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Warum ist Flusssäure so gefährlich, wenn es sich um eine schwache Säure handelt?

Warum ist Flusssäure so gefährlich, wenn es sich um eine schwache Säure handelt?



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Ich habe gelesen, dass Flusssäure (HF) beim Anfassen extrem gefährlich ist, aber was genau macht sie so giftig? Es ist eine schwache Säure ($K_a = 7,2 imes 10^{-4}$) und dissoziiert ungefähr 1/1000 so viel wie Salzsäure in Wasser. Warum ist es also so viel gefährlicher? Würde eine stärkere Säure nicht mehr Schaden anrichten? Was genau passiert, wenn die menschliche Haut mit Flusssäure in Kontakt kommt, die sie so tödlich macht?


Die Verwirrung ergibt sich aus dem Begriff schwach, die nur chemisch zu interpretieren ist.

Schwache Säure, wie Sie sagen, bedeutet nur, dass die Säure nicht leicht dissoziiert, nicht dass ihre Wirkung schwach ist! Um nur eines zu sagen: HF korrodiert Glas, was nicht einmal das Rauchen von HCl tut.

Wikipedia hat eine schöne Zusammenfassung der HF-Toxizität (siehe auch die Referenzen im Artikel selbst):

Flusssäure ist eine stark ätzende Flüssigkeit und ein Kontaktgift. Es sollte mit äußerster Vorsicht gehandhabt werden, über die anderen Mineralsäuren hinaus. Aufgrund seiner niedrigen Dissoziationskonstante dringt HF als neutrales fettlösliches Molekül schneller in das Gewebe ein als typische Mineralsäuren. Aufgrund der Fähigkeit von Flusssäure, Gewebe zu durchdringen, kann es leicht zu Vergiftungen durch Kontakt mit Haut oder Augen oder durch Einatmen oder Verschlucken kommen. Die Symptome einer Exposition gegenüber Flusssäure sind möglicherweise nicht sofort erkennbar. HF stört die Nervenfunktion, sodass Verbrennungen zunächst nicht schmerzhaft sein können. Unbeabsichtigte Expositionen können unbemerkt bleiben, die Behandlung verzögern und das Ausmaß und die Schwere der Verletzung erhöhen.
Sobald es über die Haut in das Blut aufgenommen wird, reagiert es mit Blutkalzium und kann einen Herzstillstand verursachen. Verbrennungen mit einer Fläche von mehr als 25 Quadratzoll (160 cm2) können schwere systemische Toxizität durch Störung des Kalziumspiegels im Blut und im Gewebe verursachen. Im Körper reagiert Flusssäure mit den allgegenwärtigen biologisch wichtigen Ionen Ca2+ und Mg2+. Die Bildung von unlöslichem Calciumfluorid wird als Ätiologie sowohl für den steilen Abfall des Serumcalciums als auch für die starken Schmerzen im Zusammenhang mit Gewebetoxizität vorgeschlagen.


Diese Frage scheint ein wiederbelebtes Interesse zu haben? Ich möchte diese Fragen und Antworten klären, die Ihnen nichts ausmachen.

  1. HF(aq), wie andere Halogenwasserstoffe, tut gibt sein Proton vollständig an $ce{H2O}$ ab, aber da F das elektronegativste Element der Erde ist, paart es sich in der wässrigen Umgebung mit Hydroniumionen, wodurch das Proton "weniger verfügbar" wird, zumindest für eine pH-Elektrode . Dies ist eine der stärksten bekannten Wasserstoffbrücken.

$ce{HF(aq) -> F^-… H3O+}$

Somit hat HF(aq) einen erniedrigten pKa in Wasser, während seine "echte Säure" viel höher sein kann.

  1. Homoassoziation von HF tritt nur in sehr hoher Konzentration (nahe Eins) auf. Sie können das Ausmaß der Homoassoziation von wasserfreiem HF abschätzen, indem Sie seine Leitfähigkeit messen. Wasserfreies HF hat eine geringere Leitfähigkeit (<1,6 $mu$S/cm) als entionisiertes Wasser (~5 $mu$S/cm) [1], daher ist es wahrscheinlich nicht so wichtig, um die Dissoziation von HF, insbesondere in Wasser, voranzutreiben.

  2. HF verursacht tiefe Verbrennungen, oft mit verzögertem Beginn, denn während die Haut verhindert, dass geladene rohe Hydroniumionen zu tief eindringen, können HF oder das Hydronium-Fluorid-Ionenpaar absorbiert werden und geben das Hydroniumion (durch Austausch mit im Gewebe reichlich vorhandenem Wasser) bei tiefere Ebene. (Daher wird es oft als schmerzhafter als andere Säureverbrennungen berichtet)

  3. Obwohl Fluorid in ppm-Werten antimikrobiell ist und Karies verhindert (durch Reaktion mit Kalziummineral im Zahn), ist eine hohe Fluoridkonzentration toxisch, da Fluorid, wie in der vorherigen Antwort erwähnt, den Kalziumstoffwechsel durch die Bildung von unlöslichem Kalziumfluorid stört. Es verursacht Skelettfluorose und unterdrückt einige essentielle Stoffwechselenzyme.

  4. HF ist wegen seines Protons korrosiv; es ist wegen seines Fluorids ätzend für die Knochen. HF korrodiert Glas und HCl nicht, da Siliziumtetrafluorid ein stabilerer Komplex ist als das hochreaktive Siliziumtetrachlorid. Es hat wenig damit zu tun, ob die Säure schwach oder stark ist.


Ich bin kein Chemiker und muss leider auf Wikipedia zurückgreifen, aber die Ionisationskonstante für HF (10−3.15, laut Wikipedia) dauert nicht Homo-Vereinigung berücksichtigen.

Homoassoziation ist eine Assoziation zwischen einer Base und ihrer konjugierten Säure über eine Wasserstoffbrücke. Dieser Prozess stabilisiert die konjugierte Base und erhöht dadurch die Ionisierung. Dieses Verhalten erhöht häufig den Säuregehalt, insbesondere bei hohen Konzentrationen. Bei HF (Doppelpfeile zeigen Gleichgewichte an):

2HF <- -> H2F+ + F (Autoionisation von HF)
HF + F <- -> HF2 (Homoverband)

Die Bildung des Bifluorid-Anions (HF2) fördert die Ionisierung von HF durch Stabilisierung und Entfernung von F aus der Lösung und zieht damit das Dissoziationsgleichgewicht von HF (HF + H2O <- -> H3Ö+ + F-) Nach rechts. Somit ist die übliche Ionisationskonstante für Flusssäure (10−3.15) unterschätzt den Säuregehalt konzentrierter HF-Lösungen.


Warum ist Flusssäure so gefährlich, wenn es sich um eine schwache Säure handelt? - Biologie

DIE SÄURE DER HALIDENWASSERSTOFFE

Diese Seite befasst sich mit dem Säuregehalt der Halogenwasserstoffe - Fluorwasserstoff, Chlorwasserstoff, Bromwasserstoff und Jodwasserstoff. Es beginnt mit der Beschreibung ihrer physikalischen Eigenschaften und ihrer Herstellung und erklärt dann, was passiert, wenn sie mit Wasser zu Säuren wie Flusssäure und Salzsäure reagieren.

Die Halogenwasserstoffe - Hintergrundinformationen

Die Halogenwasserstoffe sind bei Raumtemperatur farblose Gase, die in feuchter Luft dampfende Dämpfe erzeugen. Fluorwasserstoff hat einen ungewöhnlich hohen Siedepunkt für die Größe des Moleküls (293 K oder 20°C) und könnte an einem kühlen Tag zu einer Flüssigkeit kondensieren.

Der Siedepunkt von Fluorwasserstoff ist höher als Sie vielleicht erwarten, da es Wasserstoffbrückenbindungen bildet.

Notiz: Wenn Sie mit Wasserstoffbrücken nicht zufrieden sind, sollten Sie diesem Link folgen, bevor Sie fortfahren.

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Fluor ist das elektronegativste aller Elemente und die Bindung zwischen ihm und Wasserstoff ist sehr polar. Das Wasserstoffatom trägt ziemlich viel positive Ladung (+) das Fluor ist ziemlich negativ geladen (-).

Außerdem besitzt jedes Fluoratom 3 sehr aktive einsame Elektronenpaare. Die äußeren Elektronen von Fluor befinden sich auf dem 2-Niveau, und die freien Elektronenpaare repräsentieren kleine hochgeladene Regionen des Weltraums. Wasserstoffbrücken bilden sich zwischen dem + Wasserstoff an einem HF-Molekül und einem freien Paar am Fluor eines anderen.

Die anderen Halogenwasserstoffe bilden keine Wasserstoffbrücken. Die anderen Halogene sind nicht so elektronegativ wie Fluor, daher sind die Bindungen in HX weniger polar. Darüber hinaus befinden sich ihre einsamen Paare auf einem höheren Energieniveau. Das macht die freien Elektronenpaare größer, und sie tragen keine so stark konzentrierte negative Ladung, von der die Wasserstoffe angezogen werden könnten.

Notiz: Wenn Sie sich nicht sicher sind, warum sich die Elektronegativität der Halogene im Laufe der Gruppe ändert, können Sie diesem Link folgen.

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Herstellung der Halogenwasserstoffe

Es gibt mehrere Möglichkeiten, Halogenwasserstoffe herzustellen, aber der einzige von Interesse auf A'-Niveau ist die Reaktion zwischen einem ionischen Halogenid (wie Natriumchlorid) und einer Säure wie konzentrierter Phosphorsäure (V) H3Bestellung4oder konzentrierte Schwefelsäure.

Chlorwasserstoff herstellen

Sie können konzentrierte Schwefelsäure zu einem festen Chlorid wie Natriumchlorid in der Kälte hinzufügen. Die konzentrierte Schwefelsäure gibt ein Wasserstoffion an ein Chloridion ab, um Chlorwasserstoff herzustellen. Da es sich um ein Gas handelt, entweicht es sofort aus dem System.

Die vollständige Reaktionsgleichung lautet:

Außerdem entsteht Natriumhydrogensulfat.

Konzentrierte Phosphor(V)säure verhält sich ähnlich. Sie würden es wieder zu festem Natriumchlorid hinzufügen. Sobald sich Chlorwasserstoff bildet, entweicht dieser als Gas. Die Ionengleichung lautet:

. . . und die vollständige, die die Bildung des Salzes Natriumdihydrogenphosphat(V) zeigt, ist:

Herstellung der anderen Halogenwasserstoffe

Alle Halogenwasserstoffe können mit konzentrierter Phosphor(V)säure auf genau ähnliche Weise hergestellt werden. Alles, was Sie tun müssen, ist das Symbol Cl in den beiden Gleichungen gegen das andere Halogen auszutauschen, an dem Sie interessiert sind.

Bei konzentrierter Schwefelsäure ist die Situation komplizierter.

Fluorwasserstoff kann genauso wie Chlorwasserstoff mit konzentrierter Schwefelsäure hergestellt werden, Bromwasserstoff und Jodwasserstoff jedoch nicht.

Das Problem besteht darin, dass konzentrierte Schwefelsäure ein einigermaßen starkes Oxidationsmittel ist und neben der Bildung von Bromwasserstoff oder Jodwasserstoff einige der Halogenidionen zu Brom oder Jod oxidiert werden. Dieses Problem tritt bei Phosphor(V)-Säure nicht auf, da es sich nicht um ein Oxidationsmittel handelt.

Der Säuregehalt der Halogenwasserstoffe

Chlorwasserstoff als Säure

Wir werden die Bronsted-Lowry-Definition einer Säure als Protonendonor verwenden. Chlorwasserstoff ist eine Säure, weil er Protonen (Wasserstoffionen) an andere Dinge abgibt. Wir werden uns auf seine Reaktion mit Wasser konzentrieren.

Chlorwasserstoffgas ist in Wasser sehr löslich und reagiert damit zu Salzsäure. Die bekannten dampfenden Dämpfe von Chlorwasserstoff in feuchter Luft werden dadurch verursacht, dass der Chlorwasserstoff mit dem Wasserdampf in der Luft reagiert, um einen Nebel aus konzentrierter Salzsäure zu erzeugen.

Aus dem Chlorwasserstoff wird ein Proton an eines der freien Elektronenpaare eines Wassermoleküls abgegeben.

Zwischen dem Sauerstoff und dem übertragenen Wasserstoffion wird eine koordinative (dative kovalente) Bindung gebildet.

Notiz: Wenn Sie die koordinative (dativ-kovalente) Bindung überarbeiten müssen, können Sie diesem Link folgen. Diese Seite beschreibt auch die Reaktion zwischen Chlorwasserstoff und Ammoniak - eine weitere Reaktion von Chlorwasserstoff als Säure.

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Die Reaktionsgleichung lautet:

Das H3O + -Ion ist das Hydroxonium-Ion (auch bekannt als Hydronium-Ion oder Oxonium-Ion). Dies ist das Ion, über das wir eigentlich sprechen, wenn wir H + . schreiben (wässrig).

Wenn sich Chlorwasserstoff in Wasser löst (zu Salzsäure), reagieren fast 100 % der Chlorwasserstoffmoleküle auf diese Weise. Salzsäure ist daher a starke Säure. Eine starke Säure gilt in Lösung als vollständig ionisiert.

Bromwasserstoffsäure und Jodwasserstoffsäure als starke Säuren

Bromwasserstoff und Jodwasserstoff lösen sich in Wasser auf (und reagieren mit) genauso wie Chlorwasserstoff. Bromwasserstoff reagiert zu Bromwasserstoffsäure Jodwasserstoff ergibt Jodwasserstoffsäure. Beides sind auch starke Säuren.

Flusssäure als Ausnahme

Im Gegensatz dazu ist Fluorwasserstoff zwar in Wasser frei löslich, aber Flusssäure ist nur eine schwache Säure – ähnlich stark wie organische Säuren wie Methansäure.

Als Erklärung dafür wurde in der Vergangenheit oft die sehr hohe Festigkeit der H-F-Bindung angeführt, die bei der Bildung von Fluorwasserstoff Ionen gebrochen werden muss. Aber diese Erklärung zerfällt, wenn man sich die Energetik der Reaktion im Detail ansieht.

Es ist immer gefährlich, die Energetik nur eines Schrittes in der ganzen Reihe von Energieänderungen zu betrachten, die während einer Reaktion auftreten.

In diesem Fall muss man zwar viel Energie aufwenden, um die Wasserstoff-Fluor-Bindung aufzubrechen, aber es wird auch sehr viel Energie freigesetzt, wenn das Fluorid-Ion in Lösung von Wassermolekülen umgeben wird. Die hohe Hydratationsenthalpie des Fluoridions gleicht die hohe H-F-Bindungsstärke mehr oder weniger aus.

Bis September 2014 hat sich diese Chemguide-Seite die Energetik davon erschreckend detailliert angeschaut, aber durch Zufall stieß ich dann auf eine viel bessere Erklärung, warum Flusssäure schwach ist, die recht einfach zu verstehen ist:

Warum Flusssäure schwach ist

Es gibt gute spektroskopische Hinweise, dass Fluorwasserstoff in Wasser ziemlich vollständig ionisiert, aber anstatt freie Hydroxoniumionen zu erzeugen, H3O + und Fluorid-Ionen besteht eine so starke Anziehung zwischen diesen, dass sie ein stark gebundenes Ionenpaar H . bilden3O + .F -

Die Position dieses Gleichgewichts liegt weit rechts.

Aber um als Säure zu wirken, muss das Hydroxonium-Ion frei sein - nicht fest an ein Fluorid-Ion gebunden,

und dieses Gleichgewicht liegt viel weiter links.

Flusssäure ist also schwach, nicht weil die Ionisation schwach ist, sondern weil sich die gebildeten Ionen zu stark aneinander binden.

Notiz: Wenn Sie dem nachgehen möchten, finden Sie auf dieser Seite einen Forschungsartikel aus dem Journal of the American Chemical Society. Dadurch erhalten Sie die erste Seite des Artikels, die genügend Informationen für dieses Level enthält. Wenn Sie den richtigen Zugang haben, können Sie das Ganze natürlich lesen.

Fragen zum Testen Ihres Verständnisses

Wenn dies Ihr erster Fragenkatalog ist, lesen Sie bitte die Einführungsseite, bevor Sie beginnen. Sie müssen die ZURÜCK-TASTE Ihres Browsers verwenden, um danach hierher zurückzukehren.


Warum ist #HF# eine schwache Säure und #HCl# eine starke Säure?

Die Auswirkungen von Entropie und Enthalpie reduzieren den Säuregehalt von #HF# im Vergleich zu #HCl# und #HBr# .

Erläuterung:

#H-X + H_2O rechtslinksHarpunen H_3O^+ + X^-#

Die Säurestärke, d. h. der Grad, in dem die Hinreaktion vollständig abläuft, hängt von (i) der Stärke der #HX#-Bindung und (ii) dem Grad der Solvatisierung des Halogenids ab.

Für #HF# gibt es eine bessere Überlappung in #H-X#, da der Fluoridligand kleiner ist als die niedrigeren Halogenide, dies ist ein Enthalpieeffekt. Darüber hinaus ist der Fluoridligand #F^-# kleiner und stärker polarisierend und wird von Lösungsmittelmolekülen effektiver solvatisiert. Da Fluorid kleiner und stärker polarisierend ist, verursacht es mehr Lösungsmittelordnung und die Vorwärtsreaktion wird benachteiligt.

Da sowohl Entropie als auch Enthalpie in Bezug auf Fluorid ungünstig sind, ist das Ergebnis, dass #HF# im Vergleich zu #HCl#, #HBr# usw. eine schlechte Säure ist. Der Entropieeffekt ist wahrscheinlich am signifikantesten.


Ist Flusssäure eine starke oder schwache Säure?

Flusssäure (HF) ist eine schwache Säure, hauptsächlich weil sie nach ihrer Dissoziation stabile Spezies bildet.

Flusssäure oder HF ist eine extrem starke, ätzende Säure. Es wird jedoch eher als schwache Säure als als starke Säure klassifiziert. Dies macht HF zur einzigen Halogenwasserstoffsäure, die nicht als starke Säure eingestuft wird (z. B. HCl, HBr, HI).

Warum Flusssäure eine schwache Säure ist

Der einfache Grund, warum Flusssäure eine schwache Säure ist, liegt darin, dass sie in Wasser nicht vollständig in ihre Ionen dissoziiert (die Definition einer starken Säure). Ursprünglich HF eigentlich tut fast vollständig dissoziieren:

Nachdem die Säure jedoch dissoziiert ist, nimmt sie an anderen Reaktionen mit sich selbst und mit Wasser teil. Das Verhalten von Flusssäure hängt stark von ihrer Konzentration im Wasser ab. Das Hydroniumkation und das Fluoridanion werden stark voneinander angezogen und bilden H3O + · F – . Die chemische Bindung dieser Spezies ist stark genug, um den Säuregehalt zu begrenzen, daher ist Flusssäure in verdünnter Lösung eine sehr schwache Säure.

Konzentrierte HF-Lösungen verhalten sich ähnlich wie eine starke Säure. Dies ist auf die Homoassoziation zurückzuführen, bei der eine chemische Bindung zwischen einer Base und einer konjugierten Säure entsteht:

Wasserstoffbrückenbindungen zwischen Wasserstoff und Fluor stabilisieren das FHF – Bifluorid-Ion. Wasserstoffbrücken führen auch dazu, dass HF einen höheren Siedepunkt hat als die anderen Halogenwasserstoffe.

Ist HF polar?

Bei der Säurestärke spielen zwei Faktoren eine Rolle: die Atomgröße und die Polarität der H-A-Bindung (wobei A die Säure ist). Fluor ist stark elektronegativ, daher ist die Bindung in HF eine polare kovalente Bindung. Je polarer eine Bindung ist, desto leichter lässt sich das Proton oder der Wasserstoff aus der Säure entfernen. Salzsäure (HCl) ist also eine stärkere Säure als Bromwasserstoffsäure (HBr). Allein aufgrund seiner Polarität könnte man erwarten, dass HF stärker ist als HCl. Aber HF nimmt nach der Dissoziation an Reaktionen teil, die es zu einer schwächeren Säure machen!

Schwach aber gefährlich

Flusssäure verursacht eine Verätzung und vergiftet dann tieferes Gewebe. (Dr. Watchorn)

Obwohl HF eine schwache Säure ist, ist sie stark korrosiv. Es greift Glas an, auch in verdünnter Lösung, daher muss es in Plastikbehältern aufbewahrt werden. Es ist aus mehreren Gründen gefährlich, damit zu arbeiten. Erstens stört HF die Nervenfunktion, sodass die Exposition nicht sofort schmerzhaft ist, wie es bei anderen Säuren der Fall wäre. Zweitens wird es durch das Gewebe absorbiert und verursacht mehr als nur eine Verätzung der Haut oder der Schleimhäute. Letztendlich dringt die Säure tiefer in das Gewebe ein und verursacht Knochenschäden und Flüssigkeitsansammlungen in der Lunge. Eine Verätzung durch Flusssäure mag nicht schwerwiegend erscheinen, erfordert jedoch sofortige Aufmerksamkeit.


Gesundheitsgefahrendaten: Dermale Exposition

Dermale Exposition – HF ist eine anorganische Säure, die stark korrosiv ist und leicht in die Haut eindringt und die Zerstörung der tiefen Gewebeschichten verursacht. Die Schwere und Schnelligkeit des Auftretens von Anzeichen und Symptomen hängt von der Konzentration, der Expositionsdauer und der Durchdringbarkeit des exponierten Gewebes ab. Schmerzen können verzögert auftreten.

  1. KONZENTRATIONEN UNTER 20 % – Erythem und Schmerzen können bis zu 24 Stunden verzögert werden und werden oft erst gemeldet, wenn die Gewebeschädigung extrem ist. In einer Studie erzeugten 7% HF Symptome in 1 bis mehreren Stunden, 12% HF in weniger als einer Stunde und 14,5% HF sofort.
  2. KONZENTRATIONEN 20 BIS 50 % – Erythem und Schmerzen können sich um 1 bis 8 Stunden verzögern und werden oft erst gemeldet, wenn die Gewebeschädigung extrem ist.
  3. KONZENTRATIONEN HÖHER ALS 50 % – Produziert sofortiges Brennen, Erythem und Gewebeschäden.

Dekontamination – Entfernen Sie alle exponierten Kleidungsstücke und treffen Sie die notwendigen Vorkehrungen, um eine Selbstexposition zu vermeiden. Alle exponierten Stellen sofort mit reichlich Wasser abwaschen.

Calciumgluconat- oder -carbonatgel – Es wird empfohlen, 2,5 bis 33 % Calciumgluconat oder Carbonat-Gel oder -Slurry aufzutragen, entweder in einen OP-Handschuh, in den dann die betroffene Extremität gelegt wird, oder in die Verbrennung eingerieben. Diese Therapie ist einfacher zu handhaben und weniger schmerzhaft als eine Infiltration. Verwenden Sie Calciumgluconat nur zur dermalen Behandlung.

Calciumgluconat-Infiltration – (Ärztliche Hilfe) – Eine anhaltende Gewebezerstörung und Schmerzen können durch subkutane Verabreichung von Calciumgluconat minimiert werden. Eine Infiltration mit CALCIUM GLUCONAT in Betracht ziehen, wenn (1) die Exposition zu einer sofortigen Gewebeschädigung führt oder (2) Erytheme und Schmerzen nach ausreichender Spülung bestehen bleiben. Infiltrieren Sie jeden Quadratzentimeter der betroffenen Dermis und des Unterhautgewebes mit etwa 0,5 ml 10% CALCIUM GLUCONAT mit einer 30 Gauge-Nadel. Wiederholen Sie dies nach Bedarf, um die Schmerzen zu kontrollieren. Spalten oder entfernen Sie Nägel, um Nagelbettverbrennungen zu behandeln. Je früher dies verabreicht wird, desto schneller verschwinden die Symptome. VORSICHT: Vermeiden Sie die Verabreichung großer Mengen an subkutanem Calciumgluconat, da dies zu einer verminderten Gewebedurchblutung und einer möglichen Nekrose führt.

VERWENDEN SIE KEIN CALCIUMCHLORID – Calciumchlorid reizt das Gewebe und kann Verletzungen verursachen.


Unmittelbare Anzeichen und Symptome einer Exposition gegenüber Fluorwasserstoff

  • Das Verschlucken nur einer geringen Menge hochkonzentrierten Fluorwasserstoffs beeinträchtigt die wichtigsten inneren Organe und kann tödlich sein.
  • Fluorwasserstoffgas kann selbst in geringen Mengen Augen, Nase und Atemwege reizen. Das Einatmen hoher Fluorwasserstoffkonzentrationen oder in Kombination mit Hautkontakt kann zum Tod durch unregelmäßigen Herzschlag oder Flüssigkeitsansammlung in der Lunge führen.
  • Schon kleine Spritzer hochkonzentrierter Fluorwasserstoffprodukte auf der Haut können tödlich sein. Hautkontakt mit Fluorwasserstoff kann keine unmittelbaren Schmerzen oder sichtbaren Hautschäden (Anzeichen einer Exposition) verursachen.
  • Häufig zeigen Patienten, die geringen Konzentrationen von Fluorwasserstoff auf der Haut ausgesetzt sind, keine Auswirkungen oder verspüren sofort Schmerzen. Und starke Schmerzen an der Expositionsstelle können für mehrere Stunden das einzige Symptom sein. Sichtbare Schäden können erst 12 bis 24 Stunden nach der Exposition auftreten.
  • Hautkontakt mit Fluorwasserstoff kann je nach Konzentration der Chemikalie und Dauer der Einwirkung starke Schmerzen an der Kontaktstelle, Hautausschlag und tiefe, langsam heilende Verbrennungen verursachen. Auch wenn keine Verbrennungen zu sehen sind, können starke Schmerzen auftreten.
  • Das Zeigen dieser Anzeichen und Symptome bedeutet nicht unbedingt, dass eine Person Fluorwasserstoff ausgesetzt war. Auch andere Chemikalien können diese Effekte verursachen.
  • Die Exposition gegenüber Fluorwasserstoff kann zu schweren Elektrolytproblemen führen.

ELI5: Warum ist HF so gefährlich, wenn es eine ziemlich schwache Säure ist?

Nach meinem Chemiewissen ist HF schwächer als HCl, aber es ist üblich, HCl in Laborqualität zu finden. Warum ist es bei HF nicht dasselbe?

"Starke Säure" und "Schwache Säure" sind Fachbegriffe, die Aspekte der Auflösung der Säuren in Wasser bezeichnen. Schwache Säuren können in hohen Konzentrationen gefährlich sein.

Schauen Sie einfach in Ihre Küche. Haushaltsessig enthält etwa 5 % Essigsäure, Zitronensaft etwa 5 % Zitronensäure. Dies sind absolut sichere Konzentrationen - Sie können sie sogar essen. Steigern Sie diese Konzentrationen auf bis zu 90 % und Sie benötigen Abzugshauben und Gummihandschuhe, um sicher damit zu arbeiten.

Haushaltsessig hat eine Konzentration von etwa 5 % Essigsäure

Richtig, Essigsäure gilt als schwache Säure, aber Eisessig (17M) wird deine Scheiße versauen.

100% Zitronensäure ist nicht zu gefährlich. (Weißes kristallines Pulver) können Sie es als Lebensmittelzusatz kaufen.

Ich denke, das liegt zum Teil daran, dass die meisten Zellen in Ihrem Körper es als Brennstoff verwenden, sodass der Körper es ziemlich schnell entgiften kann, indem er es oxidiert.

Es schmeckt aber verdammt sauer.

Sehr hohe Konzentrationen von HF können jedoch auch eine recht respektable Säure aufweisen, nicht an sich, sondern aufgrund der Art und Weise, wie es einer Autoionisierung unterliegt.

Es ist nicht unähnlich, dass selbst reines Wasser ein wenig leitfähig ist, da eine kleine Menge autoionisiert in OH - und H +. Im Fall von HF reagiert das erzeugte spezifische Ion mit freiem, nicht ionisiertem HF, und dies bewirkt, dass weitere Fluoridionen solvatisiert werden, so dass seine Acidität nicht unbedingt linear mit seiner Konzentration skaliert.

Je konzentrierter das HF ist, desto mehr kann seine konjugierte Base F – zur Existenz angeregt werden, wodurch es sein Proton leichter freisetzt.

Es reagiert mit verdammt fast allem und scheint besonders gerne organische Verbindungen abzubauen. Es reagiert mit Metallen und erzeugt alle Arten von Halitsalzen, die auch giftig sind.

Das auch, aber das ist ziemlich selbstverständlich, wenn es um exotischere Säuren als HCl oder Schwefelsäure geht.

Aus physikalischer Chemie ist Flusssäure eine ziemlich schwache Säure.

Dies liegt daran, dass im Gegensatz zu Salzsäure der größte Teil des HF nicht in ein Fluoridion und ein Hydroniumion dissoziiert, von denen letzteres für die Reaktivität der meisten Säuren verantwortlich ist.

Fluorwasserstoff, ob in Gas oder in einer Lösung, ist jedoch extrem giftig.

Dies hat zwei Gründe. Der erste ist, dass Fluorwasserstoff sowohl in Ölen als auch in Wasser löslich ist und als kleines Molekül leicht durch die Haut in den Blutkreislauf und ins Gewebe gelangen kann.

Noch wichtiger ist, dass es leicht Kalziumionen komplexiert und sie für den Körper unbrauchbar macht.

Calcium wird von Körpersystemen auf vielfältige Weise verwendet, insbesondere als Signalion. Ihr Körper ist darauf angewiesen, dass der Kalziumspiegel sehr streng kontrolliert wird.

Die Exposition gegenüber HF verursacht Gewebenekrose, Hypotonie, Atembeschwerden, Lähmung und Herzstillstand.

Schlimmer noch, eines der ersten Symptome kann Taubheitsgefühl im betroffenen Bereich sein, sodass Sie möglicherweise nicht bemerken, dass sich Ihre Haut abschält.

Die Reaktivität von Flusssäure beruht nicht auf ihrer Acidität, sondern auf ihrer höheren Elektronenaffinität als Sauerstoff. So kann es dem Sauerstoff Elektronen stehlen, wodurch es den Sauerstoff in normalerweise sehr stabilen/inerten Substanzen wie Siliziumdioxid ersetzt und diese viel besser löslich macht.


Warum ist Flusssäure so gefährlich, wenn es sich um eine schwache Säure handelt? - Biologie

Auf dieser Seite werden die Begriffe stark und schwach in Bezug auf Säuren erklärt. Als Teil davon definiert und erklärt es, was mit pH, K . gemeint istein und pKein.

Es ist wichtig, dass Sie die Wörter nicht verwechseln stark und schwach mit den bedingungen konzentriert und verdünnen.

Wie Sie unten sehen werden, hängt die Stärke einer Säure von dem Anteil ab, der mit Wasser reagiert hat, um Ionen zu produzieren. Die Konzentration sagt aus, wie viel der ursprünglichen Säure in der Lösung gelöst ist.

Es ist durchaus möglich, eine konzentrierte Lösung einer schwachen Säure oder eine verdünnte Lösung einer starken Säure zu haben. Weiter lesen . . .

Starke Säuren

Erklärung des Begriffs "starke Säure"

Notiz: Wenn Sie nicht wissen, was die Bronsted-Lowry-Säuretheorie ist, sollten Sie sich auf einer anderen Seite in diesem Abschnitt über die Theorien der Säuren und Basen informieren. Für die Zwecke dieser Seite brauchen Sie keine Zeit damit zu verbringen, Lewis-Säuren und -Basen zu lesen.

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Wenn sich eine Säure in Wasser auflöst, wird ein Proton (Wasserstoffion) auf ein Wassermolekül übertragen, um ein Hydroxoniumion und ein negatives Ion zu erzeugen, je nachdem, von welcher Säure Sie ausgehen.

Diese Reaktionen sind alle reversibel, aber in einigen Fällen ist die Säure so gut darin, Wasserstoffionen abzugeben, dass wir uns die Reaktion als einseitig vorstellen können. Die Säure ist praktisch zu 100 % ionisiert.

Wenn sich beispielsweise Chlorwasserstoff in Wasser auflöst, um Salzsäure herzustellen, passiert so wenig von der Rückreaktion, dass wir schreiben können:

Zu jedem Zeitpunkt haben praktisch 100 % des Chlorwasserstoffs reagiert, um Hydroxoniumionen und Chloridionen zu erzeugen. Chlorwasserstoff wird als starke Säure beschrieben.

Eine starke Säure ist eine, die in Lösung praktisch zu 100 % ionisiert ist.

Andere übliche starke Säuren sind Schwefelsäure und Salpetersäure.

Die Gleichung für die Ionisation finden Sie in vereinfachter Form:

Dies zeigt, dass sich der im Wasser gelöste Chlorwasserstoff aufspaltet, um Wasserstoffionen in Lösung und Chloridionen in Lösung zu ergeben.

Diese Version wird in dieser Arbeit oft verwendet, um die Dinge einfacher aussehen zu lassen. Wenn Sie es verwenden, denken Sie daran, dass das Wasser tatsächlich beteiligt ist, und dass, wenn Sie H + . schreiben (wässrig) Was du wirklich meinst, ist ein Hydroxonium-Ion, H3O + .

Notiz: Sie sollten herausfinden, was Ihre Prüfer dabei bevorzugen. Es ist unwahrscheinlich, dass Sie dies in Ihrem Lehrplan finden, aber Sie sollten sich aktuelle Prüfungsarbeiten und Notenschemata ansehen. Wenn Sie eine Prüfung in Großbritannien ablegen und keine Kopien Ihres Lehrplans und Ihrer früheren Arbeiten haben, sollten Sie dies tun! Folgen Sie diesem Link, um herauszufinden, wie Sie sie erhalten.

Der pH-Wert ist ein Maß für die Konzentration von Wasserstoffionen in einer Lösung. Starke Säuren wie Salzsäure in den Konzentrationen, die Sie normalerweise im Labor verwenden, haben einen pH-Wert von etwa 0 bis 1. Je niedriger der pH-Wert, desto höher ist die Konzentration an Wasserstoffionen in der Lösung.

Notiz: Wenn Sie in einer Untersuchung aufgefordert werden, den pH-Wert zu definieren, schreiben Sie den Ausdruck einfach schwarz auf. Niemals versuchen Sie es mit Worten zu definieren - es ist Zeitverschwendung, und Sie werden zu wahrscheinlich etwas übersehen (z. B. zu erwähnen, dass die Konzentration in mol dm -3 angegeben werden muss). Im obigen Ausdruck bedeuten die eckigen Klammern dies, sodass Sie es nicht erwähnen müssen.

Den pH-Wert einer starken Säure ermitteln

Angenommen, Sie müssten den pH-Wert von 0,1 mol dm -3 Salzsäure berechnen. Alles, was Sie tun müssen, ist die Konzentration der Wasserstoffionen in der Lösung zu berechnen und sie dann mit Ihrem Taschenrechner in einen pH-Wert umzurechnen.

Bei starken Säuren ist dies einfach.

Salzsäure ist eine starke Säure – praktisch zu 100 % ionisiert. Jedes Mol HCl reagiert mit dem Wasser zu 1 Mol Wasserstoffionen und 1 Mol Chloridionen

Das heißt, wenn die Konzentration der Säure 0,1 mol dm -3 beträgt, dann beträgt die Konzentration der Wasserstoffionen auch 0,1 mol dm -3 .

Verwenden Sie Ihren Taschenrechner, um diesen in pH umzurechnen. Mein Taschenrechner möchte, dass ich 0,1 eingebe und dann die Schaltfläche "log" drücke. Vielleicht möchten Sie, dass Sie es in einer anderen Reihenfolge tun. Sie müssen es herausfinden!

Notiz: Wenn Sie weitere Beispiele zum Anschauen und Ausprobieren wünschen (mit vollständig ausgearbeiteten Lösungen), könnte Sie mein Buch über Chemierechnungen interessieren. Dazu gehört auch das etwas verwirrendere Problem, den pH-Wert wieder in die Wasserstoffionenkonzentration umzuwandeln.

Schwache Säuren

Erklärung des Begriffs "schwache Säure"

Eine schwache Säure ist eine Säure, die nicht vollständig ionisiert, wenn sie in Wasser gelöst wird.

Essigsäure ist eine typische schwache Säure. Es reagiert mit Wasser zu Hydroxonium-Ionen und Ethanoat-Ionen, aber die Rückreaktion ist erfolgreicher als die Vorwärtsreaktion. Die Ionen reagieren sehr leicht, um die Säure und das Wasser neu zu bilden.

Zu jedem Zeitpunkt haben sich nur etwa 1% der Ethansäuremoleküle in Ionen umgewandelt. Der Rest verbleibt als einfache Essigsäuremoleküle.

Die meisten organischen Säuren sind schwach. Fluorwasserstoff (löst sich in Wasser zu Flusssäure auf) ist eine schwache anorganische Säure, die Sie woanders finden können.

Notiz: Wenn Sie daran interessiert sind, organische Säuren weiter zu erforschen, finden Sie sie an anderer Stelle auf der Website erklärt. Es kann jedoch eine gute Idee sein, zuerst den Rest dieser Seite zu lesen.

Wenn Sie wissen möchten, warum Fluorwasserstoff eine schwache Säure ist, können Sie diesem Link folgen. Aber Vorsicht! Die Erklärung ist sehr kompliziert und definitiv nichts für schwache Nerven!

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Vergleich der Stärken schwacher Säuren

Die Gleichgewichtslage der Reaktion zwischen Säure und Wasser variiert von einer schwachen Säure zur anderen. Je weiter links sie liegt, desto schwächer ist die Säure.

Notiz: Wenn Sie die Gleichgewichtsposition nicht verstehen, folgen Sie diesem Link, bevor Sie fortfahren.

Sie müssen auch die Gleichgewichtskonstanten K . kennenC für homogene Gleichgewichte. Es macht keinen Sinn mehr von dieser Seite zu lesen, es sei denn, Sie tun es!

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Die Säuredissoziationskonstante Kein

Sie können ein Maß für die Lage eines Gleichgewichts erhalten, indem Sie eine Gleichgewichtskonstante für die Reaktion schreiben. Je niedriger der Wert für die Konstante ist, desto weiter liegt das Gleichgewicht links.

Die Dissoziation (Ionisation) einer Säure ist ein Beispiel für eine homogene Reaktion. Alles liegt in der gleichen Phase vor - in diesem Fall in Wasser gelöst. Sie können daher einen einfachen Ausdruck für die Gleichgewichtskonstante K . schreibenC.

Hier nochmal das Gleichgewicht:

Du könntest erwarten die Gleichgewichtskonstante zu schreiben als:

Wenn man jedoch genau darüber nachdenkt, ist etwas Seltsames daran.

Am Ende des Ausdrucks steht ein Begriff für die Konzentration des Wassers in der Lösung. Das ist kein Problem - außer dass die Zahl im Vergleich zu allen anderen Zahlen sehr groß sein wird.

In 1 dm 3 Lösung befinden sich etwa 55 Mol Wasser.

Notiz: 1 Mol Wasser wiegt 18 g. 1 dm 3 Lösung enthält ca. 1000 g Wasser. Teilen Sie 1000 durch 18, um ungefähr 55 zu erhalten.

Wenn Sie eine schwache Säure mit einer Konzentration von etwa 1 mol dm -3 haben und nur etwa 1% davon mit dem Wasser reagiert hat, wird die Anzahl der Wassermole nur um etwa 0,01 sinken. Mit anderen Worten, wenn die Säure schwach ist, ist die Konzentration des Wassers praktisch konstant.

In diesem Fall macht es nicht viel Sinn, es in den Ausdruck aufzunehmen, als ob es eine Variable wäre. Stattdessen wird eine neue Gleichgewichtskonstante definiert, die sie weglässt. Diese neue Gleichgewichtskonstante heißt Kein.

Notiz: Der Begriff für die Konzentration von Wasser wurde nicht nur ignoriert. Was passiert ist, ist, dass der erste Ausdruck neu angeordnet wurde, um K . zu gebenC (eine Konstante) mal die Konzentration von Wasser (eine weitere Konstante) auf der linken Seite. Das Produkt davon erhält dann den Namen Kein.

Sie müssen sich darüber keine Sorgen machen, es sei denn, Sie bestehen wirklich darauf! Alles, was Sie tun müssen, ist das Format des Ausdrucks für K . zu lernenein.

Sie finden die Kein Ausdruck anders geschrieben, wenn Sie mit der vereinfachten Version der Gleichgewichtsreaktion arbeiten:

This may be written with or without state symbols.

It is actually exactly the same as the previous expression for Kein! Remember that although we often write H + for hydrogen ions in solution, what we are actually talking about are hydroxonium ions.

This second version of the Kein expression isn't as precise as the first one, but your examiners may well accept it. Find out!

To take a specific common example, the equilibrium for the dissociation of ethanoic acid is properly written as:

If you are using the simpler version of the equilibrium . . .

Notiz: Because you are likely to come across both of these versions depending on where you read about Kein, you would be wise to get used to using either. For exam purposes, though, use whichever your examiners seem to prefer.

The table shows some values of Kein for some simple acids:

Säure Kein (mol dm -3 )
hydrofluoric acid 5.6 x 10 -4
methanoic acid 1.6 x 10 -4
ethanoic acid 1.7 x 10 -5
hydrogen sulphide 8.9 x 10 -8

These are all weak acids because the values for Kein are very small. They are listed in order of decreasing acid strength - the Kein values get smaller as you go down the table.

However, if you aren't very happy with numbers, that isn't immediately obvious. Because the numbers are in two parts, there is too much to think about quickly!

To avoid this, the numbers are often converted into a new, easier form, called pKein.

NSein bears exactly the same relationship to Kein as pH does to the hydrogen ion concentration:

If you use your calculator on all the Kein values in the table above and convert them into pKein values, you get:

Notiz: Notice that unlike Kein, pKein doesn't have any units.

Notice that the weaker the acid, the larger the value of pKein. It is now easy to see the trend towards weaker acids as you go down the table.

The lower the value for pKein, the stronger the acid.

The higher the value for pKein, the weaker the acid.

Notiz: If you need to know about Kein and pKein, you are quite likely to need to be able to do calculations with them. You will probably need to be able to calculate the pH of a weak acid from its concentration and Kein or pKein. You may need to reverse this and calculate a value for pKein from pH and concentration. I can't help you with these calculations on this site, but they are all covered in detail in my chemistry calculations book.


Inhalt

Staffel 1

Jesse disposing Emilio's corpse

Walter White and Jesse Pinkman first use hydrofluoric acid, stolen from the high school science lab, to dispose of the corpse of Emilio Koyama. However, Jesse disregards Walter's instructions about using a plastic container, instead choosing to pour the acid onto the body placed in a bathtub. This results in the acid dissolving through the bathtub and the floor, scattering Emilio's liquified remains into the hallway (" Cat's in the Bag. ") and forcing Walt and Jesse to clean up the bloody mess. (" . and the Bag's in the River ")

While it is not shown onscreen, it is assumed that the corpse of Emilio's cousin, Krazy-8, was disposed of in a similar fashion.

Staffel 4

Walt, Mike, and Jesse disposing of Victor's corpse

Later, Walter, Jesse, and Mike Ehrmantraut use hydrofluoric acid to dissolve the body of Victor, who Gustavo Fring killed by slicing his throat with a box cutter. This time they are more successful, as they put Victor's body into a plastic barrel beforehand. Along with the body they dissolve the box cutter and the gun Jesse used to kill Gale Boetticher. (" Box Cutter ")


Later, at Gustavo Fring's chicken farm, a sniper (Gaff) shoots and kills one of Gus's henchmen. Mike and Jesse take the unnamed henchman down to the superlab in a laundry basket, where Walt is waiting. Walt is shocked, but is told by Mike to grab a spare barrel. The barrel with the dissolved body is then later seen loaded onto a truck of hazardous materials (" Bug ")

Staffel 5

Todd, Walt, and Mike disposing of the young boy

In Season 5, Walter, Mike, and Todd Alquist use hydrofluoric acid to dissolve the corpse of Drew Sharp, a young boy shot by Todd after witnessing their train heist (" Buyout "), to make sure he was never found by the authorities. The group also uses the acid to dissolve Drew's bike. Later in the season, Walt and Todd use hydrofluoric acid to dispose of Mike's body after Walt shot him in a fit of rage (" Gliding Over All ").


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Hydrofluoric acid is toxic and corrosive, but actually isn't that strong of an acid compared to other hydrohalic acids the fluorine has a very good orbital overlap with hydrogen and is also not very polarizable, therefore it resists to readily donate its proton. Hydrochloric acid is much stronger, and as it has several uses from pH-balancing pool water to preparing concrete surfaces, it's available by the gallon from any hardware store. However, it isn't very good at dissolving bodies either while it will eventually work by breaking down the connective tissues, it will make a huge stink and take several days to dissolve certain types of tissues and bones.

The standard body-dissolving chemical is lye aka sodium hydroxide. The main source is drain clog remover, because most drain clogs are formed by hair and other bio-gunk that accumulates naturally when humans shower, exfoliate etc. It works, even though the body's overall chemistry is slightly to the basic side of neutral (about 7.35-7.4), because the hydroxide anion is a strong proton acceptor. That means that it strips hydrogen atoms off of organic molecules to form water (alkaline hydrolysis, aka saponification), and as a result, those organic molecules are turned into simpler molecules with lower melting points (triglycerides are turned into fatty acids, saturated fats are dehydrogenated to form unsaturated fats, alkanes become alcohols, etc). Sodium hydroxide is also a ready source of the sodium ion sodium salts are always water-soluble (at least I can't think of a single one that isn't). The resulting compounds are thus either liquids or water-soluble alcohols and salts, which flush down the drain. What's left is the brittle, insoluble calcium "shell" of the skeleton if hydrolyzed by sodium hydroxide, the resulting calcium hydroxide ("slaked lime") won't dissolve completely but is relatively easy to clean up.

It isn't the amount of HF that is notable it is whether HF will work at all in this context. HF sounds like a good way to dissolve bodies as it has a fearsome and dangerous reputation in chemistry. But that reputation is based on the fact that it is a dangerous biological poison not on its ability to "dissolve" flesh. It is, in fact, a schwach acid and not that good as a way to turn flesh into a flushable mush.

From my answer on the chemistry.se site (explaining the script choice):

I think the use of Hydrofluoric Acid was script-driven rather than fact driven: it sounds scary rather than being a good choice. Also it allows for the possibility of the darkly comic bathtub scene where the acid dissolves a ceramic bath because Jessie ignores Walter's instructions (which establishes Walter's expertise and Jessie's lack of it).

Moreover, we don't have to rely on theory here, the experiment has been done. Periodic Videos tested the idea using raw chicken legs and several flesh-dissolving alternatives. This video shows that, while HF has some remarkable effects on flesh, dissolving it into a mush isn't something it does quickly.