Flusssäure

Was ist Flusssäure?

Flusssäure (englisch: hydrofluoric acid) ist eine wässrige Lösung des Gases Fluorwasserstoff. Deshalb nennst du die Säure auch Fluorwasserstoffsäure. Die Flusssäure-Formel lautet daher in der Chemie HF_(aq).

Die Säure ist sehr giftig und wirkt stark ätzend auf unsere Haut. Deswegen kann es auch zu Verätzungen durch Flusssäure kommen. 

Dennoch wird die Fluorwasserstoffsäure in der Industrie vielfältig eingesetzt, weil sie dort sehr nützlich sein kann. Ein Beispiel dafür ist die Herstellung von Fluorkohlenstoffen (Tetrafluorethylen C₂F₄).

Flusssäure Eigenschaften

Wir haben dir einige physikalische und chemische Eigenschaften der Flusssäure zusammengestellt:

• Molare Masse: Die molare Masse von HF_(aq) beträgt 20,01 g/ mol.
• Dichte : Die Säure hat eine Dichte von 1,14 g/cm³.
• pH-Wert : Flusssäure hat einen pH-Wert von 3,27.
• pK_S-Wert : Der pK_S-Wert von Flusssäure beträgt 3,14. Damit kannst du sie zu den mittelstarken Säuren zählen. 
• Schmelzpunkt: Bei -44°C schmilzt die Säure.
• Siedepunkt: HF siedet bei +112°C.
• Aussehen: Fluorwasserstoffsäure ist eine farblose Flüssigkeit. 
• Geruch: Sie hat einen stechenden Geruch.
• Löslichkeit: Die Säure ist vollständig mischbar mit Wasser.
• Besonderheit: Fluorwasserstoffsäure ist hochgiftig — sie gehört damit zu den zahlreichen giftigen Säuren . Sie kann auf deiner Haut deshalb starke Verätzungen hervorrufen und sogar deine Knochen zersetzen! Außerdem greift die Flusssäure auch Glas an. Du kannst die Flusssäure neutralisieren , indem du eine Mischung aus Kalk (Calciumhydroxid-Suspension) und Wasser darauf gibst.

Flusssäure Verätzung

Du kannst die Säure als starkes Kontaktgift einstufen. Sie wird nämlich von deiner Haut sofort aufgenommen. So kann die Fluorwasserstoffsäure nicht nur tiefere Gewebeschichten, sondern sogar Knochen verätzen! Und das ohne, dass du es von außen erkennen kannst.

Solltest du in Kontakt mit der Säure gekommen sein, kann eine sofortige Spritze einer Calciumgluconat-Lösung (C₁₂H₂₂CaO₁₄ · H₂O) helfen. 

Solltest du allerdings von einer 40-prozentigen Flusssäure eine etwa handtellergroße Verätzung haben, kann diese tödlich wirken! Ein großes Problem dabei ist, dass der warnende Schmerz oft erst Stunden nach der Verätzung auftritt.

Ein weiterer Grund, warum die Säure extrem gefährlich ist, sind die Fluorid-Ionen (F^–). Sie blockieren nämlich den Calcium- und Magnesiumstoffwechsel, wodurch wichtige Enzyme gehemmt werden. Das führt zu Stoffwechselstörungen, die zum Versagen deiner Organe führen können. Sie können dann auch tödlich enden.

Zudem schädigt die Fluorwasserstoffsäure auch dein Nervensystem .

Flusssäure Verwendung

Trotz der giftigen Wirkung wird die Fluorwasserstoffsäure häufig in der Industrie und Wissenschaft eingesetzt. Wir haben dir einige Beispiele aufgelistet:

Industrie

• Synthesestoff: Ungefähr 60 % der Flusssäure wird zur Herstellung von Fluorkohlenstoffen wie Tetrafluorethylen (C₂F₄) eingesetzt. Aber auch Aluminiumfluorid (AlF₃) oder Bortrifluorid (BF₃) können mithilfe der Säure produziert werden. Aluminiumfluorid ist ein Flussmittel bei der Aluminiumherstellung und Bortrifluorid wird zur Herstellung und Trennung von radioaktiven Isotopen (unterschiedlich schwere Atome des gleichen Elements) in der Kernphysik verwendet.
• Metallgewinnung: Hier wird die Säure eingesetzt, um seltene Metalle wie Niob (Nb) oder Tantal (Ta) herzustellen.
• Oberflächenpolierung: Da Flusssäure auf Glas eine ätzende Wirkung hat, kann sie bei der Herstellung von Kristallglas als Oberflächenpolierung genutzt werden.

Wissenschaft

• Ätzmittel: In der Forschung wird die Säure öfter als Ätzmittel für z. B. Siliciumdioxid (SO₂), Titan (Ti), Niob (Nb), Tantal (Ta) oder Wolfram (W) verwendet. Das ist unter anderem in der Mikrostrukturierung (Herstellen von Mikrochips) von Oberflächen notwendig.
• Lösen von Silicaten: Unter Silicaten verstehst du Salze und Ester (R-COO-R) der ortho-Kieselsäure (Si(OH)₄). Fluorwasserstoffsäure hat die Fähigkeit, Silicate zu lösen. Das ist bei Aufschlussverfahren in der Analytik von Vorteil. Unter dem Aufschlussverfahren verstehst du einen Prozess, bei dem schwerlösliche Stoffe wasser- oder säurelöslich gemacht werden.

Sonstiges

• Rostentferner: Du kannst eine 10-prozentige Fluorwasserstofflösung zum Entfernen von Rost aus Textilien nutzen.
• „Etching“: Darunter verstehst du das Zerkratzen und Bemalen von Glasscheiben (Graffiti). Gerade in Einrichtungen des öffentlichen Personenverkehrs wird die Flusssäure dafür oft von Passanten hergenommen.

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Flusssäure Herstellung

Du kannst Fluorwasserstoffsäure im Labor herstellen. Dafür musst du zunächst Fluorwasserstoff (HF) produzieren. Das erhältst du, wenn du Calciumfluorid (CaF₂) mit Schwefelsäure (H₂SO₄) bei ca. 300°C miteinander reagieren lässt:

Neben Fluorwasserstoff entsteht auch Calciumsulfat (CaSO₄). 

Um die Säure zu erhalten, muss der Fluorwasserstoff in Wasser gelöst werden:

Du kannst Flusssäure also nicht in einem Schritt gewinnen, sondern musst erst das Gas, aus dem sie besteht, herstellen. Das ist auch bei der Salzsäure der Fall. Schau dir direkt unser Video dazu an, um zu erfahren, wie genau das funktioniert!