في الكيمياء إن حمض الهيدروفلوريك هو عبارة عن محلول فلوريد الهيدروجين في الماء وهو غير عضوي، وإلى جانب فلوريد الهيدروجين فإنه يعد حمض الهيدروفلوريك مصدرًا قيمًا لعنصر الفلور، وذلك كونه مقدمة للعديد من المستحضرات الصيدلانية والبوليمرات المتنوعة (مثل التفلون) ومعظم المواد الاصطناعية الأخرى التي تحتوي على الفلور.
حمض الهيدروفلوريك
- حمض الهيدروفلوريك عبارة عن محلول فلوريد الهيدروجين ذو الصيغة الكيميائية التالية: (HF) في الماء، ويشتهر حمض الهيدروفلوريك بمقدرته على إذابة الزجاج وذلك من خلال التفاعل مع أكسيد السيليكون (SiO2)، وهو المكون الرئيسي لمعظم الزجاج، ومن الممكن وصف عملية الذوبان هذه على النحو التالي:
SiO2(s) + 4HF(aq) → SiF4(g) + 2H2O(l)
SiO2(s) + 6HF(aq) → H2[SiF6](aq) + 2H2O(l)
- وبسبب التفاعل العالي لحمض الهيدروفلوريك تجاه الزجاج فإنه في العادة يتم حفظ حمض الهيدروفلوريك في حاويات البولي إيثيلين أو التفلون، كما أن حمض الهيدروفلوريك فريد من نوعه في قدرته على إذابة العديد من أكاسيد المعادن وشبه المعادن، إذ أنه عبارة عن مادة أكالة، حيث أنه حمضي إذ أنه يتفكك مركب فلوريد الهيدروجين في محلول مائي بطريقة مشابهة للأحماض الشائعة الأخرى، وذلك تبعا للمعادلة الكيميائية التالية:
-HF + H2O → H3O+ + F
- عندما يقترب تركيز فلوريد الهيدروجين (HF) من 100٪، تزداد الحموضة بشكل كبير بسبب التوازن التالي:
-2HF → H+ + FHF
- يتم تثبيت أنيون (-FHF) بواسطة رابطة الهيدروجين والفلور القوية جدًا. في حمض الأسيتيك والمذيبات المماثلة ، يعتبر حمض الهيدروفلوريك أقوى الأحماض المائية.
- يتم تحضير حمض الهيدروفلوريك من خلال عملية معالجة الفلوريت المعدني، فلوريد الكالسيوم (CaF2) بحمض الكبريتيك المركز، ويشتهر حمض الهيدروفلوريك بمقدرته على إذابة الزجاج من خلال التفاعل مع ثاني أكسيد السيليكون (SiO2)، وهو المكون الرئيسي لمعظم الزجاج.
- صناعيًا يتم إنتاج حمض الهيدروفلوريك من خلال عملية معالجة الفلوريت المعدني (CaF2) بحمض الكبريتيك المركز، وعندما تتم عملية دمج هاتين المادتين عند درجة حرارة مقدارها 250 درجة مئوية، يتفاعل كلا من فلوريد الكالسيوم وحمض الكبريتيك من أجل إنتاج فلوريد الهيدروجين وفقًا للمعادلة الكيميائية التالية:
CaF2 + H2SO4 → 2HF + CaSO4
- تقارب للمغنيسيوم والكالسيوم: يهاجم حمض الهيدروفلوريك العديد من أكاسيد المعادن ويشكل مركبات فلوريد ثابتة أو فلورو، في الجسم، حيث يتفاعل حمض الهيدروفلوريك مع الأيونات المهمة بيولوجيًا في كل مكان (Ca +2) و (Mg +2)، في بعض الحالات، يمكن أن يؤدي التعرض إلى نقص كالسيوم الدم، غالبًا ما يستلزم علاج التعرض لحمض الهيدروفلوريك.
- بصرف النظر عن الشطف الشامل للمناطق المكشوفة، علاجًا بجلوكونات الكالسيوم، يتم تطبيقه موضعيًا على شكل هلام أو عن طريق الحقن، إن حمض الهيدروفلوريك عبارة عن مادة أكالة وسم تماس، قد لا تظهر أعراض التعرض لحمض الهيدروفلوريك على الفور ولكنها قد تكون قاتلة، يجب التعامل معها بحذر شديد.
- بما يتجاوز تلك الممنوحة للأحماض المعدنية الأخرى، بسبب انخفاض ثابت التفكك يخترق حمض الهيدروفلوريك الأنسجة بسرعة، يتم إطلاق فلوريد الهيدروجين عند احتراق المركبات المحتوية على الفلور مثل المنتجات المصنوعة من الفيتون والتفلون، يتحول فلوريد الهيدروجين على الفور إلى حمض الهيدروفلوريك عند ملامسته للرطوبة.
- يتم إعطاء الصيغة الكيميائية لحمض الهيدروفلوريك كـ (HF)، يتكون الحمض من جزيء ثنائي الذرة مع روابط هيدروجينية قوية بين الجزيئات، وعادة ما تكون السلاسل في الجزيئات أقصر وتتراوح بين خمسة إلى ستة جزيئات في المتوسط.
استخدامات حمض الهيدروفلوريك
- بسبب قدرة حمض الهيدروفلوريك على إذابة أكاسيد المعادن فإنه يتم استخدام هذا الحمض في تنقية كلا من الألومنيوم واليورانيوم، كما ويتم استخدامه من أجل عملية نقش الزجاج، ومن أجل عملية إزالة أكاسيد السطح من السيليكون في صناعة أشباه الموصلات، وكمحفز من أجل ألكلة الأيزوبيوتان والبيوتين في مصافي النفط.
- كما ويتم استخدام حمض الهيدروفلوريك من أجل إزالة شوائب الأكسيد من الفولاذ المقاوم للصدأ في عملية تسمى التخليل، ويُباع حمض الهيدروفلوريك المخفف كمزيل لبقع الصدأ المنزلي، ولقد تم استخدامه مؤخرًا في غسيل السيارات في مركبات “منظف العجلات”، ونظرًا لقدرته على إذابة مركبات السيليكات فإنه غالبًا ما يستخدم حمض الهيدروفلوريك في إذابة عينات الصخور (عادةً ما تكون مسحوقًا) قبل التحليل.
- إلى جانب ذلك فقد يستخدم حمض الهيدروفلوريك أيضًا في عملية تصنيع العديد من المركبات العضوية المحتوية على الفلور، بما في ذلك التفلون، والبوليمرات الفلورية، ومركبات الكربون المشبعة بالفلور، والمبردات مثل الفريون.
