acido Fluoridrico

Meera Senthilingam

Questa settimana, mortale acidità con Katrina Krämer

Katrina Krämer

” Perché mi hai fatto correre in giro per la città, cercando di trovare qualche stupido pezzo di plastica, quando ho una perfettamente buona vasca posso usare?”Il personaggio di breaking bad Jesse Pinkman chiede al suo partner, Walter White, insegnante di chimica diventato produttore di droga, nel secondo episodio della serie TV americana. La ragione diventa presto evidente, quando il soffitto crolla incredibilmente, portando con sé una marea di liquido rosso clumpy – il corpo mezzo disciolto di uno spacciatore rivale. White e Pinkman avevano cercato di smaltire il corpo sciogliendolo in acido fluoridrico.

Molecola di fluoruro di idrogeno (HF)

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Mentre gli effetti di dissoluzione del corpo dell’acido erano grossolanamente esagerati nella serie TV, l’acido fluoridrico, o HF, ha effettivamente bisogno di essere immagazzinato e utilizzato in contenitori di plastica poiché scioglie lentamente molti materiali, inclusa la fibra di vetro di cui sono fatte molte vasche da bagno moderne. HF scioglie lentamente il biossido di silicio – il componente principale della maggior parte dei tipi di vetro – formando acido esafluorosilicico solubile in acqua e tetrafluoruro di silicio gassoso. I chimici usano la capacità dell’acido di incidere il vetro per rimuovere le macchie particolarmente ostinate dalla vetreria di laboratorio ed è uno strumento inestimabile nell’industria dei semiconduttori per la pulizia dei wafer di silicio.

Ci sono certamente acidi più forti dell’HF – con un pKa di soli 3,2 è più debole di altri acidi idroalidici e molto lontano dall’acido fluoroantimonico superacidico con il suo straordinario pKa di -25. La ragione della scarsa acidità di HF è il forte legame tra l’idrogeno e l’atomo di fluoro, con conseguente ionizzazione solo parziale in soluzioni diluite. Come nel caso di altri alogenuri di idrogeno, l’acido fluoridrico è la soluzione acquosa del fluoruro di idrogeno gassoso incolore. Gli acidi fluoridrico commerciali contengono circa il 50% di HF, i più concentrati fino al 75%. È interessante notare che quando la concentrazione di HF si avvicina al 100%, accade qualcosa di curioso: in un processo chiamato omoassociazione, si formano ioni poliatomici come HF2 – e protoni liberi, portando ad un drammatico aumento dell’acidità.

Il chimico farmaceutico svedese Carl Scheele scoprì l’acido fluoridrico nel 1771, quando studiò la composizione di un minerale chiamato fluorite: Fluoruro di calcio. In un momento in cui l’elemento fluoro era sconosciuto e si pensava che tutti gli acidi contenessero ossigeno, Scheele notò le proprietà di incisione del vetro dei fumi che si sviluppavano durante il riscaldamento della fluorite nell’acido solforico. Portando i fumi in acqua, fu il primo a produrre grandi quantità di acido fluoridrico. L’esposizione all’HF – insieme alla cattiva abitudine di Scheele di assaggiare e annusare le sostanze che ha scoperto-potrebbe essere stata una delle cause della sua morte all’età di soli 43 anni.

Per quanto possa sembrare brutto l’HF, un mondo senza acido fluoridrico sarebbe piuttosto desolante

È naturale aspettarsi che l’acido fluoridrico sia corrosivo, ma a peggiorare le cose, l’HF è anche un forte veleno da contatto. L’acido penetra facilmente negli strati esterni della pelle e interferisce con la funzione nervosa-le ustioni potrebbero non essere immediatamente visibili e possono anche rimanere indolori, il che significa che l’esposizione accidentale può rimanere inosservata per ore. A pH neutro del corpo, l’acido fluoridrico si dissocia e produce una marea di ioni fluoro, che reagiscono con gli ioni di calcio e magnesio abbondanti, formando sali insolubili. Gli ioni metallici alcalini sono essenziali per il corretto funzionamento del corpo; la loro perdita interrompe il funzionamento dei muscoli e corrode le ossa. Anche ustioni di HF relativamente piccole, circa le dimensioni del palmo della mano, possono causare una serie di spiacevoli effetti medici come edema polmonare (accumulo di liquidi nei polmoni) e aritmia cardiaca pericolosa per la vita (battito cardiaco diminuito o irregolare). I medici trattano l’avvelenamento da HF con iniezioni di gluconato di calcio o infusioni di cloruro di calcio per rimuovere gli ioni fluoro prima che divorino il calcio e il magnesio del corpo.

Una fotografia di un laboratorio di chimica organica

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A volte, come nel caso di uno sfortunato tecnico australiano, l’avvelenamento acuto da fluoro può essere fatale. Sciogliendo campioni di roccia con acido fluoridrico, il tecnico ha versato un bicchiere di medie dimensioni del 70% di HF sul suo grembo-un’area di circa il 10% della superficie totale del suo corpo. Nonostante subito hosing se stesso e ricevere il trattamento di un “ora più tardi, l” uomo divenne incosciente e morì di insufficienza multiorgano due settimane più tardi.

Tuttavia, per quanto possa sembrare brutto l’HF, un mondo senza acido fluoridrico sarebbe piuttosto desolante. È la principale fonte di fluoro dell’industria: i prodotti farmaceutici, i refrigeranti e i fluoropolimeri come il teflon si basano tutti sull’acido fluoridrico.

Meera Senthilingam

La Royal Society of Chemistry di Katrina Krämer lì, con la chimica dura di un composto un po ‘ essenziale. La prossima settimana, la codifica meno apprezzata della vita.

Andrew Holding

La maggior parte della vita memorizza informazioni nel DNA che è stabile e in grado di preservare il genoma dell’organismo. Ma nel caso di alcuni virus, l’RNA viene utilizzato per memorizzare le informazioni genetiche. Nel caso di questi virus, l’instabilità dell’RNA può effettivamente essere vantaggiosa.

Meera Senthilingam

Scopri come con Andrew Holding nella chimica della prossima settimana nel suo elemento. Fino ad allora, grazie per l’ascolto, sono Meera Senthilingam.

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