Ácido fluorhídrico

Meera Senthilingam

Esta semana, acidez mortal con Katrina Krämer

Katrina Krämer

‘¿Por qué me tienes corriendo por la ciudad, tratando de encontrar algún estúpido pedazo de plástico, cuando tengo una bañera perfectamente buena que puedo usar? Jesse Pinkman, el personaje de Breaking bad, le pregunta a su compañero, el profesor de química convertido en productor de drogas Walter White, en el segundo episodio de la serie de televisión estadounidense. La razón pronto se hace evidente, cuando el techo se derrumba asombrosamente, trayendo consigo una inundación de líquido rojo grumoso, el cuerpo medio disuelto de un traficante de drogas rival. White y Pinkman habían tratado de deshacerse del cuerpo disolviéndolo en ácido fluorhídrico.

Mientras que los efectos de disolución corporal del ácido fueron exagerados en la serie de televisión, el ácido fluorhídrico, o HF, de hecho necesita almacenarse y usarse en recipientes de plástico, ya que disuelve lentamente muchos materiales, incluida la fibra de vidrio de la que están hechas muchas bañeras modernas. El HF disuelve lentamente el dióxido de silicio, el componente principal de la mayoría de los tipos de vidrio, formando ácido hexafluorosilícico soluble en agua y tetrafluoruro de silicio gaseoso. Los químicos utilizan la capacidad del ácido para grabar vidrio para eliminar manchas particularmente difíciles de la cristalería de laboratorio y es una herramienta invaluable en la industria de semiconductores para limpiar obleas de silicio.

Hay ácidos ciertamente más fuertes que el HF-con un pKa de solo 3,2 es más débil que otros ácidos hidrohaluros y está muy lejos del ácido fluoroantimónico superácido con su extraordinario pKa de -25. La razón de la escasa acidez del HF es el fuerte enlace entre el hidrógeno y el átomo de flúor, lo que resulta en una ionización parcial en soluciones diluidas. Como ocurre con otros haluros de hidrógeno, el ácido fluorhídrico es la solución acuosa del gas incoloro fluoruro de hidrógeno. Los ácidos fluorhídricos comerciales contienen aproximadamente un 50% de HF, los más concentrados hasta un 75%. Curiosamente, cuando la concentración de HF se acerca al 100%, sucede algo curioso: en un proceso llamado homoasociación, se forman iones poliatómicos como HF2 y protones libres, lo que conduce a un aumento dramático de la acidez.

El químico farmacéutico sueco Carl Scheele descubrió el ácido fluorhídrico en 1771, cuando investigó la composición de un mineral llamado fluorita: Fluoruro de calcio. En un momento en que el elemento flúor era desconocido y se pensaba que todos los ácidos contenían oxígeno, Scheele notó las propiedades de grabado de vidrio de los humos que se desarrollaban al calentar la fluorita en ácido sulfúrico. Llevando los humos al agua, fue el primero en producir grandes cantidades de ácido fluorhídrico. La exposición a la HF, junto con el mal hábito de Scheele de probar y oler las sustancias que descubrió, podría haber sido una de las causas de su muerte a la edad de solo 43 años.

Por desagradable que suene la HF, un mundo sin ácido fluorhídrico sería bastante sombrío

Es natural esperar que el ácido fluorhídrico sea corrosivo, pero para empeorar las cosas, el HF también es un fuerte veneno de contacto. El ácido penetra fácilmente en las capas externas de la piel e interfiere con la función nerviosa: las quemaduras pueden no ser visibles de inmediato e incluso pueden permanecer indoloras, lo que significa que la exposición accidental puede pasar desapercibida durante horas. Al pH neutro del cuerpo, el ácido fluorhídrico se disocia y produce una inundación de iones fluoruro, que reaccionan con los abundantes iones de calcio y magnesio, formando sales insolubles. Los iones de metales alcalinos son esenciales para el funcionamiento adecuado del cuerpo; su pérdida detiene el trabajo de los músculos y corroe los huesos. Incluso las quemaduras de IC relativamente pequeñas, del tamaño aproximado de la palma de la mano, pueden causar una serie de efectos médicos desagradables, como edema pulmonar (acumulación de líquido en los pulmones) y arritmia cardíaca potencialmente mortal (latidos cardíacos disminuidos o irregulares). Los médicos tratan la intoxicación por IC con inyecciones de gluconato de calcio o infusiones de cloruro de calcio para eliminar los iones de fluoruro antes de que devoren el calcio y el magnesio del cuerpo.

A veces, como en el caso de un desafortunado técnico australiano, la intoxicación aguda por fluoruro puede ser fatal. Disolviendo muestras de roca con ácido fluorhídrico, el técnico derramó un vaso de precipitados de tamaño mediano de 70% HF en su regazo, un área de aproximadamente el 10% de la superficie total de su cuerpo. A pesar de que inmediatamente las mangueras a sí mismo y a recibir el tratamiento de una hora más tarde, el hombre quedó inconsciente y murió de múltiples órganos fracaso de dos semanas más tarde.

Sin embargo, por desagradable que suene la HF, un mundo sin ácido fluorhídrico sería bastante sombrío. Es la principal fuente de flúor de la industria: los productos farmacéuticos, los refrigerantes y los fluoropolímeros, como el teflón, dependen del ácido fluorhídrico.

Meera Senthilingam

Katrina Krämer de la Royal Society of Chemistry, con la química áspera de un compuesto algo esencial. La próxima semana, la codificación de la vida menos apreciada.

Andrew Holding

La mayoría de la vida almacena información en el ADN que es estable y capaz de preservar el genoma del organismo. Pero en el caso de algunos virus, el ARN se utiliza para almacenar la información genética. En el caso de estos virus, la inestabilidad del ARN en realidad puede ser ventajosa.

Meera Senthilingam

Descubre cómo con Andrew Holding en la química de su elemento de la próxima semana. Hasta entonces, gracias por escucharme, soy Meera Senthilingam.