Характеристики плавиковой кислоты и применение в промышленности
Плавиковая кислота (фтороводородная, фтористоводородная) является неорганическим веществом, односоставной кислотой, которую получают путем растворения фтороводорода в воде. Название реактива напрямую связано с процессом получения плавиковой кислоты. Получение фтористоводородной кислоты происходит из фтороводорода, который синтезируют из плавикового шпата – минерала флюорита, способного светится под ультрафиолетом или действием высокой температуры.
Свойства плавиковой кислоты
Фтороводородная кислота является жидкостью без цвета, но с резким запахом. Физические свойства плавиковой кислоты характеризуют вещество как не горючий, но очень токсичный реагент. Неорганическая кислота представляет опасность как для человека, так и для природы.
Химические свойства фтороводородной кислоты определяют реагент как кислоту средней силы, взаимодействующую с металлами и образующую фториды.
Если реакция происходила с щелочным металлом, то полученная соль будет растворяться в воде, если с щелочно-земельными – растворение в воде будет происходить плохо, либо отсутствовать вообще.
Не вступает в реакции с пластмассой и каучуковыми материалами. Не растворяет некоторые металлы. Также среди особенностей плавиковой кислоты – хорошее взаимодействие с оксидом кремния, который является основой всех силикатов. Поэтом исключено хранение реагента в стеклянных емкостях.
Меры безопасности (класс опасности)
Опасность плавиковой кислоты для человека заключается и в самом растворе, и в его ядовитых парах. Разбавленная фтористоводородная кислота при попадании на кожу не вызывает никакого-раздражения или боли. Капли впитываются и проникают в кровоток, что приводит к появлению симптоматики токсического отравления, отека легких, нарушений ЖКТ и сердечно-сосудистой системы. Пары воздействуют на органы зрения и обоняния, приносят легкий наркотический эффект.
Поэтому присвоен 2 класс опасности фтороводородной кислоте, что обязует при работе с реагентом использовать респираторы, очки, защитные перчатки и одежду. Любые действия с веществом, включая получение фтороводородной кислоты, происходят в вытяжном шкафу.
Хранение и перевозка
Вне зависимости от того, для чего используется плавиковая кислота на конкретном производстве, ее хранение осуществляется только в пластиковых тарах при температуре не более +30 °С. Для больших емкостей используют усиление конструкции – металлическую обрешетку. Для транспортировки реагента, особенно высокой концентрации, используют ЖД и автомобили, в которые помещается ядовитое вещества в железных или стальных тарах.
Область применения плавиковой кислоты
Основные области применения фтористоводородной кислоты:
- Нефтехимия и горнодобывающая промышленность, в которых вещество используется для увеличения объемов нефтедобычи или разрушения горных пород, в составе которых имеется кремний.
- Применение плавиковой кислоты также распространяется на область выделения ряда металлов.
- Химическая индустрия, где вещество выступает в роли катализатора для получения фтористых соединений или синтетических смазок.
- Стекольная промышленность, в которой реактив используется для прозрачного травления стекла из кремния.
- Аналитическая химия, в которой вещество используется в реакциях, где необходимо растворить силикаты.
- Алюминиевая промышленность, где реактив применяют как на этапе получения легкого металла, так и при работе с ним.
- Плавиковую кислоту используют и при изготовлении полупроводников, где реагент применяется на стадии очистки и травления кремния.
- Также фтористоводородная кислота используется как одна из составляющих жидкостей, которые применяются для травления, полировки или электрохимического воздействия на сплавы и нержавеющую сталь.
Чтобы заказать фтороводородную кислоту, свяжитесь с нами по телефону или заполните соответствующую форму на сайте.
Химические свойства соединений галогенов 9 класс онлайн-подготовка на Ростелеком Лицей
Строение и свойства галогеноводородов
В галогеноводородах и галогенидах галогены проявляют свою низшую степень окисления – -1. Галогеноводороды – это бесцветные соединения водорода с галогенами состава НГ (где «Г» – атом галогена).
При н. у. HCl, HBr и HI – газообразные вещества, HF – легколетучая жидкость, температура кипения которой +19,5 °С. Все эти вещества ядовиты и требуют очень осторожного обращения!
Галогеноводороды хорошо растворяются в воде, а фтороводород смешивается с водой в любых соотношениях (т. е. неограниченно растворим). Водные растворы галогеноводородов являются кислотами. Сила этих кислот увеличивается сверху вниз, т. е. самая сильная кислота – иодоводородная, а самая слабая – фтороводородная (рис. 1).
Рис. 1. Сравнение кислотных свойств галогеноводородных кислот
Попробуем объяснить эту закономерность. Кислотные свойства галогеноводородных кислот будут тем больше, чем меньше прочность связи Н–Г.
От HF к HI уменьшается степень перекрывания электронных облаков атомов водорода и галогена, а область перекрывания будет находиться на большем расстоянии от ядер атомов. Кроме того, электроотрицательность атомов галогенов сверху вниз по группе, т. е. от F к I, уменьшается. Поэтому в молекуле HF электронное облако атома водорода смещается в сторону атома галогена в большей степени. Это приводит к усилению связи между атомами (рис. 2). Запомним, фтороводородная кислота – слабая, остальные галогеноводородные кислоты – сильные, причем их сила увеличивается от HCl к HI.
Рис. 2. Образование химической связи в молекулах галогеноводородов
Плавиковая кислота
Фтороводородная кислота имеет еще одно название – плавиковая кислота. Уникальным свойством плавиковой кислоты является способность растворять стекло. Поэтому плавиковую кислоту хранят не в стеклянной посуде, а в сосудах из пластика или в стеклянной посуде, покрытой слоем парафина.
В пластиковый стакан наливаем раствор плавиковой кислоты.
Помещаем в раствор тонкую стеклянную трубочку. Трубочка так тонка, что понадобится груз, чтобы зафиксировать момент ее растворения. Через некоторое время трубочка растворяется, и груз падает на дно стакана. Способность плавиковой кислоты растворять стекло объясняется тем, что фтороводород реагирует с оксидом кремния, входящим в состав стекла. В реакции образуется фторид кремния
4 HF + SiO2 = SiF4↑ + 2H2O.
Плавиковая кислота используется для нанесения на стеклянные изделия рисунков, надписей, меток, а также для полировки стекла.
Проведем опыт травления стекла фтороводородом.
Получим фтороводород. Для этого в пластиковую кювету насыпаем немного фторида натрия. Затем приливаем концентрированную серную кислоту. Сразу же выделяется фтороводород.
2NaF + H2SO4 = Na2SO4 + 2HF↑
Закроем кювету крышкой, к которой прикреплена стеклянная пластина. Через пять минут откроем крышку. Извлечем стекло и промоем водой.
Стекло стало матовым. Выделившийся фтороводород прореагировал с оксидом кремния, входящим в состав стекла. Этот процесс используется для получения матовых стекол.
Соляная кислота
В отличие от фтороводорода хлороводород ограниченно растворим в воде, но его растворимость достаточно высока – в 1 объеме воды при комнатной температуре растворяется около 450 объемов хлороводорода. Раствор хлороводорода в воде называется соляной, или хлороводородной кислотой.
Концентрированная соляная кислота дымит на воздухе (рис. 3). Это сильная кислота. Для нее характерны все общие свойства кислот: изменение окраски индикаторов, взаимодействие с металлами, основными и амфотерными оксидами, основаниями, некоторыми солями.
Рис. 3. «Дымящая» соляная кислота
Галогениды металлов
Соли галогеноводородных кислот называются галогенидами. Для распознавания растворимых в воде галогенидов, кроме фторидов, используют реакцию с нитратом серебра.
В результате этого взаимодействия выпадает осадок нерастворимого галогенида серебра.
Как различить растворы хлорида натрия NaCl, бромида натрия NaBr и иодида калия KI? Их можно распознать по цвету осадков, образующихся при действии нитрата серебра. Отливаем в три пробирки пробы растворов и добавляем раствор нитрата серебра AgNO
NaCl + AgNO3 = AgCl↓ + NaNO3
с раствором бромида натрия – желтоватый осадок бромида серебра
NaBr + AgNO3 = AgBr↓ + NaNO3
с иодидом калия – желтый осадок иодида серебра
KI + AgNO3 = AgI↓ + NaNO3.
Галогениды серебра разлагаются на свету. Это свойство используется в фотографии. На фотопленке и фотобумаге изображение появляется вследствие разложения на свету бромида серебра.
Список литературы
- Оржековский П. А. Химия: 9-й класс: учеб. для общеобраз. учрежд. / П. А. Оржековский, Л. М. Мещерякова, Л. С. Понтак. – М.: АСТ: Астрель, 2007 (§32).
- Оржековский П. А. Химия: 9-й класс: учеб для общеобр. учрежд. / П. А. Оржековский, Л. М. Мещерякова, М. М. Шалашова. – М.: Астрель, 2013 (§18).
- Рудзитис Г. Е. Химия: неорган. химия. Орган. химия: учеб. для 9 кл. / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. – М.: Просвещение, ОАО «Московские учебники», 2009.
- Хомченко И. Д. Сборник задач и упражнений по химии для средней школы. – М.: РИА «Новая волна»: Издатель Умеренков, 2008.
- Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред. В. А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. – М.: Аванта+, 2003.
А. Химия: 9-й класс: учеб. для общеобраз. учрежд. / П. А. Оржековский, Л. М. Мещерякова, Л. С. Понтак. – М.: АСТ: Астрель, 2007 (§32).
Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет
- Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов (видеоопыты по теме) (Источник)
- Электронная версия журнала «Химия и жизнь» (Источник)
Домашнее задание
- с.
Как растворить стекло с помощью гидроксида натрия « Mad Science :: WonderHowTo
- Уильям Финукейн
Стекло является одним из наименее реакционноспособных веществ, известных химии. Это стандартный контейнерный материал для почти всех лабораторных химикатов, потому что он очень инертен. Но есть пара веществ, которые сильно реагируют со стеклом. Гидроксид натрия, также известный как твердый очиститель канализации или щелочь, можно легко хранить в стекле в виде твердого вещества, но в расплавленном состоянии он бурно реагирует со стеклом и может фактически растворить его! Итак, в следующий раз, когда вы забьете канализацию разбитыми стеклянными стаканами и флягами, будьте уверены, что в вашем домашнем средстве для чистки канализации есть то, что нужно.
Materials
- Sodium hydroxide (lye)
- Steel container
- Propane torch
- Glass bottle
- Pliers
- Safety goggles
- Heavy protective clothing
- Respiratory protection
- Thick gloves
Step 1 Find a Подходящее стекло
Некоторые стекла толще других.
Для наиболее впечатляющих результатов попробуйте выбрать стеклянную бутылку или банку с тонкими стенками. Убедитесь, что все этикетки удалены с области, которую вы хотите растворить. Это даст гидроксиду натрия большую площадь поверхности, на которой он может реагировать.
Шаг 2 Установка камеры растворения
Расплавленный гидроксид натрия растворяет стекло, но не реагирует со сталью. Практически любая банка из-под супа или кошачьего корма будет работать как растворяющая камера. Алюминий не подойдет, так как растворится. Проверьте металлический контейнер с помощью магнита, чтобы убедиться, что он магнитный и, следовательно, стальной.
Установите стальной контейнер на что-нибудь негорючее, чтобы на дно попало пламя пропана. Я использовал эти старые банки из-под краски, чтобы поддерживать свою камеру.
Шаг 3. Подготовка ингредиентов
Налейте небольшое количество щелочи внутрь так, чтобы она покрывала дно банки. Затем заполните дно банки щелочью.
Шаг 4 Нагрев и растворение
Поместите банку внутрь банки и начните нагревать дно пропановой горелкой. Реакция может занять несколько минут и может потребовать добавления большего количества гидроксида натрия.
Наверху нижний щелок растаял, а щелок внутри бутылки начал разжижаться. Внизу все расплавлено!
Теперь ждем растворения стекла.
Предупреждение
- Этот проект предназначен только для демонстрации. Не пытайтесь повторить этот проект дома. Я не несу ответственности за какие-либо травмы или смерть в результате повторения этого проекта дома.
- Образующиеся пары могут быть вредными, поэтому обязательно делайте это в вытяжном шкафу или на улице с надлежащей защитой органов дыхания.
- Расплавленный гидроксид натрия чрезвычайно разъедает человеческую плоть. Прикрывайте все части тела и лица, нагревая банку.
Жидкий щелок разъедает стекло как внутри, так и снаружи. Гидроксид натрия и диоксид кремния в стекле реагируют с образованием силиката натрия. В нагретой жидкой смеси этот новый силикат натрия растворяется, оставляя в стекле только отверстие.
Гипотетически, если у вас есть стальной отпечаток с каналами для стекания гидроксида натрия, вы могли бы делать сложные гравюры на стекле таким образом.
Что бы вы сделали со способностью растворять стекло? Сообщите нам об этом на форуме или опубликуйте собственное видео на пробковой доске сообщества.
Хотите освоить Microsoft Excel и поднять перспективы работы на дому на новый уровень? Начните свою карьеру с нашего учебного комплекта Microsoft Excel Premium от А до Я в новом магазине Gadget Hacks Shop и получите пожизненный доступ к более чем 40 часам базовых и продвинутых инструкций по функциям, формулам, инструментам и многому другому.
Купить сейчас (скидка 97 %) >
Другие выгодные предложения:
- Скидка 97 % Комплект сертификации Ultimate White Hat Hacker 2021
- Скидка 98 % Комплект 2021 Accounting Mastery Bootcamp 9 9000 906 99 Мега-пакет All-in-One Data Scientist 2021
- Скидка 59 % XSplit VCam: пожизненная подписка (Windows)
- Скидка 98 % Сертификационный комплект Premium Learn To Code 2021
- Скидка 62 % Программное обеспечение MindMaster Mind Mapping: бессрочная лицензия
- Скидка 41% на анализатор NetSpot Home Wi-Fi: бессрочные обновления
15 комментариев
- Горячий
- Последние
Наука о летучих мышах: Насколько реалистичны гаджеты Бэтмена в Dark Knight Rises?
Как: Превратите трансформатор для микроволновой печи в плавильню с большой силой тока!
Взрывчатка для специй: Как сделать порох из соли и сахара
Как: Сделайте водородный огненный шар из алюминиевой фольги и средства для чистки унитазов
Как: Соберите свой собственный гитарный мини-усилитель Altoids примерно за 5 долларов
Как: Превратите воду в топливо, соорудив самодельный генератор кислородного водорода
Как: Сделайте плавкие предохранители медленного горения из пряжи, сахара и нитрата калия
Как: Самодельная радиоуправляемая газонокосилка на солнечных батареях: косите траву, даже не вставая с дивана!
Как: Создайте травитель для печатных плат, который автоматически улучшается после каждого использования
Как: Ракетное топливо своими руками! Как приготовить твердое ракетное топливо из обычных домашних ингредиентов
Как: Найдите скрытые пятна крови на стенах с помощью этого лайфхака для инфракрасной фотографии
Как: Расплавление металла с помощью модифицированного трансформатора для микроволновой печи
Конкурс: Мой одноразовый фотошокер
Как: Сделайте твердое ракетное топливо дома из старых газет
Как: Оружие городского партизана: делаем электрошокер из одноразовой камеры
Полиграфическая машина своими руками: Обнаружение лжи с помощью фольги, проволоки и Arduino
Как: 10 вещей, которые нужно сделать на вечеринке по случаю дня рождения с жидким азотом
Сладкий запах успеха: Смесь дыма своими руками с сахаром и нитратом калия
Как: Сделайте поддельный пиратский золотой слиток по дешевке
Новости: Это термическое копье, питаемое беконом (да, беконом), может разрезать стальную кастрюлю
Все функции
Наука о летучих мышах: Насколько реалистичны гаджеты Бэтмена в Dark Knight Rises?
Как: Превратите трансформатор для микроволновой печи в плавильню с большой силой тока!
Взрывчатка для специй: Как сделать порох из соли и сахара
Как: Сделайте водородный огненный шар из алюминиевой фольги и средства для чистки унитазов
Как: Соберите свой собственный гитарный мини-усилитель Altoids примерно за 5 долларов
Как: Превратите воду в топливо, соорудив самодельный генератор кислородного водорода
Как: Сделайте плавкие предохранители медленного горения из пряжи, сахара и нитрата калия
Как: Самодельная радиоуправляемая газонокосилка на солнечных батареях: косите траву, даже не вставая с дивана!
Как: Создайте травитель для печатных плат, который автоматически улучшается после каждого использования
Как: Ракетное топливо своими руками! Как приготовить твердое ракетное топливо из обычных домашних ингредиентов
Как: Найдите скрытые пятна крови на стенах с помощью этого лайфхака для инфракрасной фотографии
Как: Расплавление металла с помощью модифицированного трансформатора для микроволновой печи
Конкурс: Мой одноразовый фотошокер
Как: Сделайте твердое ракетное топливо дома из старых газет
Как: Оружие городского партизана: делаем электрошокер из одноразовой камеры
Как: 10 вещей, которые нужно сделать на вечеринке по случаю дня рождения с жидким азотом
Полиграфическая машина своими руками: Обнаружение лжи с помощью фольги, проволоки и Arduino
Как: Сделайте поддельный пиратский золотой слиток по дешевке
Новости: Это термическое копье, питаемое беконом (да, беконом), может разрезать стальную кастрюлю
Сладкий запах успеха: Смесь дыма своими руками с сахаром и нитратом калия
Все горячие сообщения
Экспериментальная химия — Концентрация NaOH для растворения стекла
спросил
Изменено 6 лет, 4 месяца назад
Просмотрено 7к раз
$\begingroup$
Я провожу физический эксперимент, в котором требуется вытравить крайний стеклянный слой покровного стекла (обычный лабораторный прибор).
Какая концентрация NaOH должна быть растворена в воде и на какое время покровное стекло должно быть помещено в основу?
Приветствуются любые идеи или информация, которые помогут мне разобраться в себе.
- экспериментальная химия
- учебная лаборатория
$\endgroup$
$\begingroup$
Толщина поврежденного слоя (или соответствующая потеря веса на единицу площади поверхности) из-за щелочного воздействия на стекло в основном зависит от следующих параметров:
- тип стекла (большинство лабораторных стекол — боросиликатное стекло 3.3)
- концентрация щелочного раствора (или соответствующий рН)
- температура
- время экспозиции
Обратите внимание, что плотность типичного боросиликатного стекла составляет 2,23 г/см³ (при 25 °C). Таким образом, атакованная толщина 1,00 мкм соответствует потере 22,3 мг/100 см².