Meera Senthilingam
w tym tygodniu śmiertelna kwasowość z Katriną Krämer
Katriną Krämer
” Dlaczego kazałeś mi biegać po mieście, szukając jakiegoś głupiego kawałka plastiku, kiedy mam idealną wannę, z której mogę korzystać?”Breaking bad character Jesse Pinkman pyta swojego partnera, nauczyciela chemii, który stał się producentem narkotyków, Waltera White’ a, w drugim w historii amerykańskim serialu telewizyjnym. Powód szybko staje się oczywisty, gdy sufit oszałamiająco się zapada, przynosząc ze sobą zalew grudkowatego czerwonego płynu – połowicznie rozpuszczonego ciała konkurencyjnego dilera narkotyków. White i Pinkman próbowali pozbyć się ciała, rozpuszczając je w kwasie fluorowodorowym.
źródło: ©
podczas gdy działanie kwasu rozpuszczającego ciało było rażąco przesadzone w serialu telewizyjnym, kwas fluorowodorowy lub HF rzeczywiście musi być przechowywany i stosowany w plastikowych pojemnikach, ponieważ powoli rozpuszcza wiele materiałów, w tym włókno szklane, z którego wykonano wiele nowoczesnych wanien. HF powoli rozpuszcza dwutlenek krzemu-główny składnik większości rodzajów szkła-tworząc rozpuszczalny w wodzie kwas heksafluorokrzemianowy i gazowy tetrafluorek krzemu. Chemicy wykorzystują zdolność kwasu do wytrawiania szkła do usuwania szczególnie uporczywych plam ze szkła laboratoryjnego i jest to nieocenione narzędzie w przemyśle półprzewodników do czyszczenia płytek krzemowych.
są z pewnością silniejsze kwasy niż HF – przy pKa zaledwie 3,2 jest słabszy od innych kwasów hydrohalidowych i daleko od superacydowego kwasu fluoroantimonowego z niezwykłym PKA wynoszącym -25. Powodem niskiej kwasowości HF jest silne wiązanie między Wodorem a atomem fluoru, co skutkuje jedynie częściową jonizacją w rozcieńczonych roztworach. Podobnie jak w przypadku innych halogenków wodoru, kwas fluorowodorowy jest wodnym roztworem bezbarwnego gazowego fluorowodoru. Komercyjne kwasy fluorowodorowe zawierają około 50% HF, najbardziej skoncentrowane do 75%. Co ciekawe, gdy stężenie HF zbliża się do 100%, dzieje się coś dziwnego: w procesie zwanym homoasocjacją, powstają poliatomowe jony, takie jak HF2 – i wolne protony, co prowadzi do dramatycznego wzrostu kwasowości.
Szwedzki chemik farmaceutyczny Carl Scheele odkrył kwas fluorowodorowy w 1771 roku, kiedy badał skład minerału zwanego fluorem: Fluorek wapnia. W czasie, gdy element fluoru był nieznany, a wszystkie kwasy uważano za zawierające tlen, Scheele zauważył właściwości trawienia szkła oparów, które rozwinęły się podczas ogrzewania fluorytu w kwasie siarkowym. Doprowadzając opary do wody, jako pierwszy wytworzył duże ilości kwasu fluorowodorowego. Wystawienie na działanie HF – wraz ze złym nawykiem Scheele ’ a do smakowania i wąchania substancji, które odkrył-mogło być jedną z przyczyn jego śmierci w wieku zaledwie 43 lat.
jakkolwiek paskudnie brzmi HF, świat bez kwasu fluorowodorowego byłby dość ponury
naturalnie jest oczekiwać, że kwas fluorowodorowy będzie żrący, ale co gorsza, HF jest również silną trucizną kontaktową. Kwas łatwo przenika przez zewnętrzne warstwy skóry i zakłóca pracę nerwów – oparzenia mogą nie być natychmiast widoczne, a nawet mogą pozostać bezbolesne, co oznacza, że przypadkowe narażenie może pozostać niezauważone przez wiele godzin. Przy neutralnym pH organizmu kwas fluorowodorowy dysocjuje i wytwarza powódź jonów fluorkowych, które reagują z obfitymi jonami wapnia i magnezu, tworząc nierozpuszczalne sole. Alkaliczne jony metali są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania organizmu; ich utrata zatrzymuje pracę mięśni i koroduje kości. Nawet stosunkowo małe oparzenia HF, wielkości dłoni, mogą powodować szereg nieprzyjemnych skutków medycznych, takich jak obrzęk płuc (gromadzenie się płynów w płucach) i zagrażające życiu zaburzenia rytmu serca (zmniejszenie lub nieregularne bicie serca). Lekarze leczą zatrucie HF za pomocą zastrzyków z glukonianu wapnia lub infuzji chlorku wapnia w celu usunięcia jonów fluorkowych, zanim pożrą własny wapń i magnez w organizmie.
źródło: ©
czasami, na przykład w przypadku nieszczęśliwego australijskiego technika, ostre zatrucie fluorem może być śmiertelne. Rozpuszczając próbki skał kwasem fluorowodorowym, technik wylał na kolana średniej wielkości zlewkę o zawartości 70% HF – obszar około 10% całkowitej powierzchni ciała. Pomimo natychmiastowego podlewania się i leczenia godzinę później mężczyzna stracił przytomność i zmarł z powodu niewydolności wielonarządowej dwa tygodnie później.
jakkolwiek paskudnie brzmiałoby HF, świat bez kwasu fluorowodorowego byłby dość ponury. Jest to główne źródło fluoru w przemyśle – farmaceutyki, czynniki chłodnicze i fluoropolimery, takie jak Teflon, opierają się na kwasie fluorowodorowym.
Meera Senthilingam
Katrina Krämer z Królewskiego Towarzystwa Chemicznego, z surową chemią dość istotnego związku. W przyszłym tygodniu mniej doceniane kodowanie życia.
Andrew Holding
większość życia przechowuje informacje w DNA, które jest stabilne i zdolne do zachowania genomu organizmu. Ale w przypadku niektórych wirusów RNA jest używany do przechowywania informacji genetycznej. W przypadku tych wirusów niestabilność RNA może być korzystna.
Meera Senthilingam
Dowiedz się, jak z Andrew Holding w przyszłym tygodniu chemii w jej elemencie. Do tego czasu, dziękuję za wysłuchanie, jestem Meera Senthilingam.