हाइड्रोफ्लुओरिक अम्ल

हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड पानी में हाइड्रोजिन फ्लोराइड  (एचएफ) का एक समाधान (रसायन विज्ञान) है। एचएफ के समाधान रंगहीन, अम्लीय और अत्यधिक संक्षारक पदार्थ हैं। इसका उपयोग अधिकांश एक अधातु तत्त्व युक्त यौगिकों को बनाने के लिए किया जाता है; उदाहरणों में आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली फार्मास्युटिकल एंटीडिप्रेसेंट दवा फ्लुक्सोटाइन (प्रोज़ैक) और सामग्री पॉलीटेट्राफ्लोरोएथिलीन (टेफ्लॉन) शामिल हैं। इससे मौलिक फ्लोरीन का उत्पादन होता है। यह आमतौर पर नक़्क़ाशीदार (माइक्रोफैब्रिकेशन) ग्लास और सिलिकॉन वेफर्स के लिए उपयोग किया जाता है।

ऑर्गनोफ्लोरीन यौगिकों का उत्पादन
हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड का मुख्य उपयोग ऑर्गनोफ्लोरीन रसायन शास्त्र में है। कई ऑर्गनोफ्लोरीन यौगिकों को फ्लोरीन स्रोत के रूप में एचएफ का उपयोग करके तैयार किया जाता है, जिसमें पॉलीटेट्राफ्लोराइथिलीन, फ्लोरोपॉलीमर, fluorocarbon  और फ्रीन जैसे प्रशीतन शामिल हैं। कई फार्मास्यूटिकल्स में फ्लोरीन होता है।

अकार्बनिक फ्लोराइड्स का उत्पादन
अधिकांश उच्च मात्रा वाले अकार्बनिक फ्लोराइड यौगिक हाइड्रोफ्लोरिक एसिड से तैयार किए जाते हैं। सबसे आगे ना हैं3एएलएफ6, क्रायोलाइट और एएलएफ3, [[ अल्युमीनियम ट्राइफ्लोराइड]]। इन ठोस पदार्थों का पिघला हुआ मिश्रण धातु एल्यूमीनियम के उत्पादन के लिए उच्च तापमान विलायक के रूप में कार्य करता है। हाइड्रोफ्लोरिक एसिड से तैयार अन्य अकार्बनिक फ्लोराइड्स में सोडियम फ्लोराइड और यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड शामिल हैं।

एचेंट, क्लीनर
इसका उपयोग अर्धचालक  उद्योग में राइट नक़्क़ाशी और बफर ऑक्साइड नक़्क़ाशी के एक प्रमुख घटक के रूप में किया जाता है, जिसका उपयोग  सिलिकॉन बिस्किट ्स को साफ करने के लिए किया जाता है। इसी तरह से इसका उपयोग गैसीय या पानी में घुलनशील सिलिकॉन फ्लोराइड बनाने के लिए सिलिकॉन डाइऑक्साइड के साथ उपचार करके ग्लास नक़्क़ाशी के लिए भी किया जाता है। इसका उपयोग कांच को चमकाने और ठंढा करने के लिए भी किया जा सकता है।


 * नहीं2 + 4 एचएफ → सिलिकॉन टेट्राफ्लोराइड | SiF4(जी) + 2 एच2हे
 * एसआईओ2 + 6 एचएफ → हेक्साफ्लोरोसिलिक एसिड | एच2सिफ6+ 2 एच2हे

5% से 9% हाइड्रोफ्लोरिक एसिड जेल का उपयोग आमतौर पर बॉन्डिंग को बेहतर बनाने के लिए सभी सिरेमिक डेंटल रेस्टोरेशन को खोदने के लिए किया जाता है। इसी तरह के कारणों के लिए, पतला हाइड्रोफ्लोरिक एसिड घरेलू जंग दाग हटानेवाला का एक घटक है, व्हील क्लीनर यौगिकों में कार धोने में, सिरेमिक और कपड़े जंग अवरोधकों में, और पानी के धब्बे हटाने वालों में। लोहे के आक्साइड के साथ-साथ सिलिका-आधारित संदूषकों को भंग करने की अपनी क्षमता के कारण, हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड का उपयोग प्री-कमीशनिंग बॉयलरों में किया जाता है जो उच्च दबाव वाली भाप का उत्पादन करते हैं। विश्लेषण से पहले रॉक नमूनों (आमतौर पर पाउडर) को भंग करने के लिए हाइड्रोफ्लोरिक एसिड भी उपयोगी होता है। इसी तरह, इस एसिड का उपयोग सिलिकेट चट्टानों से कार्बनिक जीवाश्म निकालने के लिए एसिड मैक्रेशन में किया जाता है। जीवाश्मयुक्त चट्टान को सीधे एसिड में डुबोया जा सकता है, या एक सेल्यूलोज नाइट्रेट फिल्म लगाई जा सकती है (अमाइल एसीटेट में घुली हुई), जो कार्बनिक घटक का पालन करती है और चट्टान को इसके चारों ओर घुलने देती है।

तेल शोधन
alkylation के रूप में जानी जाने वाली एक मानक तेल शोधशाला प्रक्रिया में, आइसोब्यूटेन को हाइड्रोफ्लोरिक एसिड से प्राप्त एसिड उत्प्रेरक की उपस्थिति में कम आणविक-भार वाले एल्केन्स (मुख्य रूप से प्रोपलीन और ब्यूटिलीन का मिश्रण) के साथ अल्काइलेट किया जाता है। उत्प्रेरक प्रतिक्रियाशील कार्बोकेशन का उत्पादन करने के लिए एलकेन्स (प्रोपीलीन, ब्यूटिलीन) को प्रोटोनेट करता है, जो आइसोबुटेन को अल्काइलेट करता है। प्रतिक्रिया दो चरण की प्रतिक्रिया में हल्के तापमान (0 और 30 डिग्री सेल्सियस) पर की जाती है।

उत्पादन
हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड पहली बार 1771 में कार्ल विल्हेम शेहेल द्वारा तैयार किया गया था। यह अब मुख्य रूप से खनिज फ्लोराइट, सीएएफ के उपचार द्वारा निर्मित होता है2, लगभग 265 डिग्री सेल्सियस पर केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड के साथ।


 * सीएएफ2 + एच2इसलिए4 → 2 एचएफ + सीएएसओ4

एसिड एपेटाइट और फ्लोरोपाटाइट से फॉस्फोरिक एसिड के उत्पादन का उप-उत्पाद भी है। ऊंचे तापमान पर सल्फ्यूरिक एसिड के साथ खनिज के पाचन से हाइड्रोजन फ्लोराइड सहित गैसों का मिश्रण निकलता है, जिसे पुनर्प्राप्त किया जा सकता है। कांच के प्रति इसकी उच्च प्रतिक्रियाशीलता के कारण, हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड को फ्लोरिनेटेड प्लास्टिक (अक्सर PTFE) कंटेनरों में संग्रहित किया जाता है।

गुण
तनु जलीय घोल में हाइड्रोजन फ्लोराइड एक कमजोर अम्ल के रूप में व्यवहार करता है, <रेफ नाम = पियर्सन/प्रेंटिस हॉल> अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग यह दिखाने के लिए किया गया है कि, समाधान में, आयन जोड़ी के गठन के साथ पृथक्करण होता है ·एफ -.
 * + एचएफ ⋅F -अम्ल आयनन स्थिरांक|pKa= 3.17

इस आयन जोड़ी को क्रिस्टलीय अवस्था में बहुत कम तापमान पर चित्रित किया गया है। आगे की संगति को समाधान और ठोस अवस्था दोनों में चित्रित किया गया है।
 * एचएफ + एफ - {{pad|3em}लॉग के = 0.6

यह माना जाता है कि एकाग्रता बढ़ने पर पोलीमराइजेशन होता है। यह धारणा टेट्रामेरिक आयनों के नमक के अलगाव द्वारा समर्थित है और निम्न-तापमान एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी द्वारा।  हाइड्रोजन फ्लोराइड के केंद्रित जलीय घोल में मौजूद प्रजातियां सभी की विशेषता नहीं बताई गई हैं; निम्न के अलावा  जो ज्ञात हो अन्य बहुलक प्रजातियों का निर्माण,, अत्यधिक संभावना है।

हैमेट अम्लता समारोह, एच0, 100% एचएफ के लिए -10.2 और -11 के बीच होने का अनुमान है, जो सल्फ्यूरिक अम्ल के मान -12 के बराबर है।

अम्लता
हाइड्रोक्लोरिक एसिड जैसे अन्य हाइड्रोजन हलाइड के विपरीत, हाइड्रोजन फ्लोराइड तनु जलीय घोल में केवल एक कमजोर एसिड है। यह आंशिक रूप से हाइड्रोजन-फ्लोरीन बंधन की ताकत का परिणाम है, लेकिन एचएफ की प्रवृत्ति जैसे अन्य कारकों का भी है,, और आयन क्लस्टर बनाने के लिए। उच्च सांद्रता पर, एचएफ अणु बहुपरमाणुक आयन बनाने के लिए समलैंगिकता से गुजरते हैं (जैसे कि बाइफ्लोराइड, ) और प्रोटॉन, इस प्रकार अम्लता में बहुत वृद्धि करते हैं। यह केंद्रित हाइड्रोफ्लोरिक एसिड समाधानों का उपयोग करते समय हाइड्रोक्लोरिक, सल्फ्यूरिक, या नाइट्रिक जैसे बहुत मजबूत एसिड के प्रोटोनेशन की ओर जाता है। हालांकि हाइड्रोफ्लोरिक एसिड को एक कमजोर एसिड माना जाता है, यह बहुत संक्षारक होता है, यहां तक ​​कि हाइड्रेटेड होने पर कांच पर हमला करता है।

हाइड्रोफ्लोरिक एसिड समाधानों की अम्लता समरूपता के कारण एकाग्रता के साथ भिन्न होती है, जो एफ के प्रभाव को संदर्भित करती है- एचएफ पर। तनु विलयन अम्ल आयनन स्थिरांक के साथ दुर्बल रूप से अम्लीय होते हैं $K_{a} = 0.001$ (या $pK_{a} = 3.18$), <रेफरी नाम = पियरसन/प्रेंटिस हॉल /> अन्य हाइड्रोजन हलाइड्स के संगत समाधानों के विपरीत, जो मजबूत एसिड होते हैं ($pK_{a} < 0$). हाइड्रोजन फ्लोराइड के केंद्रित समाधान इस मूल्य से निहित की तुलना में बहुत अधिक दृढ़ता से अम्लीय हैं, जैसा कि हैमेट अम्लता समारोह एच के मापन द्वारा दिखाया गया है।0 (या प्रभावी पीएच)। 100% तरल एचएफ के आत्म आयनीकरण के दौरान एच0 -10.2 और -15.1 के बीच होने का अनुमान है, सल्फ्यूरिक एसिड के मूल्य -12 के बराबर।

थर्मोडायनामिक शब्दों में, एचएफ समाधान अत्यधिक आदर्श समाधान हैं। गैर-आदर्श, एचएफ की गतिविधि (रसायन विज्ञान) इसकी एकाग्रता की तुलना में बहुत अधिक तेजी से बढ़ रही है। तनु घोल में कमजोर अम्लता को कभी-कभी उच्च एच-एफ बॉन्ड ताकत के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है, जो फ्लोराइड आयन के हाइड्रेशन के अधिक नकारात्मक तापीय धारिता  को पछाड़ने के लिए एचएफ की उच्च विघटन एन्थैल्पी के साथ जोड़ती है। पॉल गिगुएरे और सिल्विया टरेल अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा दिखाया गया है कि तनु विलयन में प्रमुख विलेय प्रजाति हाइड्रोजन-बंधित आयन युग्म है ·एफ -.
 * + एचएफ ⋅F -

एचएफ की बढ़ती सांद्रता के साथ बाइफ्लोराइड की सांद्रता भी बढ़ जाती है। प्रतिक्रिया
 * 3 एचएफ  + एच2F+

समलैंगिकता का उदाहरण है।

स्वास्थ्य और सुरक्षा


अत्यधिक संक्षारक तरल होने के अलावा, हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड एक शक्तिशाली संपर्क जहर भी है। ऊतक में प्रवेश करने के लिए हाइड्रोफ्लोरिक एसिड की क्षमता के कारण, विषाक्तता त्वचा या आंखों के संपर्क में आने या साँस लेने या निगलने के माध्यम से आसानी से हो सकती है। हाइड्रोफ्लोरिक एसिड के संपर्क में आने के लक्षण तुरंत स्पष्ट नहीं हो सकते हैं, और यह पीड़ितों को झूठा आश्वासन प्रदान कर सकता है, जिससे उन्हें चिकित्सा उपचार में देरी हो सकती है। परेशान करने वाली गंध होने के बावजूद, एचएफ स्पष्ट गंध के बिना खतरनाक स्तर तक पहुंच सकता है। एचएफ तंत्रिका कार्य में हस्तक्षेप करता है, जिसका अर्थ है कि जलन शुरू में दर्दनाक नहीं हो सकती है। आकस्मिक जोखिमों पर ध्यान नहीं दिया जा सकता है, उपचार में देरी हो सकती है और चोट की सीमा और गंभीरता बढ़ सकती है। एचएफ एक्सपोजर के लक्षणों में आंखों, त्वचा, नाक और गले में जलन, आंख और त्वचा में जलन, rhinitis, ब्रोंकाइटिस, फुफ्फुसीय शोथ (फेफड़ों में तरल पदार्थ का निर्माण) और हड्डी की क्षति शामिल हैं। हाइड्रोफ्लोरिक बर्न का इलाज कैल्शियम ग्लूकोनेट#हाइड्रोफ्लोरिक एसिड बर्न्स जेल से किया जाता है।

यह भी देखें

 * वाष्प चरण अपघटन
 * 2019 फिलाडेल्फिया ऊर्जा समाधान रिफाइनरी विस्फोट

बाहरी संबंध

 * International Chemical Safety Card 0283
 * NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards
 * (HF)
 * (5HF)
 * (6HF)
 * (7HF)
 * "Hydrofluoric Acid Burn", The New England Journal of Medicine—Acid burn case study