Flusssäure

Wikipedia:Redaktion Chemie/ausgeblendete Strukturformel

Allgemeines
Name	Flusssäure
Andere Namen	Fluorwasserstoffsäure Flußsäure
Summenformel	HF (aq)
CAS-Nummer	7664-39-3
Kurzbeschreibung	farblose Flüssigkeit[1]
Eigenschaften
Molare Masse	20,01 g·mol−1
Aggregatzustand	flüssig
Dichte	1,14 g·cm−3 (38 %, Azeotrop)[2]
Schmelzpunkt	−44 °C (38–40 %)[3]
Siedepunkt	112 °C (38 %)[2]
Löslichkeit	mischbar mit Wasser[1]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [4] Gefahr H- und P-Sätze H: 330-310-300-314 P: 260-​264-​280-​284-​301+310-​302+350Vorlage:P-Sätze/Wartung/mehr als 5 Sätze [1] EU-Gefahrstoffkennzeichnung [5] aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [4] Sehr giftig Ätzend (T+) (C) R- und S-Sätze R: 26/27/28-35 S: (1/2)-7/9-26-36/37-45
MAK	1 ml·m−3[1]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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Flusssäure, auch Fluorwasserstoffsäure genannt (zur Namensgebung siehe Fluorit), ist die wässrige Lösung von Fluorwasserstoff (HF). Flusssäure ist eine farblose, stechend riechende Flüssigkeit. Sie greift Glas stark an (Glasätzen) und wirkt stark ätzend auf die Haut, die Schleimhäute und die Bindehaut der Augen. 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 Kunststoff- oder in Edelstahl-Behältern aufbewahrt.

Gewinnung und Darstellung

In der Technik wird durch Erhitzen von Calciumfluorid mit rauchender Schwefelsäure zunächst Fluorwasserstoffgas erzeugt, das nach dem Waschen in Schwefelsäure in Wasser eingeleitet Flusssäure ergibt:

$ \mathrm {CaF_{2}+H_{2}SO_{4}\longrightarrow 2\ HF+CaSO_{4}} $

$ \mathrm {HF+H_{2}O\longrightarrow \ F^{-}+H_{3}O^{+}} $

Das Nebenprodukt Gips findet in der Baustoffindustrie Verwendung.

Eigenschaften

Fluorwasserstoff ist im Vergleich zu den anderen Halogenwasserstoffen eine schwache Säure (pK_s = 3,19). Flusssäure greift Gold und Platin nicht an, jedoch Tantal. Silber, Kupfer und Blei werden nur schwach angegriffen. Flusssäure ist die einzige Säure, die Quarz unter Bildung von Siliciumtetrafluorid oder Hexafluoridokieselsäure aufzulösen vermag.

$ \mathrm {SiO_{2}\ +\ 4\ HF\longrightarrow SiF_{4}\ +\ 2\ H_{2}O} $

Verwendung

Flusssäure wird zum Ätzen von Glas und Metallen eingesetzt. Glas kann sowohl mattiert, als auch blank geätzt werden. In der Glasmalerei werden mit Hilfe von Flusssäure gezielt Farbschichten von einem Glasträger entfernt, z. B. bei Überfangglas, welches einen weißen oder durchsichtigen Träger besitzt mit einer dünnen Schicht farbigen Glases darauf, oder bei Glas, welches mit Glasfarben bemalt wurde.

Sie ist das am häufigsten verwendete Ätzmittel in der Halbleiterproduktion, wo sie unter anderem zur Entfernung von Siliciumdioxid verwendet wird. Daneben wird sie auch in der Galvanik und zum Auflösen von Quarzkrusten auf Fluoriten verwendet. Dabei bleibt der Fluorit unangetastet. In den Geowissenschaften wird Flusssäure in der Analytik verwendet, um Silikate in Lösung zu bringen.

Ein weiteres Anwendungsgebiet findet Flusssäure bei der Veredelung von Benzinen nach dem sogenannten Alkylierungsverfahren. Mit HF als Katalysator lassen sich dabei hochoktanige Kraftstoffe herstellen. Ebenso wird HF in der Uran-Anreicherung benötigt. Flusssäure findet des Weiteren in der Erdölindustrie Verwendung, wo sie in Verbindung mit Salzsäure oder organischen Säuren zur Stimulation von Sandsteinformationen eingesetzt wird. Dabei löst Flusssäure nicht den Sandstein selbst, sondern produktionshemmende Lehmpartikel.

In hochwertigen Zahnpflegeprodukten sind Aminfluoride enthalten, die durch die Reaktion von Aminen mit Flusssäure gebildet werden. Eine 10 % wässrige Fluorwasserstofflösung findet Verwendung als Rostentferner für Textilien.^[6]

Flusssäure wird auch für Scratching (Streetart), besonders an Glasscheiben im Öffentlichen Verkehr, verwendet. Dabei kommt es auch zu, teils schweren, Verletzungen der Haut und Atemwege, wenn Fahrgäste oder das Reinigungspersonal damit in Berührung kommen.^[7]

Biologische Bedeutung

Flusssäure ist ein starkes Kontaktgift. Ihre Gefährlichkeit wird dadurch erhöht, dass sie wegen ihrer hohen Lipidlöslichkeit von der Haut sofort resorbiert wird. Dadurch ist eine Verätzung tieferer Gewebeschichten und sogar der Knochen möglich, ohne dass die Haut äußerlich sichtbar verletzt ist. Durch sofortiges Unterspritzen des kontaminierten Gewebes mit Calciumgluconat-Lösung kann einem tieferen Eindringen entgegengewirkt werden.

Eine handtellergroße Verätzung durch 40-%-ige Flusssäure ist in aller Regel durch resorptive Giftwirkung tödlich. Besonders gefährlich ist, dass ein warnender Schmerz oft erst mit einer Verzögerung von mehreren Stunden auftritt. Schmerzstillende Mittel, selbst Betäubungsmittel wie Morphin und Fentanyl, sind hierbei fast wirkungslos.

Neben der ätzenden Wirkung trägt zur Gefährlichkeit von Flusssäure bei, dass die Fluoridionen den Calcium- und Magnesiumstoffwechsel blockieren und wichtige Enzyme hemmen. Dies führt zu akut bedrohlichen Stoffwechselstörungen, die unter multiplem Organversagen tödlich verlaufen können.^[8] Flusssäure schädigt auch das Nervensystem.

Einzelnachweise

Weblinks

Commons: Hydrogen fluoride – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

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• Weitere Informationen über HF der Giftinfo Mainz
• Weitere Informationen vom Schweizerischen Toxikologischen Informationszentrum (PDF-Datei; 59 kB)