ஐதரசன் புளோரைடு (Hydrogen fluoride) என்பது HF என்ற மூலக்கூறு வாய்பாடு கொண்ட ஒரு வேதிச்சேர்மம் ஆகும். தொழில்முறையில் புளோரின் தயாரிப்பதற்கு உதவுகின்ற முதன்மை ஆதாரமாக இந்த நிறமற்ற வாயு அல்லது திரவம் பயன்படுகிறது. நீர்த்த நிலையில் ஐதரோ புளோரிக் அமிலமாகk காணப்படும் இது மருந்து வகைகள் மற்றும் பலபடிகள் (உதாரணம்: டெஃப்ளான்) போன்ற முக்கியமான வேதிப்பொருட்கள் தயாரிப்பில் ஒரு முன்னோடியாக விளங்குகிறது. பெட்ரோலிய வேதிகள் தொழிலில் ஐதரசன் புளோரைடு பரவலாக பயன்படுகிறது. இதுதவிர பல மிகையமிலங்களின் பகுதிப்பொருளாகவும் காணப்படுகிறது. அறை வெப்பநிலைக்கு நெருங்கிய வெப்பநிலையில் ஐதரசன் புளோரைடு கொதிக்கிறது. ஆனால் ஐதரசனின் பிற ஆலைடுகள் குறைந்த வெப்பநிலையிலேயே ஆவியாகின்றன.ஐதரசனின் மற்ற ஆலைடுகள் போலில்லாமல் ஐதரசன் புளோரைடு காற்றைவிட இலேசானதாக உள்ளது மற்றும் நுண்துளைப் பொருட்களின் வழியாக விரைவாக விரவுகிறது.

மிகவும் அபாயம் தரக்கூடிய வாயுவாகவும் அரிப்புத்தன்மையுடன் திசுக்களில் உட்புகுந்து தீங்கு ஏற்படுத்தக் கூடியதாகவும் ஐதரசன் புளோரைடு காணப்படுகிறது. கருவிழிப் படலத்தை வேகமாகச் சிதைத்து குருட்டுத்தன்மையை ஏற்படுத்துகிறது.

நீரற்ற ஐதரசன் புளோரைடை கண்டறிந்த பெருமை பிரெஞ்சு வேதியியலாளர் எட்மாண்டு ஃபிரேமியைச் ( 1814 – 1894 ) சார்ந்ததாகும். புளோரினை தனித்துப் பிரிக்க முயற்சித்தபோது இவர் இதனைக் கண்டறிந்தார். ஆனாலும் 1771 ஆம் ஆண்டில் கார்ல் வில்லெம் சிகில்லே இதனைப் பெருமளவில் தயாரித்துள்ளார். அதுமுதலே இவ்வமிலம் கண்ணாடித் தொழிற்சாலைகளில் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளது என்பது குறிப்பிடத்தக்கது ஆகும்.

படிக ஐதரசன் புளோரைடில் உள்ள HF சங்கிலிகளின் அமைப்பு

அறைவெப்பநிலை அல்லது அதைவிட சற்று கூடுதலான வெப்பநிலையில் ஐதரசன் புளோரைடு நிறமற்ற ஒரு வாயுவாகக் காணப்படுகிறது. அதனுடைய உருகுநிலைக்கு கீழான வெப்பநிலையில் ( -83.6 பாகை செல்சியசு அல்லது – 118.5 பாகை பாரன்ஃகைட் ) ஐதரசன் புளோரைடு கோணல் மாணலான ஐதரசன் புளோரைடு சங்கிலிகளால் உருவான நேர்சாய்சதுர திண்மப் படிகங்களாக உருவாகிறது. குறுகிய 95 பைக்கோமீட்டர் பிணைப்பு நீளம் கொண்ட ஐதரசன் – புளோரின் மூலக்கூறுகள், 155 பைக்கோமீட்டர்^[3] இடைவெளியில் அருகிலுள்ள ஐதரசன் புளோரைடு மூலக்கூறுகளுடன் மூலக்கூறிடை பிணைப்பாக இணைக்கப்பட்டுள்ளன. திரவநிலையிலுள்ள ஐதரசன் புளோரைடிலும் குறுகிய நீளம் கொண்ட ஐதரசன் புளோரைடு மூலக்கூறுகளின் சங்கிலிகள் காணப்படுகின்றன. ஒவ்வொரு சங்கிலியும் சராசரியாக ஐந்து அல்லது ஆறு மூலக்கூறு இணைப்புகள் பெற்றுள்ளன^[4].

ஐதரசன் பிணைப்பும் ஐதரசன் புளோரைடும்

[தொகு]

HF மூலக்கூறுகள் ஐதரசன் பிணைப்புகள் மூலமாக இடைவினை புரிகின்றன. இதன்விளைவாக மற்ற HF மூலக்கூறுகளுடன் சங்கிலித் தொடர்பை உருவாக்குகின்றன. இந்தக் காரணத்தால் ஐதரசன் புளோரைடு, ஐதரசன் குளோரைடு முதலான மற்ற ஐதரசன் ஆலைடுகளை விட அதிகமாக நீரின் செயல்பாடுகளுடன் ஒத்திருக்கிறது^[5]^[6]^[7]. HF மூலக்கூறுகளுக்கு இடையில் உள்ள ஐதரசன் பிணைப்பு திரவநிலை ஐதரசன் புளோரைடிற்கு உயர் பாகுநிலையையும் வாயுநிலை ஐதரசன் புளோரைடிற்கு எதிர்நோக்கும் அழுத்தத்தை விட குறைவான அழுத்தத்தையும் தருகிறது. ஐதரசனின் வலுவான மற்ற ஆலைடுகள் – 85 பாகை செல்சியசு ( -120 பாகை பாரன்ஃகைட்) முதல் – 35 பாகை செல்சியசு ( -30 பாகை பாரன்கீட்டு) வெப்பநிலையில் கொதிக்கும் நிலையில் ஐதரசன் புளோரைடு 20 பாகை செல்சியசு வெப்பநிலை வரையில் கொதிப்பதில்லை.

ஐதரசனின் வலுவான மற்ற ஆலைடுகள் போலன்றி ஐதரசன் புளோரைடு தண்ணீரில் முழுமையாக கலந்து கரைகிறது. மேலும், ஐதரசன் புளோரைடும் தண்ணீரும் இணைந்து பல்வேறு திடநிலை சேர்மங்களை உருவாக்குகின்றன. குறிப்பாக 1:1 விகிதத்திலான சேர்மங்கள் – 40 பாகை செல்சியசு வெப்பநிலை வரையில் உருகுவதில்லை. தூய்மையான ஐதரசன் புளோரைடின் உருகுநிலையைவிட ( - 44 பாகை செல்சியசு ) இது அதிகமாகும்^[8]

ஐதரோகுளோரிக் அமிலம் போன்ற ஐதரசனின் மற்ற ஆலைடு அமிலங்கள் போலில்லாமல் ஐதரசன் புளோரைடு மட்டும் மிகநீர்த்த கரைசலில் வலிமை குறைந்த அமிலமாக உள்ளது^[9]. ஐதரசன் – புளோரின் பிணைப்பின் வலிமை இதற்கு ஒரு காரணம் என்றாலும் ஐதரசன் புளோரைடு, தண்ணீர் மற்றும் புளோரின் எதிர்மின் அயனி ஆகியனவற்றின் கொத்தாக இணையும் போக்கும் ஒரு காரணியாகும்^{[note 1]}. அடர்த்தி மிகுந்த கரைசலில் ஐதரசன் புளோரைடு மூலக்கூறுகள் தங்களுக்குள் இணைந்து பைபுளோரைடு (HF₂) போன்ற பலவணு அயனிகள் மற்றும் புரோட்டான்களை உருவாக்குகிறது. இதன் விளைவாக இதன் அமிலத்தன்மை பேரளவாக அதிகரிக்கிறது^[11] . எனவே ஐதரோகுளோரிக் அமிலம், சல்பூரிக் அமிலம்|சல்பூரிக்]] அல்லது நைட்ரிக் அமிலங்கள் அடர் ஐதரோ புளோரிக் அமிலக் கரைசல்களை பயன்படுத்தும்போது புரோட்டான் ஏற்றம் பெறுகின்றன^[12]. ஐதரோ புளோரிக் அமிலம் வலிமை குறைந்த அமிலமாக இருந்தாலும் மிகுந்த அரிப்புத்தன்மை உடையதாகவும் நீர் சேர்க்கப்பட்டாலும்கூட கண்ணாடிப் பொருட்களை பாதிக்கக்கூடியதாக உள்ளது^[11].

புளோரைடு அயனியின் ஐதரசன் பிணைப்பு இடைவினை காரணமாக ஐதரோபுளோரிக் அமிலக் கரைசலின் அடர்த்தியின் அடிப்படையில் அமிலத்தன்மை வேறுபடுகிறது. நீர்த்தக் கரைசல்களான மென் அமிலங்களின் அமிலத்தன்மை எண் மாறிலி Ka = 6.6×10−4 (or pKa = 3.18) ஆகும்^[13]. மாறாக அதேவேளையில் தொடர்புடைய மற்ற ஐதரசன் ஆலைடு கரைசல்கள் அதாவது வலிமையான அமிலங்களின் அமிலத்தன்மை எண் (pKa < 0) ஆகும். வலிமையான அமிலங்களின் அமிலத்தன்மையைக் கணக்கிட உதவும் ஆம்மெட் அமிலச் செயல்பாடு (H₀)^[14] கணக்கீடுகள் கூறும் அளவைவிட ஐதரசன் புளோரைடின் அடர்த்தியான கரைசல்கள் மிகவும் வலுவான அமிலத்தன்மையுடன் உள்ளன. 100 சதவீத ஐதரோ புளோரிக் அமிலத்தின் ஆம்மெட் மதிப்பு -10.2 மற்றும் – 11 மதிப்பிற்கு இடையில் உள்ளது. சல்பூரிக் அமிலத்தின் ஆம்மெட் மதிப்பு -12 என்பது குறிப்பிடத்தகுந்தது^[15]^[16]

ஐதரசன் புளோரைடின் கரைசல்கள் வெப்ப இயக்கவியல் அடிப்படையில் இயல்பற்றவை. இவற்றின் செயல்பாடு அவற்றின் செறிவை விட அதிவேகமாக அதிகரிக்கிறது. நீர்த்த கரைசலின் குறைவான அமிலத்தன்மை சிலநேரங்களில் உயர் ஐதரசன் – புளோரின் பிணைப்பு வலிமை காரணமாக, ஐதரசன் புளோரைடின் உள்ளுறை வெப்ப இழப்புடன் இணைந்து புளூரைடு அயனியின் அதிக எதிர்மறை உள்ளுறை வெப்பத்தை குறைத்துவிடுகிறது^[17]. எனினும், ஐதரசன் பிணைப்புடன் கூடிய அயனி இரட்டை [H3O+•F−] பெற்றுள்ள முதன்மையான கரைபொருள் வகைகளின் அயனியாக்கத்தை கைகியூர் மற்றும் டர்ரல்^[18]^[19] இணை தங்களுடைய அகச்சிவப்பு நிறமாலையியல் ஆய்வில் அடுத்தடுத்த சமநிலைகளில் விவரிக்க முடியுமென நிருபித்தனர்.

H₂O + HF

[H₃O⁺•F⁻]

H₃O⁺ + F⁻

↑ விரிவான விளக்கத்திற்கு பார்க்க.^[10]

↑ "pKa's of Inorganic and Oxo-Acids" (PDF). Harvard. Archived from the original (PDF) on 11 ஆகத்து 2015. Retrieved 9 September 2013.
↑ Bruckenstein, S.; Kolthoff, I.M., in Kolthoff, I.M.; Elving, P.J. Treatise on Analytical Chemistry, Vol. 1, pt. 1; Wiley, NY, 1959, pp. 432-433.
↑ Johnson, M. W.; Sándor, E.; Arzi, E. (1975). "The Crystal Structure of Deuterium Fluoride". Acta Crystallographica B31 (8): 1998–2003. doi:10.1107/S0567740875006711.
↑ Mclain, Sylvia E.; Benmore, CJ; Siewenie, JE; Urquidi, J; Turner, JF (2004). "On the Structure of Liquid Hydrogen Fluoride". Angewandte Chemie, International Edition 43 (15): 1952–55. doi:10.1002/anie.200353289. பப்மெட்:15065271.
↑ Pauling, Linus A. (1960). The nature of the chemical bond and the structure of molecules and crystals: An introduction to modern structural chemistry. Cornell University Press. pp. 454–464. ISBN 978-0-8014-0333-0.
↑ Atkins, Peter; Jones, Loretta (2008). Chemical principles: The quest for insight. W. H. Freeman & Co. pp. 184–185. ISBN 978-1-4292-0965-6.
↑ Emsley, John (1981). "The hidden strength of hydrogen". New Scientist 91 (1264): 291–292. http://books.google.com/books?id=ZbthaZCUXy4C&pg=PA292. பார்த்த நாள்: 25 December 2012.
↑ Greenwood & Earnshaw 1998, ப. 812–816.
↑ Wiberg, Wiberg & Holleman 2001, ப. 425.
↑ Clark, Jim (2002). "The acidity of the hydrogen halides". Retrieved 4 September 2011.
↑ ^11.0 ^11.1 Chambers, C.; Holliday, A. K. (1975). Modern inorganic chemistry (An intermediate text) (PDF). The Butterworth Group. pp. 328–329. Archived from the original (PDF) on 2015-12-27. Retrieved 2015-04-01.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
↑ Hannan, Henry J. (2010). Course in chemistry for IIT-JEE 2011. Tata McGraw Hill Education Private Limited. pp. 15–22. ISBN 9780070703360.
↑ Ralph H. Petrucci; William S. Harwood; Jeffry D. Madura (2007). General chemistry: principles and modern applications. Pearson/Prentice Hall. p. 691. ISBN 978-0-13-149330-8. Retrieved 22 August 2011.
↑ H.H. Hyman and others Katz, Joseph J. (1957). "The Hammett acidity function H₀ for HF aqueous solutions". J. Amer. Chem. Soc. 79 (14): 3668. doi:10.1021/ja01571a016.
↑ W.L. Jolly “Modern Inorganic Chemistry” (McGraw-Hill 1984), p. 203 பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0-07-032768-8
↑ F.A. Cotton and G. Wilkinson, Advanced Inorganic Chemistry (5th ed.) John Wiley and Sons: New York, 1988. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0-471-84997-9 p. 109
↑ C.E. Housecroft and A.G. Sharpe "Inorganic Chemistry" (Pearson Prentice Hall, 2nd ed. 2005), p. 170.
↑ Paul-Antoine Giguère; Turrell, Sylvia (1980). "The nature of hydrofluoric acid. A spectroscopic study of the proton-transfer complex H₃O⁺...F⁻". J. Am. Chem. Soc. 102 (17): 5473. doi:10.1021/ja00537a008.
↑ Radu Iftimie, Vibin Thomas, Sylvain Plessis, Patrick Marchand, and Patrick Ayotte (2008). "Spectral Signatures and Molecular Origin of Acid Dissociation Intermediates". J. Am. Chem. Soc. 130 (18): 5901–7. doi:10.1021/ja077846o. பப்மெட்:18386892.

வெளிப்புற இணைப்புகள்

[தொகு]

"ATSDR – MMG: Hydrogen Fluoride". Retrieved May 14, 2006
CDC - NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards