フッ化水素酸はなぜ弱酸なのですか？

フッ化水素酸、HF(aq) は腐食性の高い酸ですが、弱酸と見なされます。その理由を知るには、酸とは何か、その性質、存在する酸の種類、フッ化水素酸の性質を理解する必要があります。

酸は何ですか

酸は、水溶液中で水素イオンを提供する物質です。酸味があり、固体または液体であることが特徴です。また、塩基を中和し、金属を溶解することもできます。

さらに、それらは 7 未満の pH 値を持ち、リトマス試験紙や溶液などの pH 指示薬と接触すると反応し、さまざまな色合いの赤色に変化します。

それらは電気の良導体でもあり、活性金属と反応すると水素塩を形成することができます。それらは腐食性が高く、皮膚の火傷を引き起こす可能性があります。

酸は、ガスが水素と反応するとき、または非金属酸化物が水と反応するときに形成されます。

強酸と弱酸

酸は強酸と弱酸に分けることができます。強酸は、水中で完全に解離し、水素イオンを提供しますが、それらを受け入れません。強酸の一般的な例としては、塩酸 (HCl)、硫酸 (H2SO4)、および硝酸 (HNO ₃ ) があります。
強酸とは異なり、弱酸は水素イオンを提供し、それらを受け入れることができるため、酸塩基バランスが作成されます。それらは水中で完全に解離しません。このグループには、ほとんどの有機酸が属します。

フッ化水素酸に加えて、弱酸の一般的な例としては、酢酸、CH ₃ -COOH (C2H ₄ O ₂ )、クエン酸 (C ₆ H ₈ O ₇ )、ホウ酸 (H ₃ BO ₃ )、炭酸 ( H ₂ CO ₃ )、リン酸(H ₃ PO ₄ )、硫化水素(H ₂ S)、およびリン酸アンモニウム(NH4)H2PO4として知られる塩。

フッ化水素酸とは

式がHF（aq）であるフッ化水素酸は、フッ素、水素、および水からなる化合物です。それは水素酸と見なされ、透明で無色です。刺激臭があり、非常に腐食性があり危険です。実際、ガラス、セメント、金属、皮革、エナメル、その他の素材を分解することができます。このため、非常に低温でプラスチック容器に慎重に保管または輸送されます。

フッ化水素酸が弱酸と見なされる理由

フッ酸は金属を溶かしたり、ガラスを腐食させたりしますが、弱酸とされています。この分類の理由を理解するには、弱酸と強酸に関する以前の概念とそれらの違いを考慮する必要があります。

フッ化水素酸の場合、水溶液中で水素陽イオン ( H ⁺ ) とフッ素陰イオン ( F ^– ) に解離し、次の化学式で示されるように酸塩基平衡を形成します。

HF ⇌ H ⁺ + F ^–

フッ化水素酸の結合強度は、他の同様の化合物の酸によって形成される結合よりも高いです。これは、HF 結合が壊れにくく、強酸のように完全に解離しないことを意味します。

弱酸の強さは、その解離と密接に関係しています。解離すればするほど、酸は強くなります。弱酸の強さを知り、フッ化水素酸が弱酸であるかどうかを判断するには、酸解離定数、K _aを考慮に入れる必要があります。この測定値は、「酸性定数」または「酸イオン化定数」としても知られています。溶液中の酸の強さを測定します。

pKa 値が 2 未満の酸は、強酸と見なされます。弱酸は、水中で 2 ～ 12 の pKa 値を持ちます。フッ化水素酸の酸性度は 3.17 pKa であるため、弱酸です。

酸の強さは、次の特性に基づいて決定することもできます。

• 電気陰性度: 要素の電気陰性度が高いほど、酸を形成する傾向が大きくなります。逆に、電気陰性度が低い元素は、より塩基性の化合物を形成する傾向があります。
• 原子半径: イオン半径が大きい元素ほど酸性度が低くなります。

フッ化水素酸の用途と用途

フッ化水素酸は危険ですが、業界ではさまざまな用途があります。ガラス、アルミニウム、ステンレス鋼のエッチングと研磨、およびこれらのアイテムの研磨に使用されます。

また、石英の精製、チタンの処理、ウラン同位体の分離、有機および無機化合物の製造にも使用されます。もう 1 つの一般的な用途は、蛍光灯、殺虫剤、燃料、プラスチックの製造です。

フッ化水素酸を使用するリスク

フッ化水素酸は、皮膚に接触したり、飲み込んだり、吸入したりすると、重大な損傷を引き起こす可能性がある、非常に腐食性が高く有毒な苛性化学物質です。この酸にさらされた場合は、直ちに医師の診察が必要です。

参考文献

• ピーターソン、WR 化学物質の命名法。（2020）。スペイン。反転しました。
• アトキンス; ジョーンズ。化学の原理。(2012 年、第 5 版)。パナメリカン・メディカル・エディトリアル。入手可能: https://www.berri.es/pdf/PRINCIPIOS%20DE%20QUIMICA%E2%80%9A%20Los%20caminos%20del%20descubrimiento/9789500602822
• バレンシア大学。フッ化水素酸の使用。PDF ファイルは、https: //www.uv.es/preven/recursos/preguntes/protocols/protocol_us_acid_fluorhidric_sp.pdfで入手できます。