Meera Senthilingam
deze week, deadly acidity with Katrina Krämer
Katrina Krämer
‘Waarom laat je me rondrennen in de stad, op zoek naar een stom stuk plastic, terwijl ik een perfect goede badkuip heb die ik kan gebruiken?’Breaking bad karakter Jesse Pinkman vraagt zijn partner, chemie-leraar-draaide-drug-producer Walter White, in de Amerikaanse TV-serie’ tweede ooit aflevering. De reden wordt al snel duidelijk, wanneer het plafond verbluffend instort, waardoor een vloed van klonterige rode vloeistof met zich mee – het half opgeloste lichaam van een rivaliserende drugsdealer. White en Pinkman hadden geprobeerd het lichaam te verwijderen door het op te lossen in fluorwaterstofzuur.
bron: ©
hoewel de lichaamsoplossende effecten van het zuur in de TV-serie sterk overdreven werden, moet fluorwaterstofzuur of HF inderdaad worden opgeslagen en gebruikt in plastic containers omdat het langzaam veel materialen oplost, waaronder glasvezel waarvan veel moderne badkuipen zijn gemaakt. HF Lost siliciumdioxide – het belangrijkste bestanddeel van de meeste glassoorten – langzaam op door in water oplosbaar hexafluorosilicinezuur en gasvormig siliciumtetrafluoride te vormen. Chemici gebruiken het vermogen van het zuur om glas te etsen voor het verwijderen van bijzonder hardnekkige vlekken uit laboratoriumglaswerk en het is een onmisbaar hulpmiddel in de halfgeleiderindustrie voor het reinigen van siliciumwafers.
Er zijn zeker sterkere zuren dan HF-met een pKa van slechts 3,2 is het zwakker dan andere hydrohalidezuren en ver verwijderd van superzuur fluorantimonzuur met zijn buitengewone pKa van -25. De reden voor de schamele zuurgraad van HF is de sterke binding tussen het waterstof-en het fluor-atoom, die in verdunde oplossingen slechts gedeeltelijk ionisatie tot gevolg heeft. Zoals bij andere waterstofhalogeniden is fluorwaterstof de waterige oplossing van het kleurloze waterstoffluoride van gas. Commerciële waterstoffluoridezuren bevatten ongeveer 50% HF, de meest geconcentreerde tot 75%. Interessant is dat wanneer de HF concentratie 100% nadert, er iets eigenaardigs gebeurt: in een proces dat homoassociatie heet, vormen polyatomische ionen zoals HF2 – en vrije protonen, wat leidt tot een dramatische toename van de zuurgraad.de Zweedse chemicus Carl Scheele ontdekte fluorwaterstofzuur in 1771, toen hij de samenstelling van een mineraal genaamd vloeispaat onderzocht.: Calciumfluoride. In een tijd dat het element fluor onbekend was en men dacht dat alle zuren zuurstof bevatten, merkte Scheele de glas-etsende eigenschappen op van de dampen die zich ontwikkelden bij het verhitten van vloeispaat in zwavelzuur. Hij leidde de dampen in het water en was de eerste die grote hoeveelheden waterstoffluoride maakte. De blootstelling aan HF – samen met Scheele ‘ s slechte gewoonte om de stoffen die hij ontdekte te proeven en te ruiken – zou een van de oorzaken kunnen zijn geweest voor zijn dood op slechts 43-jarige leeftijd.
hoe akelig HF ook mag klinken, een wereld zonder fluorwaterstofzuur zou vrij somber zijn
Het is natuurlijk om fluorwaterstofzuur corrosief te verwachten, maar om het nog erger te maken is HF ook een sterk contactgif. Het zuur dringt gemakkelijk door de buitenste lagen van de huid en interfereert met de zenuwfunctie – brandwonden zijn mogelijk niet onmiddellijk zichtbaar en kunnen zelfs pijnloos blijven, wat betekent dat toevallige blootstelling uren onopgemerkt kan blijven. Bij de neutrale pH van het lichaam dissocieert waterstoffluoride en produceert een vloed van fluoride-ionen, die reageren met de overvloedige calcium-en magnesiumionen, waardoor onoplosbare zouten ontstaan. Alkalische metaalionen zijn essentieel voor de juiste functie van het lichaam; hun verlies stopt spieren werken en corrodeert botten. Zelfs relatief kleine brandwonden van HF, ongeveer ter grootte van de palm van uw hand, kunnen een reeks onaangename medische effecten veroorzaken, zoals longoedeem (vochtophoping in de longen) en levensbedreigende hartritmestoornissen (verminderde of onregelmatige hartslag). Artsen behandelen HF-vergiftiging met calciumgluconaatinjecties of calciumchloride-infusies om de fluoride-ionen te verwijderen voordat ze het eigen calcium en magnesium van het lichaam verslinden.
bron: ©
soms, zoals bij een ongelukkige Australische technicus, kan de acute fluoridevergiftiging fataal zijn. Bij het oplossen van Steenmonsters met fluorwaterstofzuur, morste de technicus een middelgroot bekerglas van 70% HF op zijn schoot-een oppervlakte van ongeveer 10% van het totale oppervlak van zijn lichaam. Ondanks het feit dat hij zichzelf onmiddellijk onderspoelde en een uur later werd behandeld, raakte de man bewusteloos en stierf twee weken later aan multi-orgaanfalen.
echter, hoe akelig HF ook mag klinken, een wereld zonder fluorwaterstofzuur zou behoorlijk somber zijn. Het is de belangrijkste bron van fluor in de industrie – geneesmiddelen, koelmiddelen en fluorpolymeren zoals Teflon zijn allemaal afhankelijk van fluorwaterstofzuur.Meera Senthilingam Katrina Krämer van de Royal Society of Chemistry daar, met de ruwe chemie van een enigszins essentiële verbinding. Volgende week, de minder gewaardeerde codering van het leven.
Andrew Holding
het meeste leven slaat informatie op in DNA die stabiel is en het genoom van het organisme kan behouden. Maar bij sommige virussen wordt RNA gebruikt om de genetische informatie op te slaan. In het geval van deze virussen, kan de instabiliteit van RNA eigenlijk voordelig zijn.
Meera Senthilingam
ontdek hoe met Andrew Holding in de chemie van volgende week in zijn Element. Tot dan, bedankt voor het luisteren, Ik ben Meera Senthilingam.