هیدروفلوریک اسید و یا اسید اچ اف، یک اسید ضعیف و خورنده می باشد و برای سلامتی انسان بسیار مضر است.
اسید اچ اف با ترکیب شدن عنصرهای فلوئور و هیدروژن بوجود آمده است و حتی از اسید هیدروکلریک هم قوی تر عمل می کند، در حقیقت هیدروژن و فلوئور ترکیب شده اند و اسیدی به نام اسید هیدروفلوریک یا اچ اف (HF) را ساخته اند.
کاربرد اصلی اسید اچ اف در شیمی ارگانوفلورین می باشد.
تعداد زیادی از ترکیبات ارگانوفلورین، مانند تفلون، فلوروپلیمرها، فلوئوروکربنها و مبردهایی هم چون فرنون با استفاده از HF به شکل یک منبع فلوئور تهیه شده اند.
اکثر ترکیبات فلوراید معدنی با مقدار بالا از اسید اچ اف تولید می شوند.
مهمترین آنها Na3AlF6، کریولیت و AlF3، تری فلوئورید آلومینیوم می باشند.
از اسید اچ اف همچنین برای اچ کردن شیشه ها و فلز ها هم استفاده می شود، اسید اچ اف در صنعت تولید نیمه هادی به عنوان یکی از فاکتورهای اساسی و اصلی Wright Etch و بافر اکسید اچ مورد استفاده قرار گرفته می شود که برای تمیز نمودن ویفرهای سیلیکون استفاده می شود.
اسید اچ اف که در آزمایشگاه مصرف می شود، ۴۰ – ۳۸ درصد و دانسیته آن ۱.۱۳ است.
به جهت سمی بودن در اثر تنفس، بلعیدن، و تماس با پوست بدن، اثرات نامطلوب بسیار شدیدی را خواهد داشت.
اگر با پوست بدن تماس داشته باشد، ممکن است خطرات جدی و کشنده و زخمهای دردناک ایجاد می کند، سوختگی با این اسید اچ اف تا ساعتها بعد از تماس با آن نمایان نمی‌شود.
ظروف اسید اچ اف را به صورت دربسته و در جایی که هوای آزاد جریان دارد نگه داری کنید.
درصورتی که با چشم در تماس باشد، کاملا باید با آب شسته شود و سریعا به پزشک مراجعه کرد.
در اثر تغییرات ناگهانی، یا احساس ناراحتی، سریعا به پزشک مراجعه کنید، از تماس با بدن، چشم و لباس جلوگیری کرده و به هیچ عنوان نباید تنفس شود. کارکردن با آن باید زیر هود آزمایشگاه انجام شود.
برای حفاظت پوست در برابر اسید اچ اف و در هنگام کارکردن با آن، از دستکش و لباس حفاظتی‌استفاده کنید و از دو دستکش به صورت دولایه برای اطمینان استفاده کنید.
هیدروفلوریک اسید یا اسید اچ اف از لحاظ انحلال در آب و یونیزاسیون، یک اسید ضعیف است و به صورت زیر حل می گردد: HF + H2O. H3O+ + F.
در نتیجه با وجود این که جز اسیدهای ضعیف است اما بسیار خطرناک و سمی می باشد که باید برای انجام کار با آن تمام نکات احتیاطی را رعایت کرد.
اسید هیدروفلوریک اسید اچ اف
اسید اچ اف یا اسید هیدروفلوریک که محلول فلوئورید هیدروژن (HF) در آب می باشد شامل ترکیبات معدنی و خورنده می باشد که دارای عملکرد های صنعتی و تجاری بسیار بالایی است، اسید اچ اف برای تولید بیش تر ترکیبات شامل فلوئور مورد استفاده قرار گرفته می شود.
اسید اچ اف آن قدر خاصیت خورندگی دارد که شیشه را در خود حل می‌کند و به همین دلیل به آن اسید شیشه و اسید شیشه خور نیز می گویند.
هنگامی که در آزمایشگاه ها با اسید اچ اف یا اسید شیشه کار می کنند، برای انجام دادن تمام آزمایشات از بشر هایی که از جنس پلاستیک خاص هستند، استفاده می‌کنند.
اسید اچ اف در ظرف های خاص و از جنس پلی اتیلن نگهداری می گردد. اسید اچ اف در واکنش ها تولید نمک های فلوئورید می کند. گاز های بدست آمده از واکنش اسید اچ اف یا اسید شیشه اگر که با چشم تماسی داشته باشد، می‌تواند به شدت به قرنیه چشم آسیب بزند و آن را از بین ببرد و موجب کوری شود.
برای کار با اسید و اسید اچ اف باید از لوازم ایمنی و پیشگیری متناسب مثل دستکش های ضد اسید قوی و ماسک ضد استنشاق اسید و عینک های مخصوص استفاده نمود.
کاربردهای متنوع اسید اچ اف
اسید اچ اف که هیدروژن فلوراید هم نامگذاری می شود.
اسید شیشه یا اسید شیشه خور از بابت شکل ظاهری، یک مایع بی رنگ می باشد و دودکننده نیز است که بوی بسیار تند و قوی و تحریک کننده ای دارد.
این ترکیب به سادگی در آب حل می گردد تا محلول های اسیدی را به حالت بی رنگ تشکیل بدهد که از داخل آب نیز قابل تشخیص نمی باشند.
محلول های اچ اف، اسیدی و بسیار خورنده می باشند و به طور معمول برای اچ ویفرهای شیشه ای و سیلیکونی استفاده فراوانی می گردند.
اسید فلوریدریک یا اسید هیدروفلوریک برای اولین بار در سال ۱۷۷۱ به دست کارل ویلهلم شل ابداع شده است. این ماده امروزه به شکل فراوانی با تیمار فلوریت معدنی CaF2 با اسید سولفوریک بسیار غلیظ در دمای حدود ۲۶۵ درجه سانتی گراد تولید می گردد.
این اسید همین طور جزو محصولات فرعی تولید نمودن اسید فسفریک از آپاتیت / فلوئوروآپاتیت می باشد.
هضم شدن مواد معدنی با اسید سولفوریک در دماهای بسیار بالا ، مخلوطی از گاز ها شامل هیدروژن فلوراید را آزاد سازی کرده، که احتمال دارد بازیافت بشوند.
بر عکس اسیدهای هیدروهالیک دیگر، مثل اسید هیدروکلریک و اسید فلوریدریک در محلول رقیق شده آبی یک اسید ضعیف می باشد که این به علت میزان استحکام پیوند های هیدروژن-فلوئور می باشد.
اسید فلوریدریک یا اسید اچ اف یک اسید قوی می باشد که یکی از خطرناک ترین اسیدهای معدنی شناخته شده است.
سوختگی هایی که با اسید اچ اف به وجود می آید، به مقدار یک درصد از سطح بدن یا تقریباً مقدار ۲۵ متر مربع (به اندازه کف دست) را درگیر می کند که آن هم به دلیل خاصیت بی نظیر این اسید کشنده می باشد.
کاربردهای اسید فلوریدریک یا هیدرو فلوریک
کاربرد اصلی اسید فلوریدریک یا اسید شیشه در شیمی ارگانوفلورین می باشد.
بسیاری از ترکیبات ارگانوفلورین، مانند فلوروپلیمرها، فلوئوروکربنها و مبردهایی مثل فرنون با بهره گیری از اچ اف به عنوان منبع فلوئور تهیه می گردند.
اکثر ترکیب های فلوراید معدنی با حجم بسیار بالا از اسید اچ اف تهیه می شوند.
مشهور ترین آنها Na3AlF6 و کریولیت و AlF3 می باشد .
مخلوط مذاب شده این مواد جامد به شکل یک حلال با درجه حرارت بسیار بالا برای تولید نمودن آلومینیوم فلزی استفاده می گردد. اکثر فلورایدهای معدنی تولید شده از اسید هیدروفلوریک حاوی سدیم فلوراید و هگزا فلوراید اورانیوم می باشند.
اسید شیشه و اسید اچ اف ایرانی
اسید شیشه و اسید اچ اف ایرانی برای اچ نمودن شیشه و فلزات استفاده می گردد. اسید شیشه ایرانی و اسید اچ اف ایرانی در صنایع تولیدات نیمه هادی به شکل یکی از فاکتور های اصلی Wright Etch و بافر اکسید اچ مورد استفاده قرار گرفته می شود که برای تمیز نمودن ویفرهای سیلیکون هم کاربرد فراوانی دارد.
به روش جدیدی از اسید اچ اف ایرانی برای اچ شیشه با استفاده از دی اکسید سیلیکون برای تشکیل نمودن فلوراید سیلیکون گازی و یا محلول در آب کاربرد دارد.
همین طور می شود از آن برای صیقلی کردن و تولید کردن شیشه های مات استفاده نمود.
همین طور از ژل اسید فلوریدریک ۵٪ تا ۹٪ برای اچ کردن و ترمیم کردن اتصال های سرامیک های دندانی استفاده می گردد.
عوارض و خطرات استفاده از اسید اچ اف
در زمان وقوع یک فاجعه طبیعی، در صورت خرابی تأسیسات یا ظروف و یا مخازن ذخیره کردن مواد شیمیایی، شما قادر خواهید بود که در معرض مقدار بالایی از اسید هیدروفلوریک قرار بگیرید. این موضوع مهم می تواند در یک سایت صنعتی پیش بیاید.
اگر در جایی کار می کنید که از اسید استفاده می کنید، احتمال دارد که در محیط کار در مجاورت این ماده شیمیایی قرار بگیرید.
اسید اچ اف به سادگی و با سرعت زیاد از طریق پوست به بافت های بدن منتقل می گردد. در آن قسمت به سلول ها آسیب جدی می رساند و باعث می گردد که آن ها به درستی عمل نکنند. خطر ناک بودن مسمومیت پیش آمده از هیدروژن فلوراید بسته به مقدار، مسیر و مدت زمان در مجاورت بودن و همین طور سن و وضعیت پزشکی فرد خواهد داشت.
شاید باور نکنید که حتی لکه های بسیار کوچک محصولات شامل اسید اچ اف با میزان غلظت بالا روی پوست می توانند بسیار کشنده عمل کنند و با تماس پوستی با این اسید احتمال دارد باعث ایجاد درد بسیار شدید آنی و یا آسیب دیدگی پوستی نگردد.
بیش تر بیمارانی که در مجاورت غلظت کم اسید اچ اف بر روی پوست هستند، سریعا احساس درد ندارند و درد شدید در موضع پس از چند ساعت ایجاد می گردد. آسیب دیدگی گاها احتمال دارد که تا ۱۲ تا ۲۴ ساعت بعد از تماس هم ظاهر نگردد.
قرار گرفتن در مجاورت اسید هیدروفلوریک برای تولیدات اسید هیدروفلوریک نیز منجر به پدید آمدن مشکلات شدیدی الکترولیتی می گردد.
مسمومیت با اسید اچ اف
همان طور که در ایتدای مقاله اشاره کردیم، اسید اچ اف ایرانی یک اسید مایع بسیار خورنده میباشد، اسید شیشه هم یک سم تماسی قدرتمند می باشد.
به علت میزان توانایی و نفوذ بسیار بالای آن به بافت ها، مسمومیت به سادگی در اثر مجاورت در معرض تماس با پوست بدن و چشم ها و بوییدن و استنشاق یا بلعیدن اسید ایجاد می گردد.
نشانه های بروز قرار گرفتن در تماس با اسید هیدروفلوریک احتمالا فوراً آشکار نگردد و این موضوع بسیار خطرناک می تواند باعث گردد تا قربانیان زیادی معالجه پزشکی را خود به تاخیر بیاندازند.
تماس با اسید فلوریدریک با پوست انسان باعث ایجاد سوختگی عمیق می گردد.
جدا از این که داشتن بوی تحریک کننده و تیز آن، اسید اچ اف احتمال دارد که به سطح بسیار خطرناک و بدون بوی واضح قرار بگیرد و اچ اف در کارایی اعصاب تداخل ایجاد خواهد کرد و به همین جهت سوختگی در ابتدا احتمالا دردناک نیست.
قرار گرفتن در مجاورت تصادفی اسید باعث تاخیر داشتن در معالجه و متاسفانه افزایش خطر صدمات بسیار جدی می گردد.
سوختگی با اسید اچ اف
نشانه های قرار گرفتن در معرض اسید اچ اف و سوختگی با اسید اچ اف شامل تحریک شدن چشم و تحریک پوست بدن، بینی و گلو ، سوختگی چشم و پوست، رینیت، گرفتگی بینی، ورم ریوی و بوجود آمدن مایعات در ریه ها و آسیب به استخوان ها می باشد.
به این نکته باید توجه داشت که همه این سوختگی ها با اسید اچ اف را با گلوکونات کلسیم بسیار تهاجمی درمان می کنند و گلوکونات کلسیم سرشار از کلسیم را ایجاد کرده که حمله اسید اچ اف به کلسیم و منیزیم بدن کاهش پیدا می کند.
شستشو دادن سریع و کامل موضوع آسیب دیده با مقادیر زیاد آب و تعویض همه لباس ها اولین راه ضروری برای سوختگی است.
سوختگی با اسید اچ اف را با شستشوی با آب تا زمان ۱۵ دقیقه و استفاده نمودن از ژل گلوکونات کلسیم ۲.۵٪ ادامه دهید.
برای سوختگی های پیش آمده با اسید اچ اف غلیظ باید محلول ۱۰٪ گلوکونات کلسیم را در زیر سوختگی تزریق نمود.
به علت واکنش شدید این اسید با شیشه، اسید شیشه را در ظروف پلاستیکی ذخیره می کنند.
اسید هیدروفلوریک در صنعت شیشه سازی
همانطور که در بالا به آن اشاره کردیم، این نوع از اسید کاربرد های بسیار فراوانی در صنعت دارد در ادامه با قابلیت های بیشتر این ماده آشنا خواهیم شد:
- استفاده در صنایع شیمیایی از اسید شیشه
- استفاده در صنایع پتروشیمی و نفت از اسید شیشه
- استفاده در تولیدات پلی وینیل فلوئورید
- استفاده در صنعت شیشه سازی برای حکاکی کردن بر روی شیشه از این ماده بسیار استفاده می کنند.
- کاربرد بسیار زیاد اسید شیشه در تولیدات آلومینیوم فلورید
- استفاده نمودن از اسید شیشه در تصفیه خانه ها به عنوان ماده گند زدا که بسیار کاربرد دارد.
- استفاده در تولیدات اسید سیلیسیک، اسید فلوبوریک، اسید زیر کونیک که به وفور می باشد.
- استفاده در در صنعت فلزک اری برای اسید شویی استفاده می گردد.
- استفاده به جهت خاصیت سمی بودن و اسیدی بودن این نوع اسید در تولیدات حشره کش ها کاربرد زیادی دارد.
- استفاده از اسید شیشه به شکل ماده کاهنده و اکسید کننده.
- استفاده به علت خاصیت اسیدی که دارد،در ساخت و تولیدات انواع مواد پاک کننده.
شرایط نگهداری اسید اچ اف
اسید اچ اف به نور به شدت حساسیت دارد و به علت دلیل باید به دور از نور باشد و در ظروف در بسته ی پلاستیکی نگهداری گردد.
به هیچ وجه این ماده را در ظروف شیشه ای نگهداری نکنید، زیرا با شیشه واکنش می دهد و اسید شیشه خور می یاشد و آن را در خود حل می نماید.
راه اندازی تولید اسید
برای اولین بار دانشمندی به اسم کارل ویلهام شیل در سال 1771 هیدروفلوریک اسید را کشف نمود.
اسید هیدروفلوریک را به شکل کاملا طبیعی و در فوران نمودن آتشفشان ها می شود پیدا کرد.
امروزه اسید را با متد های سنتزی گوناگون و در صنعت تولید دارند.
در حالت کلی از ترکیب شدن گاز هیدروژن (H2) که در ترکیب اسید سولفوریک با فلوئور (F2) موجود می باشد و در ترکیب فلورسپار با هیدروفلوئوریک اسید به وجود می اید.
در حالت کلی، فلورسپار (CaF2) شامل میزان گرید های زیر است:
- دارای سنگ معدن خام 25-30 درصد می باشد
- دارای عیار متالورژی 75-82 درصد می باشد
- دارای درجه سرامیک 94-96 درصد می باشد
- دارای درجه اسید 97 درصد می باشد
- دارای درجه کریستالی 99 درصد می باشد
در این میان اسیدی که بالا ترین میزان تقاضا را به شکل ماده اولیه برای سنتز اسید دارا می باشد.
باید چنین گفت ظرفیت تولید جهانی اسید شیشه بیشتر از سه میلیون تن می باشد.
در مورد این واکنش به این شکل است که در ابتدا سنگ معدن را استخراج کرده و میزان ناخالصی ها را حذف می کنند تا فلورسپار به جا مانده را شامل حداقل 97 درصد فلوراید کلسیم است. سپس این فلورسپار گرید اسیدی را از جهت کشتی، جاده یا راه آهن به کارخانه های تولید اسید هیدروفلوریک منتقل دارند. به این شکل کلسیم فلوراید یا فلوئوریت معدنی (CaF2) را می توان با اسید سولفوریک (H2SO4) با غلظت بالا را در دمای در حدود 265 درجه سانتی گراد ترکیب خواهند کرد که در نتیجه اسید اچ اف ناخالص را می کند. به جهت خالص نمودن فلوران، عملیات تقطیر را انجام سازی می کنند. قابل توجه می باشد که این فرآیند در کوره لوله های دوارشکل و در حین واکنشی گرماگیر می شود.
Comments (3)
[…] خیر، اسید اچ اف (HCl) یکی از معروف ترین اسیدها است، اما به عنوان یک اسید قوی شناخته نمی شود و به عنوان یک اسید قوی تعریف می‌شود که در حلال آب به مقدار کامل یونیزه شود و هیدروکسیدی قوی تر از آن تولید نکند. […]
[…] همین جهت، ظروف آزمایشگاهی را از شیشه تولید می کنند. فقط اسید اچ اف بر روی آن تاثیر دارد و شیشه را در خود حل می‌کند.این […]
[…] هیدروفلوریک یا اسید اچ اف از هیدروهالیک اسید ها و به شکل یک اسید ضعیف شمرده می […]