Fluorur d'hidrogen

El fluorur d'hidrogen és un compost químic format per hidrogen i fluor, HF. Es presenta en forma gasosa o líquida, incolora en ambdós estats. És molt soluble en aigua, donant lloc a una dissolució anomenada àcid fluorhídric. Bull a temperatura ambient, més alta que la d'altres halurs d'hidrogen pels enllaços per pont d'hidrogen que es formen entre les seves molècules, on l'enllaç covalent H—F està molt polaritzat degut a la diferència d'electronegativitats d'ambdós àtoms.

Fluorur d'hidrogen

Substància química	tipus d'entitat química
Massa molecular	20,006 Da
Trobat en el tàxon	Catha edulis
Estructura química
Fórmula química	FH
SMILES canònic	Model 2D F
Identificador InChI	Model 3D
Propietats
Densitat	1 g/cm³ (a 67 °F, líquid)
PKa	3,17 3,14
Moment dipolar elèctric	1,826 D
Punt de fusió	−83 ℃ −83,36 ℃
Punt d'ebullició	19 ℃ (a 760 Torr) 20 ℃ (a 101,325 kPa)
Moment dipolar elèctric	1,826 D
Entalpia estàndard de formació	−273,3 kJ/mol
Pressió de vapor	783 mmHg (a 20 ℃)
Perill
Límit d'exposició mitjana ponderada en el temps	2,5 mg/m³ (10 h, cap valor) 2,5 mg/m³ (8 h, Estats Units d'Amèrica)
Límit d'exposició sostre	5 mg/m³ (cap valor)
IDLH	24,6 mg/m³
NFPA 704: Standard System for the Identification of the Hazards of Materials for Emergency Response ()

El fluorur d'hidrogen és altament perillós. En contacte amb l'aigua forma la dissolució anomenada àcid fluorhídric, altament corrosiva i penetrant. Destrueix ràpidament les còrnies.

Història

El químic francès Edmond Frémy (1814–1894) fou qui l'aïllà per primer cop i el suec Carl Wilhelm Scheele (1742-1786) preparà per primera vegada la dissolució àcid fluorhídric en grans quantitats el 1771, que fou ràpidament emprada per la indústria del vidre.

Estructura

Estructura del fluorur

En estat gasós és monomèric a altes temperatures, però existeix en formes polimèriques a baixes, com (HF)₂ i (HF)₆. En estat sòlid les molècules es disposen en forma ordenada de ziga-zaga. Els enllaços covalents entre els àtoms de F i H tenen una longitud de 95 pm, mentre que la longitud dels enllaços d'hidrogen entre àtoms de F i H de molècules diferents adjacents és de 155 pm. En estat líquid també s'hi troben cadenes de molècules d'HF, però més curtes que les de l'estat sòlid, amb només cinc o sis molècules.

Propietats

El fluorur d'hidrogen és un dels dissolvents més efectius que es coneixen, superant a l'aigua en molts d'aspectes tant com a dissolvent de substàncies inorgàniques com orgàniques. Aquestes formen normalment dissolucions conductores degut a la protonització del dissolvent. Per exemple en dissoldre benzè en fluorur d'hidrogen es produeix l'equilibri químic:

$${\displaystyle C_{6}H_{6}\,+\,HF\,\leftrightarrows \,C_{6}H_{7}^{+}\,+\,F^{-}}$$Alguns àcids forts, com ara l'àcid nítric HNO₃, es comporten com a bases en fluorur d'hidrogen líquid, produint-se l'equilibri àcid-base:

$${\displaystyle HNO_{3}\,+\,HF\,\leftrightarrows \,H_{2}NO_{3}^{+}\,+\,F^{-}}$$El fluorur d'hidrogen líquid és un poc menys àcid que l'àcid sulfúric H₂SO₄ del 100 %. Poques substàncies actuen com àcids davant d'ell, només els acceptors de fluor molt eficients, com ara el trifluour de bor, BF₃, el pentafluorur d'arseni, AsF₅, el pentafluorur d'antimoni, SbF₅, i el tetrafluorur d'estany, SnF₄. L'equilibri que resulta és:

$${\displaystyle SbF_{5}\,+\,2\,HF\,\leftrightarrows \,H_{2}F^{+}\,+\,SbF_{6}^{-}}$$