Sendu inn spurningu

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Er hægt að geyma vetnisflúoríð á glerflösku ef það er ekki leyst upp í vatni?

Gerður er greinarmunur á HF á gasformi og HF í vatnslausn. HF á gasformi kallast vetnisflúoríð og er táknað með HF(g) en vatnslausn af vetnisflúoríði kallast flússýra (einnig kallað flúorsýra eða flúrsýra) og er táknuð með HF(aq).

Algengasta form vetnisflúoríðs er 40% lausn af HF í vatni. Slíkar lausnir eru seldar og geymdar á plastflöskum úr flúorinnihaldandi plastefnum einkum PTFE, sem er fjölliðað tetraflúoróetýlen eða öðru nafni teflon í daglegu tali. Ástæðan er sú að vatnslausn af vetnisflúoríði ætir venjulegt gler og leysir það upp með tímanum. Það sem gerist er að HF(aq) hvarfast við kísiltvíoxíð (SiO2) í glerinu og myndar kísiltetraflúoríð (SiF4) ásamt hexaflúorókísilsýru (H2SiF6) í breytilegum hlutföllum. Þessu hvarfi er lýst með jöfnum 1 og jöfnu 2.$$SiO2_{(s)} + 4HF_{(aq)} \rightarrow SiF_{4(aq)} + 2H_{2}O_{(l)}          (1)$$

$$SiF4_{(aq)} + 2HF_{(aq)} \rightarrow H_{2}SiF_{6(aq)}          (2)$$

Þennan eiginleika HF(aq) lausna er hægt að nota til að hreinsa glerílát af óhreinindum, sem venjuleg hreinsiefni vinna ekki á. Það sem þá gerist er að HF(aq) smýgur á milli óhreinindanna og yfirborðs glersins og flettir óhreinindunum ofan af glerinu fremur en að leysa þau upp. Í þessu samhengi er rétt að hafa í huga að í „venjulegu“ gleri, það er rúðugleri, glerflöskum og svo framvegis, er aðalburðarefnið kísiltvíoxíð (dæmigert um 75%) auk natríumoxíðs (Na2O) og kalsíumoxíðs (CaO). Hægt er að blanda ýmsum öðrum oxíðum saman við gler til að hafa áhrif á eiginleika þess. Það sem hér er sagt um gler á við um allt gler sem við getum kallað silikatgler og þar með einnig kvars, sem er hreint kísiltvíoxíð. Það er hins vegar hægt að framleiða glergerðir sem ekki innihalda kísiltvíoxíð en fyrirspurninni mun væntanlega ekki ætlað að ná yfir slíkt gler.

Hægt er að búa til alls konar glerlistaverk með því að láta flússýru æta glerið.

Spurningin er nú sú, hvað gerist ef ekkert vatn er til staðar? Í fljótu bragði mætti ætla að vatn sé nauðsynlegt til þess að HF nái að hvarfast við SiO2 í glerinu. Svo er þó ekki. HF gas (suðumark hreins HF er 19,5 °C) hvarfast við SiO2 í glerinu og myndar SiF4 og vatn samkvæmt jöfnu 3.$$SiO2_{(s)} + 4HF_{(g)} \rightarrow SiF_{4(g)} + 2H_{2}O_{(l)}          (3)$$

Eftir því sem meira vatn myndast, þeim mun hraðar gengur svo hvarfið áfram samkvæmt jöfnu 3. Auk þess er vert að benda á að á yfirborði venjulegs glers (silikatglers) er bundin þunn filma af vatnssameindum, sem erfitt er að fjarlægja til fulls. Því til viðbótar kemur að inni í öllu gleri eru vatnssameindir þannig að í raun er ekkert til sem hægt væri að kalla fullkomlega þurrt (vatnsfrítt) gler.

Niðurstaðan er því sú að vatnsfrítt vetnisflúoríð, sem sett er í glerflösku til geymslu, mun með tíð og tíma hvarfast við glerið og leysa það upp. Hvort gat kemur á flöskuna fer eftir magni vetnisflúoríðs, stærð flöskunnar og þykkt glersins. Í öllu falli mun vetnisflúoríð ekki geymast sem hreint efni í glerflösku.

Heimildir:
  • N.N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, Second Edition, kafli 17.2.1, Elsevier Butterworth-Heinemann, 1997.
  • Comprehensive Inorganic Chemistry, Vol. 1, kafli 15. Silicon, Pergamon Press, 1973.
  • Comprehensive Inorganic Chemistry, Vol. 2, kafli 25. Fluorine, Pergamon Press, 1973.
  • Glass - Wikipedia, the free encyclopedia. (Skoðað 19.08.2013).

Mynd:

Útgáfudagur

29.1.2014

Spyrjandi

Andri Snær Ólafsson Lukeš

Höfundur

Ingvar Árnason

prófessor emeritus

Tilvísun

Ingvar Árnason. „Er hægt að geyma vetnisflúoríð á glerflösku ef það er ekki leyst upp í vatni?“ Vísindavefurinn, 29. janúar 2014. Sótt 19. ágúst 2019. http://visindavefur.is/svar.php?id=53857.

Ingvar Árnason. (2014, 29. janúar). Er hægt að geyma vetnisflúoríð á glerflösku ef það er ekki leyst upp í vatni? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=53857

Ingvar Árnason. „Er hægt að geyma vetnisflúoríð á glerflösku ef það er ekki leyst upp í vatni?“ Vísindavefurinn. 29. jan. 2014. Vefsíða. 19. ágú. 2019. <http://visindavefur.is/svar.php?id=53857>.

Chicago | APA | MLA

Sendu inn spurningu
eða

Vísindadagatalið

Gísli Kort Kristófersson

1978

Gísli Kort Kristófersson er dósent í hjúkrunarfræði við Háskólann á Akureyri ásamt því að starfa sem sérfræðingur í geðhjúkrun. Hann hefur m.a. rannsakað núvitund, geðheilbrigði fanga og áfengis og vímuefnanotkun íslenskra unglinga.