Плавиковая кислота

Плавікова кислота (фтороводнева кислота, фтористоводнева кислота, гідрофторидна кислота) - водний розчин фтороводню (HF). Промисловістю випускається у вигляді 40% (частіше), а також 50% та 72% розчинів. Назва «плавикова кислота» походить від плавикового шпату, з якого одержують фтороводород. Солі плавикової кислоти називають фторидами, всі розчинні у воді фториди дуже токсичні (у великій кількості). Сама кислота також дуже токсична.

Безбарвна легкорухлива рідина з різким запахом і «оцтовим» смаком, що обпалює. Розчинення фтористого водню у питній воді супроводжується досить значним виділенням тепла (59,1 кДж/моль). Для нього характерне утворення азеотропної суміші, що містить 38,6 % HF і киплячої при 114 °C (за іншими даними 37,5 % і tкіп 109 °C). Така азеотропна суміш виходить зрештою при перегонці як концентрованої, так і розведеної кислоти.

При низьких температурах фтористий водень утворює нестійкі сполуки з водою складу Н2О•HF, Н2О•2HF та Н2О•4HF. Найбільш стійке з них перше (tпл -35 °C), яке слід розглядати як фторид гідроксонію - [Н3O]F. Друге є гідрофторидом гідроксонію [Н3O][HF2].

Плавікова кислота — кислота досить слабка (середньої сили) (константа дисоціації становить 6,8⋅10−4, ступінь дисоціації 0,1 н. розчину 9 %), проте вона роз'їдає скло та інші силікатні матеріали, тому плавикову кислоту зберігають і транспортують у поліетиленової тарі.

Реакція йде з виділенням газоподібного фториду кремнію (SiF4):

Реагує з багатьма металами, що стоять в ряду напруги до водню, з утворенням фторидів (свинець не розчиняється в плавикової кислоті, так як на його поверхні утворюється нерозчинний фторид PbF2; мідь, срібло, ртуть, сурма, вісмут, вольфрам, золото, платина метали не розчиняються, так як у ряді напруг знаходяться після водню), не діє парафін, який використовують при зберіганні цієї кислоти.

Технічна плавикова кислота зазвичай містить ряд домішок - Fe, Rb, As, кремнефторістоводневу кислоту Н2SiF6, SO2 та ін.

Для грубого очищення її переганяють в апаратах із платини чи свинцю, відкидаючи перші порції дистиляту.

Для отримання більш чистої кислоти технічну кислоту переводять у гідрофторид калію, потім розкладають нагріванням, розчиняючи фтористий водень в дистильованій воді.

Міцна плавикова кислота (понад 60 % HF) може зберігатися і транспортуватися в сталевих ємностях, але роз'їдає скло. Для зберігання плавикової кислоти та роботи з нею в лабораторних умовах потрібні судини з тефлону, поліетилену та інших пластмас.

Великий споживач фтороводневої кислоти – алюмінієва промисловість.

• Розчин фтороводню застосовується для прозорого травлення силікатного скла (наприклад – нанесення написів – для цього скло покривають парафіном, прорізаючи отвори для травлення). Матове травлення одержують у парах фтороводню.
• Для травлення кремнію напівпровідникової промисловості.
• У складі травильних, травильно-полірувальних сумішей, розчинів для електрохімічної обробки нержавіючої сталі та спеціальних сплавів.
• Одержання фторидів, кремнефторидів та борфторидів, фторорганічних сполук, а також відповідних кислот (кремнефтороводородна кислота та борфтороводородна кислота), синтетичних мастил та пластичних мас.
• Для розчинення силікатів при різноманітних аналізах.
• В процесі алкілування, в якості каталізатора реакції ізобутану і олефіну.