اسید فلوئوریدریک کاربردهای متنوع آن

اسید فلوئوریدریک (Hydrofluoric acid) که اسید هیدروفلوئوریک نیز نامیده می شود محلول فلوئورید هیدروژن (HF) در آب است که ترکیبی معدنی و خورنده با کاربردهای صنعتی و تجاری بسیار است.

اسید فلوئوریدریک که هیدروژن فلوراید نیز نامیده می شود یک مایع بی رنگ و دودکننده است که بوی قوی و تحریک کننده دارد.این ترکیب به راحتی در آب حل می شود تا محلول های اسیدی بی رنگ را تشکیل دهد که از آب قابل تشخیص نیستند.محلول های HF اسیدی و بسیار خورنده هستند و معمولاً برای اچ ویفرهای شیشه ای و سیلیکونی استفاده می شوند.

اسید فلوئوریدریک برای اولین بار در سال 1771 توسط کارل ویلهلم شل تهیه شده است. این ماده اکنون به طور عمده با تیمار فلوریت معدنی CaF2 با اسید سولفوریک غلیظ در دمای حدود 265 درجه سانتی گراد تولید می شود.

این اسید همچنین محصول فرعی تولید اسید فسفریک از آپاتیت / فلوئوروآپاتیت است. هضم مواد معدنی با اسید سولفوریک در دماهای بالا، مخلوطی از گازها از جمله هیدروژن فلوراید را آزاد می کند، که ممکن است بازیافت شوند.

برخلاف اسیدهای هیدروهالیک دیگر، مانند اسید هیدروکلریک، اسید فلوئوریدریک در محلول رقیق آبی یک اسید ضعیف است که این مسئله به دلیل استحکام پیوند هیدروژن-فلوئور است.

اسید فلوئوریدریک یک اسید قوی محسوب می شود یکی از خطرناک ترین اسیدهای معدنی شناخته شده است. سوختگی هایی به میزان یک درصد از سطح بدن (BSA) یا تقریباً 25 متر مربع (به اندازه کف دست) به دلیل خواص بی نظیر این اسید می تواند کشنده باشد.

کاربردهای اسید فلوئوریدریک:
کاربرد اصلی اسید فلوئوریدریک در شیمی ارگانوفلورین است. بسیاری از ترکیبات ارگانوفلورین، از جمله تفلون، فلوروپلیمرها، فلوئوروکربنها و مبردهایی مانند فرنون با استفاده از HF به عنوان منبع فلوئور تهیه می شوند.

بیشتر ترکیبات فلوراید معدنی با حجم بالا از اسید فلوئوریدریک تهیه می شوند. مهم ترین آنها Na3AlF6، کریولیت و AlF3، تری فلوئورید آلومینیوم هستند. مخلوط مذاب این مواد جامد به عنوان یک حلال درجه حرارت بالا برای تولید آلومینیوم فلزی استفاده می شوند. سایر فلورایدهای معدنی تهیه شده از اسید فلوئوریدریک شامل سدیم فلوراید و هگزا فلوراید اورانیوم هستند.

این ماده در ساخت مبردها، علف کشها، داروها، بنزین اکتان بالا، آلومینیوم، پلاستیک، اجزای برقی و لامپهای فلورسنت استفاده می شود. شصت درصد از هیدروژن فلوراید تولید شده برای ساخت مبردها مورد استفاده قرار می گیرد.

اسید فلوئوریدریک همچنین برای اچ کردن شیشه و فلز استفاده می شود. این ماده در صنعت تولید نیمه هادی به عنوان یکی از مؤلفه های اصلی Wright Etch و بافر اکسید اچ مورد استفاده قرار می گیرد که برای تمیز کردن ویفرهای سیلیکون کاربرد دارد.

به روش مشابهی از این ماده برای اچ شیشه با استفاده از دی اکسید سیلیکون برای تشکیل فلوراید سیلیکون گازی یا محلول در آب استفاده می شود. همچنین می توان از آن برای صیقل دادن و تولید شیشه های مات استفاده کرد.همچنین از ژل اسید فلوئوریدریک 5٪ تا 9٪ برای اچ و ترمیم اتصال سرامیک های دندانی استفاده می شود.

سید فلوئوریدریک رقیق یکی از ترکیبات ضد زنگ های خانگی است که در شستشوی ماشین در ترکیبات تمیز کننده چرخ، در مهارکننده های زنگ زدگی سرامیک و پارچه و در رفع لکه های آب مورد استفاده قرار می گیرد.به دلیل توانایی در حل کردن اکسیدهای آهن و همچنین آلاینده های مبتنی بر سیلیس، از اسید هیدروفلوئوریک در دیگهای تولید بخار با فشار بالا استفاده می شود.

این اسید همچنین قبل از آنالیز برای حل کردن نمونه های سنگ (معمولاً پودر) مفید است. اسید فلوئوریدریک در ترکیبات اسیدی برای استخراج فسیل های آلی از سنگهای سیلیکات استفاده می شود. ممکن است سنگ فسیلی مستقیماً درون اسید غوطه ور شود، یا ممکن است یک فیلم نیترات سلولزی (محلول در آمیل استات) استفاده شود، که به عنصر آلی بچسبد و اجازه دهد سنگ اطراف آن حل شود.

در فرآیندهای استاندارد پالایش نفت که به عنوان آلکیلاسیون شناخته می شود، ایزوبوتان با آلکنهای با وزن کم مولکولی (در درجه اول مخلوطی از پروپیلن و بوتیلن) در حضور یک کاتالیزور اسیدی مشتق شده از اسید فلوئوریدریک آلکیله می شود.

عوارض و خطرات:
در یک فاجعه طبیعی، در صورت خراب شدن تأسیسات یا ظروف یا مخزن ذخیره مواد شیمیایی شما می توانید در معرض مقادیر زیاد اسید فلوئوریدریک قرار بگیرید. این مسئله می تواند در یک سایت صنعتی یا حتی یک خرده فروشی اتفاق بیفتد.

اگر در جایی مشغول به کار هستید که از هیدروژن فلوراید استفاده می کنند، ممکن است در محیط کار در معرض این ماده شیمیایی باشید.

اسید فلوئوریدریک به راحتی و به سرعت از طریق پوست به بافتهای بدن منتقل می شود. در آنجا به سلولها آسیب می رساند و باعث می شود آنها به درستی کار نکنند. جدی بودن مسمومیت ناشی از هیدروژن فلوراید بستگی به میزان، مسیر و مدت زمان قرار گرفتن در معرض و همچنین سن و وضعیت پزشکی فرد دارد.

حتی لکه های کوچک محصولات حاوی اسید فلوئوریدریک با غلظت بالا روی پوست می توانند کشنده باشند. تماس پوستی با این ماده ممکن است باعث ایجاد درد فوری یا آسیب دیدگی پوستی (علائم قرار گرفتن در معرض) نشود.

غالباً، بیمارانی که در معرض غلظت کم اسید فلوئوریدریک بر روی پوست قرار می گیرند فوراً احساس درد نمی کنند و درد شدید در محل پس از چند ساعت ایجاد می شود. آسیب دیدگی گاهی ممکن است تا 12 تا 24 ساعت پس از مواجهه ظاهر نشود. قرار گرفتن در معرض هیدروژن فلوراید همچنین می تواند منجر به مشکلات شدید الکترولیتی شود.

علاوه بر اینکه یک مایع بسیار خورنده است، اسید فلوئوریدریک یک سم تماسی قدرتمند است. به دلیل توانایی نفوذ بالای آن به بافت ها، مسمومیت به راحتی در اثر قرار گرفتن در معرض تماس با پوست، چشم، استنشاق یا بلع ایجاد می شود.

علائم قرار گرفتن در معرض اسید هیدروفلوئوریک ممکن است فوراً آشکار نشود و این مسئله می تواند باعث شود تا قربانیان معالجه پزشکی را به تاخیر بیاندازند. تماس اسید فلوئوریدریک با پوست انسان باعث سوختگی عمیق می شود.

علیرغم داشتن بوی تحریک کننده، HF ممکن است به سطح خطرناک و بدون بوی واضح برسد. HF در عملکرد اعصاب تداخل ایجاد می کند به همین دلیل سوختگی در ابتدا ممکن است دردناک نباشد. قرار گرفتن در معرض تصادفی این ماده می تواند باعث تاخیر در معالجه و افزایش خطر صدمات جدی شود.

علائم قرار گرفتن در معرض HF شامل تحریک چشم، پوست، بینی و گلو، سوختگی چشم و پوست، رینیت، برونشیت، ورم ریوی (ایجاد مایعات در ریه ها) و آسیب استخوان هاست.

توجه داشته باشید که تمام سوختگی های HF را با گلوکونات کلسیم بسیار تهاجمی درمان کنید گلوکونات کلسیم منبعی از کلسیم را ایجاد می کند که حمله HF به کلسیم و منیزیم بدن کاهش می دهد.

شستشوی فوری و کامل محل با مقادیر زیاد آب و عوض کردن تمام لباس ها اولین اقدام ضروری است. سوختگی های پوستی HF را با شستشوی با آب به مدت 15 دقیقه و استفاده مداوم از ژل گلوکونات کلسیم 2.5٪ درمان کنید.

برای سوختگی های ناشی از HFغلیظ باید محلول 10٪ گلوکونات کلسیم را در زیر سوختگی تزریق کرد.به دلیل واکنش شدید این اسید با شیشه، اسید هیدروفلوئوریک در ظروف پلاستیکی ذخیره می شود.