3.Związki fluorowców z wodorem
Fluorowce łączą się z wodorem dając fluorowcowodory HX. Fluorowodór i chlorowodór otrzymuje
się działając stężonym kwasem siarkowym na odpowiednie sole. Do otrzymania fluorowodoru
służy fluoryt CaF

2

:

CaF

2

+ H

2

SO

4

→CaSO

4

+ 2HF

Chlorowodór dla celów laboratoryjnych najdogodniej jest otrzymywać z salmiaku NH

4

Cl,gdyż

powstający wodorosiarczan amonowy NH

4

HSO

4

jest dobrze rozpuszczalny i wywiązywanie HCl

przebiega dzięki temu bardziej równomiernie. Dla celów przemysłowych jako surowiec do
otrzymywania chlorowodoru służy NaCl. Produktem reakcji zachodzącej na zimno jest
wodorosiarczan sodu NaHSO

4

i HCl

NaCl+ H2SO

4

→NaHS

4

+ HCl

W temp. ciemnego żaru reakcja postepuje dalej:
NaCl+NaHSO

4

→Na

2

SO

4

+ HCl

W zakładach przemysłowych otrzymuje się także HCl przeprowadzając bezpośrednia syntezę z
pierwiastków,spalając wodór w chlorze.
Metod polegających na działaniu H

2

SO

4

na odpowiednie halogenki nie można stosować w celu

otrzymania bromowodoru i jodowodoru,ponieważ związki te mogą się utleniać pod wpływem stęż.
H

2

SO

4

. Dla otrzymania HBr kwas siarkowy można zastąpić fosforowym. Najczęściej jednak HBr i

HI otrzymuje się w wyniku hydrolizy trój bromku lub trój jodku fosforu. W przypadku syntezy
bromowodoru wkrapla się brom do mieszaniny czerwonego fosforu i wody:
2P +Br

2

→2PBr

3

PBr

3

+ 3H

2

O →H

3

PO

4

+3HBr

W analogicznym procesie otrzymywania jodowodoru wkrapla się wodę do mieszaniny fosforu i
jodu.

Wiązania chemiczne występujące w cząsteczkach tych związków mają w przeważającym stopniu
charakter kowalencyjny. Udział wiązania jonowego jest największy w przypadku HF,ponieważ
fluor jest najbardziej elektroujemnym spośród halogenów.
Z wysoką elektroujemnością fluoru i momentem dipolowym fluorowodoru,znacznie większym niż
pozostałych chlorowcowodorów wiąże się zdolność cząsteczek HF do asocjacji na skutek
wytwarzania się wiązań wodorowych. Asocjacja HF prowadzi do powstania zygzakowatych
łańcuchów,obecnych w zestalonym fluorowodorze.

Fluorowodór ma najwyższą temp. wrzenia (19,9 ºC) spośród wszystkich halogenowodorów. Jest to
spowodowane asocjacją HF. Tak więc w warunkach normalnych tylko HF jest cieczą,a reszta
halogenowodorów gazami.
Wszystkie cztery halogenowodory dobrze rozpuszczają się w wodzie. HF miesza się z nią w
każdym stosunku,pozostałe dają natomiast roztwory,które po nasyceniu pod ciśnieniem gazu
równym 1 atmosferze,wykazują różne stężenia. Podczas destylacji rozcieńczonych roztworów
fluorowcowodorów otrzymuje się destylat bogatszy w wodę niż ciecz wrząca,kwas ulega więc
zagęszczeniu. W trakcie destylacji roztworów stężonych obserwuje się zjawisko odwrotne,pary są
bogatsze we fluorowcowodór,a kwas ulega rozcieńczeniu. Dla każdego z roztworów istnieje jednak
stężenie zwane stężeniem azeotropowym,przy którym skład destylatu i cieczy jest jednakowy.
W roztworach wodnych halogenowodory ulegają dysocjacji elektrolitycznej wg równania:
HX+H

2

O↔ H

3

O

+

+X

-

Kwas fluorowodorowy jest kwasem umiarkowanie słabym,a pozostałe kwasy zaczynając od HCl są
bardzo mocne. Moc kwasu zależy od promienia atomowego fluorowca,który wzrasta w miarę

wzrostu liczby atomowej.
W wodnych roztworach HF część anionów fluorkowych F

-

łączy się z obojętnymi cząsteczkami

kwasu dając aniony FHF

-

F

-

+HF ↔ HF

2

-

Anion wodorofluorkowy występuje też w stałych wodorofluorkach (kwaśnych fluorkach), np. w
wodorofluorku potasu KHF

2

. Znane są ponadto kwaśne fluorki wywodzące się od jeszcze silniej

spolimeryzowanych postaci fluorowodoru, jak KF·2HF oraz KF·3HF. Pozostałe fluorowcowodory
nie ulegają polimeryzacji i nie tworzą soli kwaśnych..
Ważna cechą różniącą fluorowcowodory są ich właściwości redukujące. HF nie ulega działaniu
żadnych środków utleniających,HCl daje się utlenić mocnymi środkami utleniającymi(KMnO

4

,

KClO

3

,a także stężonym kwasem azotowym). Najłatwiej utlenieniu ulega HI,który jest uważany za

dość skuteczny środek redukujący.
Zastosowanie
Spośród związków fluorowców z wodorem najwięcej zastosowań ma HCl, który należy do kwasów
mineralnych używanych w przemyśle chemicznym i spożywczym oraz w laboratoriach.
Zastosowania HF wiążą się przede wszystkim z jego zdolnością do trawienia szkła. Pod wpływem
zarówno gazowego,jak i ciekłego roztworu HF, krzemionka SiO

2

,wolna i związana (krzemiany),

ulega przemianie w łatwo lotny czterofluorek krzemu SiF4:
SiO

2

+4HF↔ SiF

4

+ 2H2O

Właściwość tą wykorzystuje się w analizie krzemianów.
Nagryzanie szkła przez HF powoduje,że jego roztworów nie można przechowywać z butelkach
szklanych. Używa się do tego celu naczyń z parafiny lub organicznych mas plastycznych.
Kwas fluorowodorowy jest silnie toksyczny,a jego roztwory wywołują trudno gojące się oparzenia
ciała. HF ma tez właściwości bakteriobójcze i dlatego używa się jego rozcieńczonych roztworów do
celów dezynfekcyjnych. Fluorki stosuje się ponadto do impregnacji drewna.

Magdalena Majewska