Fluorwasserstoff

Fluorwasserstoff ist bei Zimmertemperatur ein farbloses, stechend riechendes und sehr giftiges Gas. In der wasserfreien Form liegt es unterhalb des Siedepunktes von 19,5°C als rauchende Flüssigkeit vor.

Wässrige Lösung und wasserfreie Form

Fluorwasserstoff lässt sich in fast jedem Verhältnis mit Wasser mischen. Diese wässriger Lösung, die Flusssäure, hat große anwendungstechnische Bedeutung. Flusssäure ist sehr giftig, und diese Wirkung wird - abgesehen von der Gewebeschädigung als Säure - durch gelöste F^--Ionen hervorgerufen. Für alle diese Themenbereiche sei auf den Artikel zur Fluorwasserstoffsäure verwiesen, während dieser Artikel sich nur mit wasserfreiem HF beschäftigt.

Chemische Eigenschaften

Entscheidend für das Verhalten des Fluorwasserstoffs ist die extrem hohe Elektronegativität des Fluors (die höchste aller Elemente). Die Strukturformel lautet H-F, wobei offensichtlich ein Dipol mit starker negativer Partialladung beim Fluor-Atom gegeben ist. Durch Wasserstoffbrückenbindungen bilden sich Komplexe wie etwa H₆F₆. Der hohe Siedepunkt (19,5°C, HCl siedet beispielsweise schon bei -85,05°C) ist analog zum Wasser auf diese Bindungskräfte zurückzuführen.

Während die wässrige Lösung, die Flusssäure, nur eine schwache Säure ist, so ist reines (wasserfreies!) HF eine der stärksten bekannten Säuren (nach Brönstedt) und dissoziert folgendermaßen:

$\mathrm {\begin{matrix}2HF&\leftrightarrow &H_{2}F^{+}+F^{-}\\F^{-}+nHF&\leftrightarrow &HF_{2}^{-}+H_{2}F_{3}^{-}+H_{3}F_{4}^{-}\ \dots \end{matrix}}$

HF ätzt Glas und reagiert auch mit anderen Silikaten zu gasförmigem SiF₄:

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

Technische Bedeutung

Herstellung

Fluorwasserstoff wird durch die Reaktion seiner Salze, den Fluoriden, mit konzentrierter Schwefelsäure hergestellt:

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

Anwendung findet diese Reaktion auch beim Nachweis von Fluoriden mittels der Kriechprobe.

Achtung: Aufgrund der starken Reizwirkung von Fluorwasserstoff sollten alle Versuche, bei denen dieser auch nur in geringsten Mengen freigesetzt wird, im Abzug durchgeführt werden!

Verwendung

Fluorwasserstoffgas findet Verwendung bei der Herstellung von Fluorkohlenwasserstoffen, Aluminiumfluorid, synthetischem Kryolith (Eisstein, Na₆[AlF₆]), Uranhexafluorid, anderen Fluorverbindungen, Flusssäure, beim Herstellungsprozess von Tensiden und in der Farbstoffchemie. Außerdem erhält man bei der Elektrolyse von HF unter bestimmten Bedingungen elementares Fluor (F₂).

Flüssiger Fluorwasserstoff wird als Katalysator bei der Benzinherstellung, als Lösungsmittel, in der organischen Chemie für die Substitution mit Fluor und in der Tieftemperaturtechnik eingesetzt.