हाइड्रोफ्लुओरिक अम्ल

हाइड्रोफ्लोरोइक अम्ल पानी में हाइड्रोजिन फ्लोराइड (HF) का एक विलयन (रसायन विज्ञान) है। HF के विलयन रंगहीन, अम्लीय और अत्यधिक संक्षारक पदार्थ हैं। इसका उपयोग अधिकांश एक अधातु तत्त्व युक्त यौगिकों को बनाने के लिए किया जाता है; उदाहरणों में सामान्यतः इस्तेमाल की जाने वाली औषधीय अवसादरोधी दवा फ्लुक्सोटाइन (प्रोज़ैक) और सामग्री पॉलीटेट्राफ्लोरोएथिलीन (टेफ्लॉन) सम्मिलित हैं। इससे मौलिक फ्लोरीन का उत्पादन होता है। यह सामान्यतः निक्षारण कांच और सिलिकॉन पटलिका के लिए उपयोग किया जाता है।

ऑर्गनोफ्लोरीन यौगिकों का उत्पादन
हाइड्रोफ्लोरोइक अम्ल का मुख्य उपयोग ऑर्गनोफ्लोरीन रसायन शास्त्र में है। कई ऑर्गनोफ्लोरीन यौगिकों को फ्लोरीन स्रोत के रूप में HF का उपयोग करके तैयार किया जाता है, जिसमें पलीटेट्राफ़्लोरो ऐथिलीन, फ्लोरोपॉलीमर, फ्लुओरोकार्बन और फ्रीन जैसे प्रशीतन सम्मिलित हैं। कई औषध में फ्लोरीन होता है।

अजैव फ्लोराइड्स का उत्पादन
अधिकांश उच्च मात्रा वाले अजैव फ्लोराइड यौगिक हाइड्रोफ्लोरिक अम्ल से तैयार किए जाते हैं। सबसे आगे Na3AlF6 क्रायोलाइट और AlF3, [[ अल्युमीनियम ट्राइफ्लोराइड]] हैं। इन ठोस पदार्थों का पिघला हुआ मिश्रण धातु एल्यूमीनियम के उत्पादन के लिए उच्च तापमान विलायक के रूप में कार्य करता है। हाइड्रोफ्लोरिक अम्ल से तैयार अन्य अजैव फ्लोराइड्स में सोडियम फ्लोराइड और यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड सम्मिलित हैं।

निक्षारक, शोधित्र
इसका उपयोग अर्धचालक उद्योग में राइट निक्षारण और बफर ऑक्साइड निक्षारण के एक प्रमुख घटक के रूप में किया जाता है, जिसका उपयोग सिलिकन पटलिका 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 कांच निक्षारण के लिए भी किया जाता है। इसका उपयोग कांच को चमकाने और ठंढा करने के लिए भी किया जा सकता है।


 * SiO2 + 4 HF → SiF4(g) + 2 H2O
 * SiO2 + 6 HF → H2SiF6 + 2 H2O

5% से 9% हाइड्रोफ्लोरिक अम्ल जेल का उपयोग सामान्यतः आबंधन को बेहतर बनाने के लिए सभी मृत्तिका कृति दन्त प्रत्यावर्तन को खोदने के लिए किया जाता है। इसी तरह के कारणों के लिए, पतला हाइड्रोफ्लोरिक अम्ल घरेलू जंग दाग स्थानांतरण का एक घटक है, चक्र शोधित्र यौगिकों में कार धोने में, सिरेमिक और कपड़े जंग अवरोधकों में, और पानी के धब्बे हटाने वालों में है। लोहे के आक्साइड के साथ-साथ सिलिका-आधारित मृत्तिका कृति को भंग करने की अपनी क्षमता के कारण, हाइड्रोफ्लोरोइक अम्ल का उपयोग प्री-प्रवर्तन वाष्पित्र में किया जाता है जो उच्च दबाव वाली भाप का उत्पादन करते हैं। विश्लेषण से पहले रॉक प्रतिरूप (सामान्यतः पाउडर) को भंग करने के लिए हाइड्रोफ्लोरिक अम्ल भी उपयोगी होता है। इसी तरह, इस अम्ल का उपयोग सिलिकेट चट्टानों से कार्बनिक जीवाश्म निकालने के लिए अम्ल मसृणन में किया जाता है। जीवाश्मयुक्त चट्टान को सीधे अम्ल में डुबोया जा सकता है, या एक सेल्यूलोज नाइट्रेट आवरण 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
ऐल्किलन के रूप में जानी जाने वाली एक मानक तेल शोधशाला प्रक्रिया में, आइसोब्यूटेन को हाइड्रोफ्लोरिक अम्ल से प्राप्त अम्ल 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 कार्बनीकरण 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 अम्ल पहली बार 1771 में कार्ल विल्हेम शेहेल द्वारा तैयार किया गया था। यह अब मुख्य रूप से खनिज फ्लोराइट, CaF2 के उपचार द्वारा निर्मित होता है, लगभग 265 डिग्री सेल्सियस पर केंद्रित सल्फ्यूरिक अम्ल के साथ है।


 * CaF2 + H2SO4 → 2 HF + CaSO4

अम्ल एपेटाइट और फ्लोरोपाटाइट से फॉस्फोरिक अम्ल के उत्पादन का उपोत्पाद भी है। ऊंचे तापमान पर सल्फ्यूरिक अम्ल 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 अम्ल को फ्लोरिनेटेड प्लास्टिक ( प्रायः PTFE) आधान में संग्रहित किया जाता है।

गुण
तनु जलीय घोल में हाइड्रोजन फ्लोराइड एक शक्तिहीन अम्ल के रूप में व्यवहार करता है, अवरक्त स्पेक्ट्रमिकी का उपयोग यह दिखाने के लिए किया गया है कि, विलयन में, आयन जोड़ी H3O+·F−के गठन के साथ पृथक्करण होता है।.
 * H2O + HF ⇌ H3O+⋅F−     pKa = 3.17

इस आयन जोड़ी को पारदर्शी अवस्था में बहुत कम तापमान पर चित्रित किया गया है। आगे की संगति को विलयन और ठोस अवस्था दोनों में चित्रित किया गया है।
 * HF + F− ⇌ HF−2             log K = 0.6

यह माना जाता है कि एकाग्रता बढ़ने पर बहुलकीकरण होता है। यह धारणा टेट्रामेरिक आयनों के लवण के अलगाव द्वारा और निम्न-तापमान एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी द्वारा समर्थित है।  हाइड्रोजन फ्लोराइड के केंद्रित जलीय घोल में उपस्थित प्रजातियां सभी की विशेषता नहीं बताई गई हैं।

हैमेट अम्लता फलन, H0, 100% HF के लिए -10.2 और -11 के बीच होने का अनुमान है, जो सल्फ्यूरिक अम्ल के मान -12 के बराबर है।

अम्लता
हाइड्रोक्लोरिक अम्ल जैसे अन्य हाइड्रोजन हलाइड के विपरीत, हाइड्रोजन फ्लोराइड तनु जलीय घोल में केवल एक शक्तिहीन अम्ल है। यह आंशिक रूप से हाइड्रोजन-फ्लोरीन बंधन की ताकत का परिणाम है, लेकिन HF, और आयन स्तवक बनाने के लिए की प्रवृत्ति जैसे अन्य कारकों का भी है। उच्च सांद्रता पर, HF अणु बहुपरमाणुक आयन बनाने के लिए समलैंगिकता से पारित होते हैं (जैसे कि बाइफ्लोराइड, ) और प्रोटॉन, इस प्रकार अम्लता में बहुत वृद्धि करते हैं। यह केंद्रित हाइड्रोफ्लोरिक अम्ल विलयनों का उपयोग करते समय हाइड्रोक्लोरिक, सल्फ्यूरिक, या नाइट्रिक जैसे बहुत शक्तिशाली अम्ल के प्रोटॉनीकरण की ओर जाता है। हालांकि हाइड्रोफ्लोरिक अम्ल को एक शक्तिहीन अम्ल माना जाता है, यह बहुत संक्षारक होता है, यहां तक ​​कि जलयोजित होने पर कांच पर हमला करता है।

हाइड्रोफ्लोरिक अम्ल विलयनों की अम्लता समरूपता के कारण एकाग्रता के साथ भिन्न होती है, जो HF पर F- के प्रभाव को दर्शाता है। तनु विलयन अम्ल $K_{a} = 0.001$ (या $pK_{a} = 3.18$) आयनन स्थिरांक के साथ दुर्बल रूप से अम्लीय होते हैं, अन्य हाइड्रोजन हलाइड्स के संगत विलयनों के विपरीत, जो शक्तिशाली अम्ल ($pK_{a} < 0$) होते हैं। हाइड्रोजन फ्लोराइड के केंद्रित विलयन इस मूल्य से निहित की तुलना में बहुत अधिक दृढ़ता से अम्लीय हैं, जैसा कि हैमेट अम्लता फलन H0 (या प्रभावी pH) के मापन द्वारा दिखाया गया है। 100% तरल HF के आत्म आयनीकरण के उपरान्त H0 -10.2 और -15.1 के बीच होने का अनुमान सल्फ्यूरिक अम्ल के मूल्य -12 के बराबर है।

ऊष्मागतिक शब्दों में, HF विलयन अत्यधिक आदर्श विलयन हैं। गैर-आदर्श, HF की गतिविधि (रसायन विज्ञान) इसकी एकाग्रता की तुलना में बहुत अधिक तीव्रता से बढ़ रही है।

तनु विलयन में शक्तिहीन अम्लता को कभी-कभी उच्च H-F आबंध ताकत के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है, जो फ्लोराइड आयन के जलयोजन के अधिक नकारात्मक तापीय धारिता को पछाड़ने के लिए HF की उच्च विघटन ऊष्मा के साथ जोड़ती है। पॉल गिगुएरे और सिल्विया टरेल अवरक्त स्पेक्ट्रोमिकी द्वारा दिखाया गया है कि तनु विलयन में प्रमुख विलेय प्रजाति हाइड्रोजन-बंधित आयन युग्म H3O+·F− है।
 * H2O + HF ⇌ H3O+⋅F−

HF की बढ़ती सांद्रता के साथ बाइफ्लोराइड की सांद्रता भी बढ़ जाती है। प्रतिक्रिया निम्नलिखित है
 * 3 HF ⇌ HF−2 + H2F+

यह समसंयुग्मन का उदाहरण है।

स्वास्थ्य और सुरक्षा


अत्यधिक संक्षारक तरल होने के अतिरिक्त, हाइड्रोफ्लोरोइक अम्ल एक शक्तिशाली संपर्क विष भी है। ऊतक में प्रवेश करने के लिए हाइड्रोफ्लोरिक अम्ल 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 अम्ल 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। विचलित करने वाली गंध होने के पर भी, HF स्पष्ट गंध के बिना हानिकारक स्तर तक पहुंच सकता है। HF तंत्रिका कार्य में हस्तक्षेप करता है, जिसका अर्थ है कि जलन प्रारम्भ 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। HF अनावृत्ति के लक्षणों में आंखों, त्वचा, नाक और गले में जलन, आंख और त्वचा में जलन, नासाशोथ, श्वसनीशोध, फुफ्फुसीय शोथ (फेफड़ों में तरल पदार्थ का निर्माण) और हड्डी की क्षति सम्मिलित हैं।

हाइड्रोफ्लोरिक जलन का इलाज हाइड्रोफ्लोरिक अम्ल जलन जेल से किया जाता है।

यह भी देखें

 * वाष्प चरण अपघटन
 * 2019 फिलाडेल्फिया ऊर्जा विलयन 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