กรดไฮโดรฟลูออริก

กรดไฮโดรฟลูออริก เป็นสารละลายของไฮโดรเจนฟลูออไรด์ในน้ำ แม้ว่าจะมีฤทธิ์กัดกร่อนอย่างแรงและยากแก่การใช้งาน กรดนี้เป็นเพียงกรดอ่อนเท่านั้น กรดไฮโดรฟลูออริกใช้เป็นแหล่งของฟลูออรีนในการสังเคราะห์สารประกอบต่างๆ ทั้งยาและพอลิเมอร์ เช่น เทฟลอน คนทั่วไปรู้จักกรดไฮโดรฟลูออริกในฐานะกรดกัดแก้ว เพราะกรดชนิดนี้ทำปฏิกิริยากับซิลิกอนไดออกไซด์ได้ เนื่องจากความกัดกร่อนที่กรดนี้มีต่อแก้วและโลหะ ตามปกติจึงมักเก็บในบรรจุภัณฑ์พลาสติก

กรดไฮโดรฟลูออริก
ชื่ออื่น	fluoric acid; fluorhydric acid
เลขทะเบียน
เลขทะเบียน CAS	[7664-39-3]^[CAS]
EC number	231-634-8
ChEBI	29228
RTECS number	MW7875000
SMILES	F
InChI	1/FH/h1H
ChemSpider ID	14214
คุณสมบัติ
สูตรเคมี	HF (aq)
มวลต่อหนึ่งโมล	not applicable (see hydrogen fluoride)
ลักษณะทางกายภาพ	Colorless solution
ความหนาแน่น	1.15 g/mL (for 48% soln.)
จุดหลอมเหลว	not applicable (see hydrogen fluoride)
จุดเดือด	not applicable (see hydrogen fluoride)
ความสามารถละลายได้ ใน น้ำ	Miscible.
pKa	3.17
ความอันตราย
MSDS	duPont MSDS
การจำแนกของ EU	T+ C
EU Index	009-003-00-1
NFPA 704	0 4 0 ACID
R-phrases	R26/27/28, R35
S-phrases	(S1/2), S7/9, S26, S36/37, S45
จุดวาบไฟ	Non-flammable
สารประกอบอื่นที่เกี่ยวข้องกัน
แอนไอออนที่เกี่ยวข้อง
หากมิได้ระบุเป็นอื่น ข้อมูลข้างต้นนี้คือข้อมูลสาร ณ ภาวะมาตรฐานที่ 25 °C, 100 kPa
สถานีย่อย:เคมี

แก๊สไฮโดรเจนฟลูออไรด์เป็นสารพิษรุนแรงที่สามารถสร้างความเสียหายต่อปอดและกระจกตาอย่างทันทีและถาวร ในขณะที่กรดไฮโดรฟลูออริกเป็นสารพิษทางการสัมผ้สที่สามารถทำให้ผิวหนังไหม้และเนื้อเยื่อตายโดยไม่รับรู้ความเจ็บปวดในตอนแรก นอกจากนี้ ยังสามารถรบกวนกระบวนการเมแทบอลิซึมของแคลเซียม ทำให้หัวใจวายและเสียชีวิตได้

ความเป็นกรด

กรดไฮโดรฟลูออริกเป็นกรดอ่อน เพราะมีค่าคงที่การแตกตัวต่ำกว่ากรดแก่ ไม่แตกตัวสมบูรณ์ในน้ำ โดยเกิดสมดุลดังสมการ

HF + H₂O ⇌ H₃O⁺ + F⁻

ซึ่งกรดนี้เป็นกรดไฮโดรฮาลิกเพียงตัวเดียวที่ไม่เป็นกรดแก่

อย่างไรก็ตาม เมื่อความเข้มข้นของ HF สูงขึ้น ความเป็นกรดจะเพิ่มขึ้นได้อย่างยิ่งยวด เนื่องจากสมดุลที่เรียกว่า โฮโมแอสโซซิเอชัน (่homoassociation) ดังสมการ

3 HF ⇌ H₂F⁺ + FHF⁻

ทำให้เกิดไบฟลูออไรด์ไอออน (FHF⁻) ที่มีความเสถียรมากจากพันธะไฮโดรเจนระหว่าง F กับ H

การผลิต

กรดไฮโดรฟลูออริกส่วนใหญ่ในปัจจุบันผลิตจากปฏิกิริยาระหว่างแร่ฟลูออไรต์ (CaF₂) กับกรดซัลฟิวริกเข้มข้น ที่อุณหภูมิ 265 °C เกิดเป็นกรดไฮโดรฟลูออริกกับแคลเซียมซัลเฟตดังสมการ:

CaF₂ + H₂SO₄ → 2 HF + CaSO₄

นอกจากนี้ กรดไฮโดรฟลูออริกยังเป็นผลพลอยได้ในกระบวนการผลิตกรดฟอสฟอริกจากแร่อะพาไทต์ เนื่องจากแหล่งแร่อะพาไทต์มักมีฟลูออโรอะพาไทต์ปนอยู่ด้วย ซึ่งเมื่อนำไปย่อยโดยกรดจะให้สายแก๊สผสมของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (จากกรด) น้ำ กรดไฮโดรฟลูออริก และของแข็งปนเปื้อนอิ่น ๆ เมื่อแยกของแข็งออกและนำไปผ่านกรดซัลฟิวริกกับโอเลียม จะได้แก๊สไฮโดรเจนฟลูออไรด์แห้ง โดยในการผลิตนี้ เนื่องจากกรดไฮโดรฟลูออริกมีอำนาจกัดกร่อนสูง จะเกิดการสลายตัวของแร่กลุ่มซิลิเกตให้กรดฟลูออโรซิลิสิก (H₂SiF₆) ไปควบคู่กันเสมอ

ประโยชน์

ความปลอดภัย

กรดไฮโดรฟลูออริกมีฤทธิ์กัดกร่อนอย่างแรงและเป็นพิษต่อการสัมผัส โดยกรดไฮโดรฟลูออริกมีความสามารถที่จะทะลุผ่านเนื้อเยื่อไปได้ การสัมผัสทางตาหรือผิวหนังการหายใจ หรือการบริโภค จึงเป็นเส้นทางที่นำไปสู่การเป็นพิษได้ง่าย และเนื่องจากกรดไฮโดรฟลูออริกจะไปรบกวนการทำงานของระบบประสาท การทำลายเนื้อเยื่อโดยกรดไฮโดรฟลูออริกจึงอาจไม่รู้สึกเจ็บในตอนแรก ผู้ถูกกรดอาจจะไม่รู้ตัวในทันทีและเกิดความล่าช้าในการตอบสนองกับอันตรายที่เกิดขึ้น อาการของการถูกกรดไฮโดรฟลูออริกได้แก่ การระคายเคืองลูกตา ผิวหนัง จมูก และลำคอ การไหม้ของลูกตาหรือผิวหนัง เยื่อจมูกอักเสบ หลอดลมอักเสบ ปอดบวมน้ำ และความเสียหายต่อกระดูก

เมื่อกรดไฮโดรฟลูออริกเข้าสู่ระบบเลือดแล้ว จะไปทำปฏิกิริยากับแคลเซียมไอออนในเลือด เกิดเป็นแคลเซียมฟลูออไรด์ที่ไม่ละลายน้ำ อาจทำให้หัวใจวายได้ โดยรอยไหม้ที่กว้างกว่า 160 ตารางเซนติเมตร ถือว่าอันตรายต่อการเกิดพิษในระบบเลือดและเนื้อเยื่อ ด้วยสาเหตุนี้การต้านพิษกรดไฮโดรฟลูออริกจึงใช้แคลเซียมกลูโคเนต ซึ่งเป็นแหล่งแคลเซียมไอออน โดยการล้างแผลไหม้ด้วยน้ำและเจลแคลเซียมกลูโคเนต 2.5% หรือสารละลายเฉพาะอื่น ๆ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากกรดซึมเข้าไปในผิวหนัง จึงจำเป็นต้องพบแพทย์ต่อไป

 

แผลไหม้จากกรดไฮโดรฟลูออริก

อ้างอิง

1. Harris, Daniel C. (2010). Quantitative Chemical Analysis (8th international ed.). New York: W. H. Freeman. pp. AP14. ISBN 1429263091.
2. Aigueperse, J. et al. (2005) "Fluorine Compounds, Inorganic" in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, doi:10.1002/14356007.a11_307
3. Herbert H. Hyman; Martin Kilpatrick; Joseph J. Katz (July 1957). "The Hammett Acidity Function H₀ for Hydrofluoric Acid Solutions". J. Am. Chem. Soc. 79 (14): 3668–3671. doi:10.1021/ja01571a016. Contribution from the Chemistry Division, Argonne National Laboratory, and the Department of Chemistry, Illinois Institute of Technology.
4. . Northwestern University. คลังข้อมูลเก่า เก็บจาก แหล่งเดิม เมื่อ April 8, 2009. สืบค้นเมื่อ 2012-10-01. Unknown parameter |deadurl= ignored (help)
5. (PDF). Honeywell Specialty Materials. คลังข้อมูลเก่า เก็บจาก แหล่งเดิม (PDF) เมื่อ March 25, 2009. สืบค้นเมื่อ 2009-05-06. Unknown parameter |deadurl= ignored (help)