Fluorowodór, HF (H2F2)

Ciężar cząst. 20,008 (40,016), tt. = -83,1°C, tw. = + 19,54°C, t. kryt. « + 188°C ciepło topnienia = 1,094, kcal/g-cz., ciepło parowania = 1,79 kcal/g-cz., dr2 = = 0,991 g/ml.

Fluorowodór otrzymuje się zazwyczaj przez ogrzewanie fluorku wapniowego ze stężonym kwasem siarkowym: CaF2 + HaS04 = CaS04 -[- 2HF. W stanie zupełnie czystym powstaje on podczas ogrzewania bezwodnego wodorofluorku (kwaśnego fluorku) potasowego: RHF2 = KF + HF.

Fluorowodór jest w zwykłej temperaturze cieczą bezbarwną, ruchliwą, nieco tylko lżejszą od wody, wrzącą pod normalnym ciśnieniem temp. ok. 20°C. Z pomiarów gęstości pary fluorowodoru bezpośrednio powyżej temperatury wrzenia wynika dla niego ciężar cząsteczkowy przeszło 50. W miarę wzrostu temperatury maleje on stopniowo, aż około 90°C osiąga wartość odpowiadającą prostemu wzorowi HF (tabl. 34).

Dowodzi to, że fluorowodór ma dużą skłonność do asocjacji, tj. łączenia się pojedynczych cząsteczek za pomocą wiązań wodorowych.

Jedynie w temperaturach niższych tworzą się zespoły jeszcze większe. Skłonność do asocjacji występuje w jeszcze silniejszym stopniu w stanie ciekłym. Powłoka elektronowa fluoru w cząsteczce HF dzięki małej średnicy atomu w nieznacznym tylko stopniu ulega deformacji pod wpływem protonu, wobec czego cząsteczka HF charakteryzuje się dużym momentem dipolowym (1,9 D). W związku z tym stoi wysoka wartość stałej dielektrycznej ciekłego fluorowodoru, niewiele różniąca się od stałej dielektrycznej wody. Wskutek tego wiele substancji rozpuszczając się w ciekłym fluorowodorze ulega daleko posuniętej dy- socjacji elektrolitycznej. Podobnie jednak jak woda, sam fluorowodór w stanie skroplonym prądu elektrycznego prawie nie przewodzi.

Wskutek łatwości asocjacji fluorowodoru na cząsteczki podwójne wzór jego podaje się często w postaci H2F2. Fluorowodór miesza się z wodą w każdym stosunku. Mieszanina zawierająca 35,4% wagowych HF tworzy azeotrop ujemny wrzący w 120°C (według innych danych azeotrop zawiera 37,5% HF i wrze w 109°C).

Ciężar cząsteczkowy fluorowodoru w stężonych roztworach wodnych odpowiada wzorowi podwojonemu. W roztworach rozcieńczonych następuje dysocjacja na jony, jednakże w stopniu niezbyt wielkim. Fluorowodór w wodnych roztworach jest więc kwasem, lecz raczej słabym. Jony F- łączą się częściowo z niezdysocjonowanymi cząsteczkami HF na jony HF2. Dzięki temu kwas fluorowodorowy tworzy nie tylko sole normalne, fluorki M’F, lecz również i sole kwaśne, wodorofluorki MIHF2, na podobieństwo kwasów dwuzasadowych (M1 oznacza tu atom metalu jednowartościowego).