다. 불화 수소산은 가장 공격적이고 위험한 화학 물질 중 하나로 알려져 있습니다.
유리, 세라믹 및 금속에서 암석 및 콘크리트에 이르기까지 접촉하는 거의 모든 물질을 "먹을"수 있습니다. 그러면 어떤 용기에 보관됩니까? 플라스틱 병에서 합성 고분자는 작용에 대해 불활성입니다.
공식
불화 수소의 공식은 HF이지만, 불화 수소산의 공식은 수성 매질 인 HF (aq)로 표현되어 전자와 구별됩니다.
따라서 불산은 불화 수소의 수화물로 간주 될 수 있으며 이것이 무수물입니다.
구조
물의 모든 산은 평형 반응에서 이온을 생성하는 능력이 있습니다. 불산의 경우, 추정되는 한 쌍의 이온 H 3 O + 및 F - 용액에 존재 .
음이온은 F - 아마 양이온의 수소 중 하나 (FHO와 강한 수소 결합을 형성 + -H 2 ). 이것은 높고 위험한 반응성에도 불구하고 불화 수소산이 약한 브 뢴스 테드 산 (양성자 기증자, H + ) 인 이유를 설명합니다 . 즉, 물에서는 다른 산 (HCl, HBr 또는 HI)에 비해 H + 를 많이 방출하지 않습니다 .
그러나 농축 불산에서 불화 수소 분자 사이의 상호 작용은 기체 상태에서 빠져 나갈 수있을만큼 충분히 효과적입니다.
즉, 물 속에서 마치 액체 무수물에있는 것처럼 상호 작용할 수있어 둘 사이에 수소 결합을 형성합니다. 이러한 수소 결합은 물로 둘러싸인 거의 선형 사슬 (HFHFHF-…)로 동화 될 수 있습니다.
위의 이미지에서 결합의 반대 방향 (HF :)으로 향하는 공유되지 않은 전자 쌍은 다른 HF 분자와 상호 작용하여 사슬을 조립합니다.
속성
불산은 수용액이기 때문에 물에 용해 된 무수물의 농도에 따라 그 특성이 달라집니다. HF는 물에 매우 잘 녹고 흡습성이있어 매우 농축 된 (연기와 노란색 톤)에서 매우 희석되는 다양한 용액을 생성 할 수 있습니다.
농도가 감소함에 따라 HF (ac)는 무수물보다 순수한 물과 더 유사한 특성을 갖습니다. 그러나 HFH 수소 결합은 물 H 2 O-HOH 보다 강합니다 .
둘 다 용액에서 조화롭게 공존하여 끓는점 (최대 105ºC)을 높입니다. 마찬가지로, 더 많은 무수물 HF가 용해 될수록 밀도가 증가합니다. 그렇지 않으면 모든 HF (ac) 용액은 강하고 자극적 인 냄새가 나며 무색입니다.
반동
그렇다면 불산의 부식 거동은 무엇입니까? 해답은 HF 결합과 불소 원자가 매우 안정적인 공유 결합을 형성하는 능력에 있습니다.
불소는 매우 작고 전기 음성 원자로 강력한 루이스 산입니다. 즉, 낮은 에너지 비용으로 더 많은 전자를 제공하는 종에 결합하기 위해 수소에서 분리됩니다. 예를 들어, 이러한 종은 유리에 존재하는 실리콘과 같은 금속 일 수 있습니다.
SiO 2 + 4 HF → SiF 4 (g) + 2 H 2 O
SiO 2 + 6 HF → H 2 SiF 6 + 2 H 2 O
HF 결합의 해리 에너지가 높으면 (574 kJ / mol), 왜 반응에서 깨지나요? 대답은 운동 적, 구조적, 에너지적인 배음을 가지고 있습니다. 일반적으로 결과 제품의 반응성이 낮을수록 형성이 더 선호됩니다.
무엇이 F에 발생 - 물에? 불산의 농축 용액에서, F와 다른 HF 분자 캔 수소 결합 - 쌍 중.
불화 이온의 발생이 결과 - 매우 산성이다. 그것이 물리적 접촉이 극도로 해로운 이유입니다. 약간의 노출은 신체에 끝없는 손상을 유발할 수 있습니다.
적절한 취급을위한 많은 안전 표준과 프로토콜이 있으므로이 산으로 작업하는 사람들의 잠재적 인 사고를 피할 수 있습니다.
응용
그것은 산업, 연구 및 소비자 문제에서 수많은 응용을 가진 화합물입니다.
-플루오르 화수소 산은 알루미늄 정제 공정에 개입하는 유기 유도체를 생성합니다.
-6 불화 우라늄 (UF 6 ) 의 경우와 같이 우라늄 동위 원소 분리에 사용됩니다 . 마찬가지로 금속, 암석 및 오일의 추출, 가공 및 정제에 사용되며 성장 억제 및 곰팡이 제거에도 사용됩니다.
-산의 부식성은 에칭 기술을 사용하여 결정, 특히 젖빛 결정을 조각하고 조각하는 데 사용되었습니다.
-실리콘 반도체 제조에 사용되며 컴퓨팅 및 정보 기술 개발에 여러 용도로 사용되며 인간 개발을 담당합니다.
-자동차 산업에서 세정제로 사용되며 세라믹의 곰팡이 제거제로 사용됩니다.
-일부 화학 반응에서 중간체 역할을하는 것 외에도, 불산은 금속 및 더 복잡한 물질의 정제에 관여하는 일부 이온 교환기에 사용됩니다.
-오일 및 그 파생물 가공에 참여하여 세척 및 그리스 제거 제품 제조에 사용할 용제를 확보 할 수 있습니다.
-도금 및 표면 처리제 생성에 사용됩니다.
-소비자는 불화 수소산이 정교화에 참여한 수많은 제품을 사용합니다. 예를 들어 자동차 관리, 가구 청소 제품, 전기 및 전자 부품, 연료 등에 필요한 제품도 있습니다.
참고 문헌
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- 불산. Musc. 사우스 캐롤라이나 의과 대학. 2018 년 4 월 3 일에 검색 됨 : academicdepartments.musc.edu