Τι είναι το Υδροφθόριο;

Το υδροφθόριο είναι μια ένωση υδρογόνου και φθορίου με χημικό τύπο HF. Το φθόριο είναι μέλος μιας ομάδας στοιχείων που είναι γνωστά ως αλογόνα, τα οποία συνδυάζονται όλα με το υδρογόνο με παρόμοιο τρόπο για να σχηματίσουν υδραλογονίδια. Σε θερμοκρασία δωματίου και κανονική πίεση, το υδροφθόριο είναι ένα άχρωμο αέριο με σημείο βρασμού 67.1°F (19.5°C), το οποίο είναι πολύ υψηλότερο από εκείνο του άλλου υδραλογόνου και του επιτρέπει να υπάρχει ως υγρό σε καθημερινές θερμοκρασίες . Στο νερό, διαλύεται για να σχηματίσει υδροφθορικό οξύ. Το υγρό HF είναι επίσης γνωστό ως άνυδρο – δηλαδή χωρίς νερό – υδροφθορικό οξύ και το “HF” μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να υποδηλώσει το αέριο, το υγρό ή το υδατικό οξύ.

Σε υδατικό διάλυμα, το υδροφθορικό οξύ είναι ένα ασθενές οξύ, λόγω του δεσμού υδρογόνου μεταξύ των μορίων HF και του νερού, που περιορίζει τον βαθμό διάστασης σε ιόντα. Ο δεσμός υδρογόνου μεταξύ μορίων HF ευθύνεται για το σχετικά υψηλό σημείο βρασμού του υδροφθορίου σε σύγκριση με τα άλλα υδραλογονίδια. Το οξύ αντιδρά με πολλά μέταλλα, σχηματίζοντας συνήθως αέριο υδρογόνο και φθόριο μετάλλου, για παράδειγμα: Mg + 2HF -> MgF2 + H2. Σε αντίθεση με πολλά οξέα, ωστόσο, αντιδρά επίσης εύκολα με τα περισσότερα οξείδια μετάλλων και με πυριτικά, συμπεριλαμβανομένου του γυαλιού, σχηματίζοντας διαλυτές ενώσεις. Για το λόγο αυτό δεν μπορεί να αποθηκευτεί σε γυάλινα μπουκάλια.

Το υδροφθόριο μπορεί να παραχθεί με την αντίδραση ενός φθοριούχου μετάλλου, για παράδειγμα φθοριούχου ασβεστίου, με θειικό οξύ: CaF2 + H2SO4 -> CaSO4 + 2HF. Παράγεται με αυτόν τον τρόπο στη χημική βιομηχανία, χρησιμοποιώντας φθορίτη, μια κοινή ορυκτή μορφή φθοριούχου ασβεστίου. Οι κύριες βιομηχανικές χρήσεις είναι στην παραγωγή πολυτετραφθοροαιθυλενίου (PTFE), στη βιομηχανία ημιαγωγών για την αφαίρεση οξειδίου από το πυρίτιο, στην εξόρυξη ουρανίου από το οξείδιο μετάλλευμά του, στη χάραξη γυαλιού και ως καταλύτη στην πετροχημική βιομηχανία. Χρησιμοποιείται επίσης για την αφαίρεση λεκέδων σκουριάς, καθώς αντιδρά με οξείδια μετάλλων για να σχηματίσει διαλυτά φθόριο. Το φθόριο παράγεται βιομηχανικά με την ηλεκτρόλυση υγρού HF.

Στο εργαστήριο, το HF με τη μορφή υδατικού υδροφθορικού οξέος χρησιμοποιείται στην ανάλυση ορυκτών λόγω της ικανότητάς του να διαλύει πυριτικά άλατα. Χρησιμοποιείται επίσης στην ανάλυση της γύρης σε δείγματα εδάφους. Το έδαφος αποτελείται κυρίως από οργανικά και ορυκτά υλικά, με τα ορυκτά να αποτελούνται κυρίως από ανθρακικά και πυριτικά. Για τον εντοπισμό τυχόν παρουσίας γύρης, αυτό το υλικό πρέπει να αφαιρεθεί και, μετά από επεξεργασία με άλλα αντιδραστήρια για την απομάκρυνση των ανθρακικών και του οργανικού υλικού, χρησιμοποιείται υδροφθορικό οξύ για την απομάκρυνση των πυριτικών ορυκτών.

Το υδροφθόριο και το υδροφθορικό οξύ είναι εξαιρετικά τοξικά και πολύ διαβρωτικά. Η εισπνοή του αερίου βλάπτει το αναπνευστικό σύστημα και μπορεί να προκαλέσει πνευμονικό οίδημα και θάνατο. Η επαφή του δέρματος με το υδροφθορικό οξύ, ακόμη και σε πολύ αραιά διαλύματα, μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρά εγκαύματα και να επιτρέψει την είσοδο ιόντων φθορίου στην κυκλοφορία του αίματος. Το οξύ απορροφάται πολύ γρήγορα μέσω του εξωτερικού δέρματος και σκοτώνει τον ζωντανό ιστό από κάτω, κυρίως λόγω του ιόντος φθορίου που συνδυάζεται με ιόντα ασβεστίου και καθιζάνει το αδιάλυτο φθόριο ασβέστιο. Το ασβέστιο είναι απαραίτητο για τον μεταβολισμό των κυττάρων και για τη λειτουργία των ζωτικών οργάνων. Η απομάκρυνσή του από το σύστημα μπορεί να οδηγήσει σε μια κατάσταση γνωστή ως υπασβεστιαιμία, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε θάνατο από καρδιακή ανακοπή ή πολλαπλή ανεπάρκεια οργάνων.

Λόγω αυτών των κινδύνων, το υδροφθόριο και το υδροφθορικό οξύ πρέπει να αντιμετωπίζονται πολύ προσεκτικά και συνήθως τηρούνται αυστηρές προφυλάξεις ασφαλείας όπου χρησιμοποιούνται. Η κατάποση, η εισπνοή ή η επαφή με το δέρμα με καρδιακή ανεπάρκεια απαιτεί επείγουσα ιατρική φροντίδα, ακόμη και αν δεν υπάρχουν άμεσα συμπτώματα, καθώς με αραιά διαλύματα τα αποτελέσματα μπορεί να καθυστερήσουν. Διαρροές που καλύπτουν το 2% ή περισσότερο της επιφάνειας του σώματος θεωρούνται απειλητικές για τη ζωή, λόγω του κινδύνου εισόδου σημαντικών ποσοτήτων ιόντων φθορίου στην κυκλοφορία του αίματος. Η εφαρμογή γέλης γλυκονικού ασβεστίου στην πληγείσα περιοχή παρέχει ιόντα ασβεστίου που συνδέονται με τα ιόντα φθορίου, βοηθώντας στην ελαχιστοποίηση της βλάβης και στην πρόληψη της υπασβεστιαιμίας.