اسید فلوئوریدریک (HF)

دانلود اسید فلوئوریدریک:pdf

اسید فلوئوریدریک (HF):

اسید فلوئوریدریک مایعی بی رنگ است که  در آزمایشگاه از خلوص ۴۰ – ۳۸ درصد و دانسیته ۱.۱۳ استفاده می شود. بدلیل سمی بودن در اثر تنفس، بلعیدن، و تماس با پوست بدن، اثرات نامطلوب شدیدی برجای می‌گذارد. اگر با پوست بدن تماس پیدا کند ممکن است خطرات جدی و زخمهای دردناک ایجادکند. سوختگی با این اسید تا ساعتها پس از تماس با آن آشکار نمی‌شود. این ماده با علامت +T و C مشخص شده است که نشان می‌دهد این ماده بشدت سمی می‌باشد، و روی پوست بدن تاثیر دارد.

هیدروفلوئوریک اسید محلول هیدروژن فلوئورید در آب است که میتوان از آن به عنوان منبع با ارزشی از فلوئور یاد کرد.

هیدروژن فلوئورید نیز به شکل بسیار سمی بوده و به سرعت به ریه ها و چشم ها آسیب می زند و محلول آن در آب نیز به شدت سمی و میتواند سوختگی عمیق بدون درد را ایجاد کند.

این ماده یک ترکیب شیمیایی معدنی است که با سایر اسید های دیگر متفاوت بوده و  به دو صورت بدون آب و محلول در آب (محلول هیدروژن فلوئورید در آب) وجود دارد. ویژگی ظاهری این دو نوع ترکیب شفاف، بیرنگ و بسیار خورنده بودنشان است.  این ماده به دلیل خورندگی، می تواند بسیاری از مواد به خصوص  اکسیدها و شیشه ها را در خود حل کند ( بدلیل ایجاد پیوند قوی بین آنیون های فلوئوراید و مولکول های سیلیکون شیشه، می تواند شیشه را در خود حل کند)، به همین دلیل این ترکیب را در ظرف های پلاستیکی نگهداری می کنند.
این ترکیب ماده اولیه  برای تولید ترکیبات مهمی از جمله داروها و پلیمر ها مانند تفلون  می باشد. یکی از کاربردهای این ماده استفاده از آن برای حکاکی بر روی شیشه و فلزات است.

هیدروفلوئوریک با لعاب شیشه، سفال، بتن، لاستیک و بسیاری از فلزات واکنش نشان میدهد و گاز هیدروژنی که پس از واکنش با فلزات ایجاد میشود خطرناک و حالت انفجاری دارد.
گاز HF را نمی توان بیشتر از دوسال در سیلندر های فولادی نگهداری کرد بدلیل پتانسیل و فشار بیش از حدی که در اثر تشکیل گاز هیدروژن تشکیل می شود. ثابت تعادل این انحلال بسیار کوچک میباشد به همین دلیل هیدروژن فلوئوریدها به صورت مولکولی حل می شوند و قابل امتزاج در آب می باشد. این اسید نیز جز هیدروهالیک اسیدها به شمار میرود و اسیدهای هیدروهالیک اسیدیته قوی ندارند.

هیدروفلوئوریک اسید هنگامی که در معرض هوا قرار می گیرد شدیدا بخار می شود و گازی با بوی تند و زننده منتشر می کند.

نام ماده ی شیمیایی: اسید فلوئوریدریک فرمول شیمیایی: HFدمای ذوب:
دمای جوش: چگالی: ۱٫۱۵ g/mL (for 48% soln.)جرم مولی:
حلالیت در آب: محلول  
نام های دیگر: اسیدفلوریدریک، اسید فلوئوریدریک، اسید فلوریک، اسید فلوئیدریک، فلوئوریک اسید

نحوه ی تولید اسید فلوئوریدریک:

هیدور فلئوریک اسید طی واکنش بین اسید سولفوریک غلیظ و فلورین معدنی (CaF2) تحت حرارت ۲۵۰ درجه سانتی گراد  انجام می شود و طبق واکنش زیر هدروژن فلوراید و کلسیم سولفات تولید میشود:

CaF2 + H2SO4  ۲ HF + CaSO4

سنگ معدن فلوئوریت یک منبع عمده برای تولید جهانی HF است.

همچنین بعنوان یک محصول جانبی در تولید اسیدفسفریک تولید میشود که از آپاتیت معدنی استخراج می گردد.
آپاتیت ها معمولا شامل درصد کمی از فلوئوروآپاتیت می باشند. بعد از جداسازی جامدات، گازها با اسید سولفوریک و الیوم مورد تعامل قرار میگیرند و HF بی آب حاصل میشود. با توجه به ماهیت خورندگی HF،  تولید آن با انحلال مواد معدنی سیلیکاتی همراه است و باعث تولید مقدار قابل توجهی اسید فلوروسایلیک می شود.

اسیدیته:

این محصول به دلیل تعادلی بودن تجزیه آن در آب بعنوان اسید ضعیف دسته بندی میشود.

یونیزه شدن:

HF + H2O H3O

این محصول تنها هیدروهالیدی است که بعنوان اسید قوی در نظر گرفته نمی شود.

زمانی که غلظت HF به ۱۰۰% نزدیک میشود و مقدار اسیدیته آن به طرز چشم گیری افزایش میابد.

HF H2F+ + FHF3

آنیون بی فلوئورید FHF با پیوند بسیار قوی هیدروژن – فلورین- هیدروژن پایدار شده است.

صیقل دادن شیشه ،از بین برنده رنگ در برخی از مواد شوینده ، در صنعت پلاستیک سازی ، کنترل روند تخمیر ، تاثیر کاتالیزور ، صنعت نفت و در آزمایشگاه بعنوان مواد معدنی ، ترکیبات فلوراید و تولید تراشه سیلیکون کاربرد دارد.

نحوه ی نگهداری اسید فلوئوریدریک:

ظرف محتوی این ماده را به صورت در بسته و در محلی که هوای آزاد جریان داشته باشد نگاه دارید.

کاربرد اسید فلوئوریدریک:

  1. صنایع پلیمر
  2. صنایع هسته ای
  3. صنایع شیمیایی ( تولید اسید سیلیسیک – تولید اسید فلوبوریک و تولید اسید زیر کونیک)
  4. صنایع خودرو
  5. صنایع شیشه و کریستال
  6. صنایع تولید لامپ
  7. برای حکاکی روی شیشه در لامپ و محصولات دیگری به کار می رود.
  8. سنتز آمونیوم بی فلوراید از واکنش آمونیاک و هیدروژن فلوئورید.
  9. ساخت پلی تترا فلوئورواتیلن از پلیمریزاسیون تترا فلوئورومتان، که از اسید کلریدریک گیری مونوکلرودی فلوئورومتان تولید می شود و خود آن نیز از ترکیب کلروفرو و اسید فلوئوریدریک بدست می آید.
  10. در ساخت و تولید کریستال های تزیینی و مات کاری شیشه آلات در صنایع فولاد ، سرامیک ، ریخته گری، تهیه فر و آلیاژها و … به کار می رود.
  11. در تولید اورانیوم و بیش از صد نوع ماده شیمیایی فلوئور دار بکار می رود.
  12. در تولید پلاستیک های کم اصطحکاک و نیز در تولید هالوژن ها مانند فریون که در تهویه و در سرد سازی کاربرد وسیعی دارند به کار می رود.
  13. از  فلوئور تک اتمی در تولید نیمه هادی به منظور ashing plasmaاستفاده می گردد.
  1. از فلوئورید سدیم به عنوان حشره کش به خصوص بر علیه سوسک ها استفاده می شود.
  2. برای تولید کریولیت مصنوعی در صنعت الکترولیز آلومینیوم به کار می رود.
  3. هگزا فلورید گوگرد از واکنش مستقیم گوگرد و گاز فلوئور در دمای ۱۰۰ درجه سانتی گراد بدست می آید که به دلیل ثابت دی الکتریک بالای آن ( ۰۰۲۰۴٫۱) استقامت الکتریکی بالا ۲/۵ برابر هوا و غیر رسمی بودن ، برای جلوگیری از آتش گیری مذاب منیزیم حین ریخته گری ( افزودن چند دهم درصد به هوا ) و در چند جداره کردن پنجره ها و به ویژه عایق کاری حرارتی و صوتی و به عنوان گاز محافظ در تاسیسات ولتاژ بالا در نیروگاه بکار می رود.
  4. در تولید کربولیت مصنوعی کاربرد وسیعی دارد.
  5. اسید فلوریدریک به عنوان کاتالیست در تهیه سوخت های اکتان بالا ، خورنده و صیقل دهنده شیشه مورد استفاده قرار می گیرد.
  6. در صنایع پتروشیمی و نفت برای تغییر آرایش مولکول ها : گاهی اوقات برای تولید یک محصول جدید ، باید ساختار مولکول های یک برش تغییر داده شود. معمولا اینکار با روشی به نام آلکیلاسوین انجام می شود. در روش آلکیلاسیون ، ترکیباتی را که وزن مولکولی پایینی دارند مانند پروپلین و بوتلین را در حضور یک کاتالیزور مانند اسید فلوئوریدریک یا اسید سولفوریک با هم کخلوط می کنند. محصولات آلکیلاسیون هیدروکربن های اکتان بالا می باشند که از آن ها برای تهیه بنزین استفاده می کنند تا آرام سوزی بنزین را بهبود بخشند.
  7. بعضی محققان امکان استفاده از گاز فلوئور خالص را به عنوان سوخت موشک بررسی کرده اند، چون این گاز دارای ضربه مخصوص بالایی می باشد.
  8. در تولید آلومینیوم فلورید که برای ساخت کربولیت به کار می رود.
  9. به عنوان رسوب زدا در اسید ویی فولاد ضد زنگ.
  10. در تولید فلورایدهای معدنی مانند تری فلورید بور BF3و تترا فلورید تنگستن WF3و تری فلورید کلر ClF3.
  11. ماده اولیه تولید آلومینیوم فلوراید.
  12. موارد آزمایشگاهی.
  13. تولید اسید هگزا فلوئوروسیلیسیک.
  14. در تولید فلورید هیدروژن پتاسیم به عنوان عامل مات سازی و به عنوان ماده آغازین در تولید فلوئور عنصری.

معمولا در فرآیندهایی که نام بردیم فلورید هیدروژن اکثرا به صورت محلول هیدروژن فلورید (اسید فلوریدریک) مصرف می شود.

  1. در تولید هگزا فلوئورو سیلیکات ها مانند هگزا فلوئوروسیلیکات منیزیم ،روی و مس که به سادگی در آب حل می شوند و به طور عمده به عنوان مواد نگهدارنده در محافظت چوب به کار می روند.
  2. در فلوئوردار کردن آب از هگزا فلوئوروسیلیکات سدیم استفاده می شود.
  3. از واکنش فلورید هیدروژن و اسید بوریک در حضور اسید سولفوریک ، تری فلورید بور بدست می آید که در سیلندرهای گاز تحت فشار به بازار عرضه می شود. این ماده به صورت کمپلکس یا ترکیب های افزایشی آن ، مثلا با اترها ، الکل ها ، اسیدهای کربوکسیلیک و … و یا به صورت خالص به عنوان کاتالیزور فریدل – کرافتس مورد استفاده قرار می گیرد.
  4. اسید تترافلوئورو بوریک که به صورت محلول آبی ۵۰% از اسید بوریک و اسید فلوئوریدریک تولید می شود و سایر فلوئوروبورات های قلیایی ، آمونیوم و فلزات واسطه در لایه نشانی گالوانیکی فلزات ، به عنوان گدازآور ، ماده اشتعال کاه و غیره بکار می روند.
  5. در فلوئوردار کردن الکتروشیمیایی ترکیبات آلی بکار می رود که در این روش ترکیبات عامل پر فلوئور توس الکترولیز ترکیبات غیرفلوئوردار مربوطه در فلوئورید هیدروژن مایع بدست می آیند و در علف کش ها ، مواد اشتعال کاه مانندC4F9SO3K، مواد دافع چرکی و گریس برای منسوجات ، مواد آتش خاموش کن ، امولسیون کننده ها برای پلیمر شدن تترافلوئورواتیلن ، عوامل کنترل جریان یابی و شره کردن رنگ ها ، مواد سخت کننده ، کاتالیست ها و غشاهای ممبران استفاده می شوند.
  6. در تولید پلی وینیل فلوئورید از ترکیب استیلن و اسید فلوئوریدریک و پلیمریزاسیون وینیل فلورید بدست آمده استفاده می شود ، که برای پوشش قطعات در مقابل آب استفاده می شود.
  7. در تولید پلی وینیلیدن فلوئورید از ترکیب تری کلرواتان با اسید فلوئوریدریک و تولید کلرو دی فلوئورو اتان و اسید کلریدریک گیری کلرو دی فلوئورو اتان بدست آمده و تولید وینیلیدن فلوئورید و پلیمریزاسیون آن بکار می رود که در تولید روکش سیم صنایع شیمیایی و غذایی کاربرد دارد.

ایمنی و خطرات اسید فلوئوریدریک:

در صورت تماس با چشم، کاملا با آب شسته و بلافاصله به پزشک مراجعه کنید. در اثر تغییر ناگهانی، یا احساس هرگونه ‌ناراحتی، فورا به پزشک مراجعه شود. از تماس با بدن، چشم و لباس جلوگیری نموده و بخارات آن تنفس نشود. کارکردن با آن باید زیر هود آزمایشگاه باشد.  

حفاظت پوست:
  هنگام کارکردن با آن، از دستکش و لباس حفاظتی‌استفاده شود  و از دو دستکش مخصوص به صورت دولایه برای اطمینان بیشتر استفاده شود. از کفش های روبسته با روکش پلاستیکی استفاده شود. 

نحوه حمله این اسید بسیار خطرناک:

– یون های فلور موجود در (محلول یا بخار اسید HF) به بافت های پوست و به خصوص استخوان حمله کرده و به شدت به آن ها آسیب می رساند. این آسیب تا زمانی که این تمام یون ها مصرف شوند، ادامه خواهد داشت!

– معمولا سوزش و درد آنی ندارد، در حالیکه در زیر بافت های بدن در حال تخریب شدید می باشد، بنابراین در تشخیص آنی آن معمولا سهل انگاری می شود.

– استنشاق گاز آن می تواند باعث تخریب دائمی شش ها شود.

 در صورت تماس با پوست بدن:

– لباس ها و قسمتهای الوده را سریعا از پوست جدا کنید تا اسید بیشتری را به قسمت آسیب دیده وارد نک

– باید با آب معمولی بمدت ۳۰ دقیقه پوست آلوده را شستشو داده و وسپس ژل Calcium Gluconate 2.‎۵%  و یا محلول بنزالكونيوم كلرايد که در آزمایشگاه متالوگرافی دانشکده موجود می باشد) را حداقل به مدت ۲۰ دقیقه برروی

محل مالیده تا اثر آن کاهش یابد و سریعا به بهداری دانشگاه یا بيمارستان تخصصي سوانح سوختگي امام موسي كاظم واقع در اصفهان خيابان كاوه قبل از پل چمران مراجعه شود.  

تماس HF با چشم:

– شتشوی چشم زیر آب روان برای حداقل ۳۰ دقیقه

– مواظبت از چشم دیگر!

– مراجعه سریع به پزشک یا بیمارستان تخصصی چشم واقع در اصفهان، میدان قدس

– هنوز بسیاری ازپزشکان آگاه به میزان خطرناک بودن این اسید نیستند! یک یا دو قطره  ۰.۵% pontocaine hydrochloride در چشم معمولا توصیه می شود.

۱٫حفاظت چشم : از عینک های مخصوص کاربا مواد شیمیایی استفاده شود.

۲٫حفاظت پوستی : از دستکش مقاوم در برابر آسیب های اسیدی استفاده شود.

۳٫حفاظت استنشاقی : استفاده از ماسک مناسب با فیلتر قابلیت حذف گازهای آلی و معدنی الزامی می باشد.

  • حفاظت اندام ها : استفاده از لباس مقاوم در برابر آسیب مواد شیمیایی توصیه اکید می شود.
  • جهت جلوگیری از آسیب های احتمالی توصیه می شود در هنگام کار با مواد شیمیایی از چکمه استفاده شود.
  •  

برای اطلاعات دقیق تر درباره ی این ماده مخصوصا در زمینه های بنیادی و ایمنی به کتاب های مربوطه مراجعه فرمایید.