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Flusssäure auch Fluorwasserstoffsäure genannt zur Namensgebung siehe Fluorit ist die wässrige Lösung von Fluorwasserstof
Fluorwasserstoffsäure
Flusssäure, auch Fluorwasserstoffsäure genannt (zur Namensgebung siehe Fluorit), ist die wässrige Lösung von Fluorwasserstoff (HF). Flusssäure ist eine farblose, stechend riechende, hochgiftige Flüssigkeit. Sie greift selbst Glas stark an und wirkt stark ätzend auf die Haut, die Schleimhäute und die Bindehaut der Augen, wobei schon eine geringe Exposition (bspw. durch dermale Aufnahme) schnell zum Tod führen kann. Eine Lösung von 38,2 % HF in Wasser bildet ein azeotrop siedendes Gemisch mit einem Siedepunkt von 112 °C. Flusssäure wird, abhängig von der Konzentration, entweder in Behältern aus Kunststoff oder aus rostfreiem Stahl aufbewahrt.
| Allgemeines | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Name | Flusssäure | |||||||||
| Andere Namen | Fluorwasserstoffsäure | |||||||||
| Summenformel | HF (aq) | |||||||||
| Kurzbeschreibung | farblose Flüssigkeit | |||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | ||||||||||
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| Eigenschaften | ||||||||||
| Molare Masse | 20,01 g·mol−1 | |||||||||
| Aggregatzustand | flüssig | |||||||||
| Dichte | 1,14 g·cm−3 (38 %, Azeotrop) | |||||||||
| Schmelzpunkt | −44 °C (38–40 %) | |||||||||
| Siedepunkt | 112 °C (38 %) | |||||||||
| Löslichkeit | mischbar mit Wasser | |||||||||
| Sicherheitshinweise | ||||||||||
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| MAK | 1 ml·m−3 | |||||||||
| Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). | ||||||||||
Herstellung
Getrocknetes Fluoritpulver und Schwefelsäure werden zur Reaktion in den Drehrohrofen gegeben. Die Temperatur der Ofengasphase wird auf etwa 280 °C geregelt. Das Nachreaktionsgas tritt in den Rohdestillationsturm ein, um den größten Teil der Schwefelsäure, des Wassers und des Fluoritpulvers zu entfernen. Die Temperatur des Turmkessels wird auf 100 bis 110 °C geregelt und die Kopftemperatur beträgt 35 bis 40 °C. Das rohe Fluorwasserstoffgas wird durch einen Entgasungsturm weiter in einen flüssigen Zustand kondensiert und tritt dann in den Rektifikationsturm zur Rektifikation ein. Der gereinigte Fluorwasserstoff wird von Wasser absorbiert, so dass Flusssäure erhalten wird. Die Reaktionsgleichungen lauten:
Das Nebenprodukt Fluoroanhydrit findet in der Baustoffindustrie Verwendung.
Flusssäure fällt auch bei der Produktion von Phosphorsäure aus Fluorapatit an, wobei der Reaktionsgang analog zum oben dargestellten ist, jedoch unter Beteiligung von Phosphat. Der hierbei analog anfallende Phosphorgips ist jedoch zumeist zu verunreinigt, um wirtschaftlich nutzbar zu sein.
Eigenschaften
Fluorwasserstoff ist im Vergleich zu den anderen Halogenwasserstoffen eine schwache Säure (pKs = 3,14). Flusssäure greift Gold und Platin nicht an, jedoch werden Tantal, Silber, Kupfer und Blei schwach angegriffen. Flusssäure ist die einzige Säure, die Quarz unter Bildung von Siliciumtetrafluorid oder Hexafluoridokieselsäure aufzulösen vermag.
Verwendung
Für Flusssäure gibt es zahlreiche Verwendungszwecke in Industrie und Wissenschaft. Die industrielle Gesamtproduktion in Europa betrug im Jahre 2015 über 230.000 Tonnen. Diese wurden in neun Produktionsstätten hergestellt. Fünf davon stehen in Deutschland.
Industrielle Verwendung
- Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) werden vor allem in der Kältetechnik und zur Verschäumung von Kunststoffen benutzt.
- 60 % der Flusssäure werden für die Herstellung von Fluorkohlenstoffen (FK) benötigt.
- Fluorpolymere sind Kunststoffe, die sich durch ihre besondere Stabilität auszeichnen. Der bekannteste davon ist PTFE (Teflon).
- Metallgewinnung und -verarbeitung. Flusssäure ist dort z. B. ein Reaktionsprodukt, um Aluminiumfluorid herzustellen oder wird bei der Gewinnung seltener Metalle wie Niob oder Tantal und bei der Oberflächenbehandlung von rostfreiem Edelstahl eingesetzt.
- Ansonsten kommt Flusssäure in der Erdölindustrie als Katalysator, in geringen Maße in der Arzneimittel- und Pflanzenschutzmittelherstellung, zum Einsatz.
- Darüber hinaus wird die glasätzende Wirkung bei der Herstellung von Kristallglas zur Oberflächenpolierung genutzt.
Forschung und Wissenschaft
In der Forschung ist Flusssäure unter anderem ein Ätzmittel für Siliciumdioxid, Titan, Niob, Tantal oder Wolfram, z. B. in der Mikrostrukturierung von Oberflächen. Dort wird häufig eine mit Ammoniumfluorid gepufferte Flusssäure verwendet, um den Ablauf des Ätzprozess besser steuern zu können. Daneben wird die Fähigkeit Silicate zu lösen bei Aufschlussverfahren in der Analytik eingesetzt.
In der Paläontologie und Pollenkunde wird HF zum Freilegen von unempfindlichen Fossilien oder von Exinen benutzt.
Sonstige Verwendung
Eine 10 % wässrige Fluorwasserstofflösung findet Verwendung als Rostentferner für Textilien.
Flusssäure wird auch zum „Etching“, dem Zerkratzen von Glasscheiben, häufig an Einrichtungen des Öffentlichen Personenverkehrs, verwendet (siehe dazu auch Scratching). Dabei kann es zu schweren Verletzungen der Haut und der Atemwege kommen, wenn Fahrgäste oder das Reinigungspersonal mit der Flüssigkeit in Berührung kommen.
Durch die Populärkultur, wie der US-Fernsehserie Breaking Bad, erlangte Fluorwasserstoffsäure zusätzliche Berühmtheit. Der Mythos, dass diese mühelos Leichen zersetzen kann, gilt allerdings als widerlegt.
Toxikologie
Flusssäure zeigt, je nach Exposition, nur lokale oder auch systemische Wirkung. Bei Konzentrationen über etwa 50 % treten Verätzungen des Gewebes auf. Aber auch niedrigere Konzentrationen können schwere Gewebeschäden verursachen. Da Flusssäure lipophil ist, kann sie die Haut durchdringen. In der Tiefe des Gewebes bildet sie schwer lösliches Calcium- und Magnesiumfluorid, die dadurch verursachte Störung des Elektrolythaushaltes schädigt Zellen und führt zu starken Schmerzen. Bei starker Exposition (Konzentration über 50 %, Exposition von mehr als 5 % der Körperoberfläche), Einatmen oder Verschlucken führt diese Störung auch zu systemischen Effekten wie Übelkeit, Erbrechen, Krämpfen, niedrigem Blutdruck, Herzrhythmusstörungen bis zu Herzstillstand. Die Symptome können insbesondere bei Kontakt mit niedrigkonzentrierter Flusssäure erst etliche Stunden später auftreten. Es wird davon ausgegangen, dass Fluorid-Ionen auch direkt toxisch für Herzmuskelzellen sind.
Aufgrund der Seltenheit von Unfällen mit Flusssäure fehlen große systematische Untersuchungen zur Behandlung. Bei Kontakt mit der Haut sollte diese gründlich mit Wasser gespült und anschließend mit Calciumgluconatgel eingerieben werden. Eine Unterspritzung mit Calciumgluconatlösung ist in der Literatur umstritten, ebenso die intraarterielle Gabe von Calciumgluconat zur Neutralisation der Flusssäure. Bei starker Exposition kann die chirurgische Entfernung des Gewebes notwendig sein. Bei Augenverletzungen hilft nur langes Spülen mit Wasser, auf keinen Fall darf Calciumgluconat angewendet werden. Bei Inhalation soll Sauerstoff und vernebelte Calciumgluconatlösung gegeben werden. Systemische Störungen des Elektrolythaushalts werden durch Infusionen mit Calciumgluconatlösung sowie Dialyse behandelt.
Weblinks
- Literatur von und über Flusssäure im Katalog der Deutschen Nationalbibliothek
- Schweizerisches Toxikologisches Informationszentrum: Verätzungen und Vergiftungen durch Flusssäure
Einzelnachweise
- Eintrag zu Fluorwasserstoffsäure in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 3. Januar 2023. (JavaScript erforderlich)
- A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, S. 449.
- Datenblatt Flusssäure bei Merck, abgerufen am 19. Januar 2011.
- Eintrag zu Hydrogen fluoride in der Datenbank ECHA CHEM der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 1. Februar 2016. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.
- Ein Überblick über die Fluorchemie. (PDF; 3,3 MB) 4. Ausgabe. Eurofluor, Dezember 2019, abgerufen am 23. Februar 2020.
- Patent DE10259934: Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus Niob oder Tantal durch elektrochemisches Ätzen und so erhältliche Formteile. Veröffentlicht am 20. Dezember 2002, Erfinder: Marianne Gottschling, Josua Löffelholz, Mathias Albert, Günter Sadowski.
- Buffered HF (BOE). In: microchemicals.com. Abgerufen am 23. Februar 2020 (englisch).
- BURNUS Rostentferner. (PDF) Produktbeschreibung. burnusHYCHEM GmbH, August 2007, archiviert vom (nicht mehr online verfügbar) am 18. Oktober 2018; abgerufen am 18. Oktober 2018.
- Polizeieinsatz in Berlin - Labor bestätigt Verdacht auf Flusssäure. In: Der Spiegel. 29. Januar 2013, abgerufen am 2. September 2024.
- 'MythBusters' proves 'Breaking Bad's' Walt needs some more schooling. Abgerufen am 17. Juni 2020 (englisch).
- Vorsicht – Lebensgefahr! Echt ätzend! In: Pankower Allgemeine Zeitung. 1. September 2013, abgerufen am 25. Juli 2023.
- GUIDELINES IN CASE OF EXPOSURE WITH HYDROGEN FLUORIDE (AHF) AND HYDROFLUORIC ACID (HF) EUROFLUOR (European Technical Committee for Fluorine). Abgerufen am 24. November 2022.
- Daniel McKee, Achilleas Thoma, Kristy Bailey, Joel Fish: A review of hydrofluoric acid burn management. In: . Band 22, Nr. 2, 2014, S. 95–98, PMID 25114621, PMC 4116323 (freier Volltext).
Autor: www.NiNa.Az
Veröffentlichungsdatum:
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Flusssaure auch Fluorwasserstoffsaure genannt zur Namensgebung siehe Fluorit ist die wassrige Losung von Fluorwasserstoff HF Flusssaure ist eine farblose stechend riechende hochgiftige Flussigkeit Sie greift selbst Glas stark an und wirkt stark atzend auf die Haut die Schleimhaute und die Bindehaut der Augen wobei schon eine geringe Exposition bspw durch dermale Aufnahme schnell zum Tod fuhren kann Eine Losung von 38 2 HF in Wasser bildet ein azeotrop siedendes Gemisch mit einem Siedepunkt von 112 C Flusssaure wird abhangig von der Konzentration entweder in Behaltern aus Kunststoff oder aus rostfreiem Stahl aufbewahrt AllgemeinesName FlusssaureAndere Namen FluorwasserstoffsaureSummenformel HF aq Kurzbeschreibung farblose FlussigkeitExterne Identifikatoren DatenbankenCAS Nummer 7664 39 3 Fluorwasserstoff PubChem 16211014DrugBank DB11072Wikidata Q209569EigenschaftenMolare Masse 20 01 g mol 1Aggregatzustand flussigDichte 1 14 g cm 3 38 Azeotrop Schmelzpunkt 44 C 38 40 Siedepunkt 112 C 38 Loslichkeit mischbar mit WasserSicherheitshinweiseGHS Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung EG Nr 1272 2008 CLP ggf erweitert GefahrH und P Satze H 300 310 330 314P 260 270 280 303 361 353 304 340 310 305 351 338 305 351 338MAK 1 ml m 3Wenn nicht anders vermerkt gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen 0 C 1000 hPa HerstellungGetrocknetes Fluoritpulver und Schwefelsaure werden zur Reaktion in den Drehrohrofen gegeben Die Temperatur der Ofengasphase wird auf etwa 280 C geregelt Das Nachreaktionsgas tritt in den Rohdestillationsturm ein um den grossten Teil der Schwefelsaure des Wassers und des Fluoritpulvers zu entfernen Die Temperatur des Turmkessels wird auf 100 bis 110 C geregelt und die Kopftemperatur betragt 35 bis 40 C Das rohe Fluorwasserstoffgas wird durch einen Entgasungsturm weiter in einen flussigen Zustand kondensiert und tritt dann in den Rektifikationsturm zur Rektifikation ein Der gereinigte Fluorwasserstoff wird von Wasser absorbiert so dass Flusssaure erhalten wird Die Reaktionsgleichungen lauten CaF2 H2SO4 2HF CaSO4 displaystyle ce CaF2 H2SO4 gt 2HF CaSO4 HF H2O F H3O displaystyle ce HF H2O gt F H3O Das Nebenprodukt Fluoroanhydrit findet in der Baustoffindustrie Verwendung Flusssaure fallt auch bei der Produktion von Phosphorsaure aus Fluorapatit an wobei der Reaktionsgang analog zum oben dargestellten ist jedoch unter Beteiligung von Phosphat Der hierbei analog anfallende Phosphorgips ist jedoch zumeist zu verunreinigt um wirtschaftlich nutzbar zu sein EigenschaftenFluorwasserstoff ist im Vergleich zu den anderen Halogenwasserstoffen eine schwache Saure pKs 3 14 Flusssaure greift Gold und Platin nicht an jedoch werden Tantal Silber Kupfer und Blei schwach angegriffen Flusssaure ist die einzige Saure die Quarz unter Bildung von Siliciumtetrafluorid oder Hexafluoridokieselsaure aufzulosen vermag SiO2 6HF H2 SiF6 2H2O displaystyle ce SiO2 6HF gt H2 SiF6 2 H2O VerwendungFur Flusssaure gibt es zahlreiche Verwendungszwecke in Industrie und Wissenschaft Die industrielle Gesamtproduktion in Europa betrug im Jahre 2015 uber 230 000 Tonnen Diese wurden in neun Produktionsstatten hergestellt Funf davon stehen in Deutschland Industrielle Verwendung Strukturformel von Polytetrafluorethylen Teflon Fluorchlorkohlenwasserstoffe FCKW werden vor allem in der Kaltetechnik und zur Verschaumung von Kunststoffen benutzt 60 der Flusssaure werden fur die Herstellung von Fluorkohlenstoffen FK benotigt Fluorpolymere sind Kunststoffe die sich durch ihre besondere Stabilitat auszeichnen Der bekannteste davon ist PTFE Teflon Metallgewinnung und verarbeitung Flusssaure ist dort z B ein Reaktionsprodukt um Aluminiumfluorid herzustellen oder wird bei der Gewinnung seltener Metalle wie Niob oder Tantal und bei der Oberflachenbehandlung von rostfreiem Edelstahl eingesetzt Ansonsten kommt Flusssaure in der Erdolindustrie als Katalysator in geringen Masse in der Arzneimittel und Pflanzenschutzmittelherstellung zum Einsatz Daruber hinaus wird die glasatzende Wirkung bei der Herstellung von Kristallglas zur Oberflachenpolierung genutzt Forschung und Wissenschaft Oberflachenanatzung Eierbecherstruktur In der Forschung ist Flusssaure unter anderem ein Atzmittel fur Siliciumdioxid Titan Niob Tantal oder Wolfram z B in der Mikrostrukturierung von Oberflachen Dort wird haufig eine mit Ammoniumfluorid gepufferte Flusssaure verwendet um den Ablauf des Atzprozess besser steuern zu konnen Daneben wird die Fahigkeit Silicate zu losen bei Aufschlussverfahren in der Analytik eingesetzt In der Palaontologie und Pollenkunde wird HF zum Freilegen von unempfindlichen Fossilien oder von Exinen benutzt Sonstige Verwendung Eine 10 wassrige Fluorwasserstofflosung findet Verwendung als Rostentferner fur Textilien Flusssaure wird auch zum Etching dem Zerkratzen von Glasscheiben haufig an Einrichtungen des Offentlichen Personenverkehrs verwendet siehe dazu auch Scratching Dabei kann es zu schweren Verletzungen der Haut und der Atemwege kommen wenn Fahrgaste oder das Reinigungspersonal mit der Flussigkeit in Beruhrung kommen Durch die Popularkultur wie der US Fernsehserie Breaking Bad erlangte Fluorwasserstoffsaure zusatzliche Beruhmtheit Der Mythos dass diese muhelos Leichen zersetzen kann gilt allerdings als widerlegt ToxikologieVeratzung durch Flusssaure an einer Hand Flusssaure zeigt je nach Exposition nur lokale oder auch systemische Wirkung Bei Konzentrationen uber etwa 50 treten Veratzungen des Gewebes auf Aber auch niedrigere Konzentrationen konnen schwere Gewebeschaden verursachen Da Flusssaure lipophil ist kann sie die Haut durchdringen In der Tiefe des Gewebes bildet sie schwer losliches Calcium und Magnesiumfluorid die dadurch verursachte Storung des Elektrolythaushaltes schadigt Zellen und fuhrt zu starken Schmerzen Bei starker Exposition Konzentration uber 50 Exposition von mehr als 5 der Korperoberflache Einatmen oder Verschlucken fuhrt diese Storung auch zu systemischen Effekten wie Ubelkeit Erbrechen Krampfen niedrigem Blutdruck Herzrhythmusstorungen bis zu Herzstillstand Die Symptome konnen insbesondere bei Kontakt mit niedrigkonzentrierter Flusssaure erst etliche Stunden spater auftreten Es wird davon ausgegangen dass Fluorid Ionen auch direkt toxisch fur Herzmuskelzellen sind Aufgrund der Seltenheit von Unfallen mit Flusssaure fehlen grosse systematische Untersuchungen zur Behandlung Bei Kontakt mit der Haut sollte diese grundlich mit Wasser gespult und anschliessend mit Calciumgluconatgel eingerieben werden Eine Unterspritzung mit Calciumgluconatlosung ist in der Literatur umstritten ebenso die intraarterielle Gabe von Calciumgluconat zur Neutralisation der Flusssaure Bei starker Exposition kann die chirurgische Entfernung des Gewebes notwendig sein Bei Augenverletzungen hilft nur langes Spulen mit Wasser auf keinen Fall darf Calciumgluconat angewendet werden Bei Inhalation soll Sauerstoff und vernebelte Calciumgluconatlosung gegeben werden Systemische Storungen des Elektrolythaushalts werden durch Infusionen mit Calciumgluconatlosung sowie Dialyse behandelt WeblinksCommons Hydrogen fluoride Sammlung von Bildern Videos und Audiodateien Literatur von und uber Flusssaure im Katalog der Deutschen Nationalbibliothek Schweizerisches Toxikologisches Informationszentrum Veratzungen und Vergiftungen durch FlusssaureEinzelnachweiseEintrag zu Fluorwasserstoffsaure in der GESTIS Stoffdatenbank des IFA abgerufen am 3 Januar 2023 JavaScript erforderlich A F Holleman E Wiberg N Wiberg Lehrbuch der Anorganischen Chemie 102 Auflage Walter de Gruyter Berlin 2007 ISBN 978 3 11 017770 1 S 449 Datenblatt Flusssaure bei Merck abgerufen am 19 Januar 2011 Eintrag zu Hydrogen fluoride in der Datenbank ECHA CHEM der Europaischen Chemikalienagentur ECHA abgerufen am 1 Februar 2016 Hersteller bzw Inverkehrbringer konnen die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern Ein Uberblick uber die Fluorchemie PDF 3 3 MB 4 Ausgabe Eurofluor Dezember 2019 abgerufen am 23 Februar 2020 Patent DE10259934 Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus Niob oder Tantal durch elektrochemisches Atzen und so erhaltliche Formteile Veroffentlicht am 20 Dezember 2002 Erfinder Marianne Gottschling Josua Loffelholz Mathias Albert Gunter Sadowski Buffered HF BOE In microchemicals com Abgerufen am 23 Februar 2020 englisch BURNUS Rostentferner PDF Produktbeschreibung burnusHYCHEM GmbH August 2007 archiviert vom Original nicht mehr online verfugbar am 18 Oktober 2018 abgerufen am 18 Oktober 2018 Polizeieinsatz in Berlin Labor bestatigt Verdacht auf Flusssaure In Der Spiegel 29 Januar 2013 abgerufen am 2 September 2024 MythBusters proves Breaking Bad s Walt needs some more schooling Abgerufen am 17 Juni 2020 englisch Vorsicht Lebensgefahr Echt atzend In Pankower Allgemeine Zeitung 1 September 2013 abgerufen am 25 Juli 2023 GUIDELINES IN CASE OF EXPOSURE WITH HYDROGEN FLUORIDE AHF AND HYDROFLUORIC ACID HF EUROFLUOR European Technical Committee for Fluorine Abgerufen am 24 November 2022 Daniel McKee Achilleas Thoma Kristy Bailey Joel Fish A review of hydrofluoric acid burn management In Band 22 Nr 2 2014 S 95 98 PMID 25114621 PMC 4116323 freier Volltext Halogenwasserstoffe und ihre wassrigen Losungen Halogenwasserstoffe Fluorwasserstoff Chlorwasserstoff Bromwasserstoff Iodwasserstoff Astatwasserstoff Halogenwasserstoffsauren Flusssaure Salzsaure Bromwasserstoffsaure Iodwasserstoffsaure Normdaten Sachbegriff GND 4209062 3 GND Explorer lobid OGND AKS LCCN sh85063411