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HF-Gas und sein Sensor

Einführung in Fluorwasserstoffgas

Fluorwasserstoff ist eine anorganische Verbindung mit der Formel HF und ist bei Temperaturen über 67 °F / 19 °C ein farbloses Gas oder bei kälteren Temperaturen eine Flüssigkeit, beide mit einem stechenden Geruch. Selbst in flüssiger Form bildet es Dämpfe, die eine sehr gefährliche Atemgefahr darstellen. Wenn diese Verbindung in Wasser gelöst wird, ist sie als Flusssäure bekannt. Fluorwasserstoff kann freigesetzt werden, wenn andere Verbindungen, wie beispielsweise Ammoniumfluorid (NH4F), mit Wasser in Kontakt kommen.

HF wird als Ausgangsstoff für die Herstellung anderer chemischer Verbindungen aus Polymeren und Arzneimitteln wie Prozac verwendet. Eine weitere häufige Verwendung findet es in der petrochemischen Industrie als Bestandteil von Supersäuren.

Fluorwasserstoff (HF) ist ein farbloses Gas oder eine farblose Flüssigkeit, die stark ätzend und giftig ist. Es gehört zu den Halogenwasserstoffen. Wasserfreier Fluorwasserstoff ist eine reine Form von HF, die ein starkes Lösungsmittel ist. Fluorwasserstoff löst sich leicht in Wasser und bildet farblose Flusssäurelösungen.

Fluorwasserstoff (HF) ist ein farbloses Gas mit stechendem Geruch, das ernsthafte Gesundheitsrisiken birgt. Obwohl es sich um eine schwache Säure handelt, ist HF hochreaktiv und kann schwere Verätzungen der Haut sowie Schäden an Augen und Atemwegen verursachen. Selbst verdünnte HF-Lösungen sind gefährlich, insbesondere bei Hautkontakt, wo die Säure tief eindringen und umfangreiche Gewebeschäden verursachen kann. Der Kontakt mit Fluorwasserstoffgas kann zu gefährlich erhöhten Fluoridwerten im Körper führen, was möglicherweise Zahnfluorose und Skelettfluorose verursachen kann. Fluorwasserstoffdampf ist besonders gefährlich, wenn er eingeatmet wird, da er schnell in den Blutkreislauf aufgenommen werden kann. Um sich vor diesen Risiken zu schützen, sind Fluorwasserstoffgasdetektoren und Fluorwasserstoff-Überwachungssysteme für die Früherkennung und Echtzeit-Sichtbarkeit in gefährlichen Umgebungen unerlässlich. Fluorwasserstoff wird häufig in industriellen Prozessen verwendet, darunter bei der Herstellung von Fluorverbindungen wie Teflon und Kältemitteln. Außerdem ist es ein wichtiger Bestandteil in der Halbleiterindustrie zum Ätzen von Siliziumwafern. Bei der Arbeit mit HF sind geeignete Überwachungs- und Sicherheitsmaßnahmen von entscheidender Bedeutung, um die Sicherheit der Arbeitnehmer zu gewährleisten und eine schädliche Exposition zu verhindern.

Eine der häufigsten Gefahren für Industriearbeiter besteht darin, dass es für eine Vielzahl von Materialien extrem korrosiv ist. HF kann schmerzhafte Verbrennungen auf der Haut und schwere Augenschäden verursachen. 

Gaseigenschaften

  • Säurehaltig
  • Extrem giftig
  • Stark korrosiv gegenüber Metallen, Glas, Siliziumdioxid, Kieselsäure und Gewebe.
  • In Wasser oder Alkohol löslich.
  • Farbloses Gas oder rauchende Flüssigkeit (unter 67 °F) mit stechendem, reizendem Geruch.
  • HF ist leichter als Luft, bildet jedoch bei Freisetzung einen Dampf, der schwerer als Luft ist. 
  • Eine gängige wässrige Lösung wird als Flusssäure bezeichnet. 
  • Reagiert heftig mit Basen und ist gegenüber den meisten Metallen korrosiv, wobei ein explosives Gas entsteht. 
  • Die Summenformel lautet HF.
  • Auch bekannt als wasserfreies Fluorid, wässriges Fluorwasserstoff, HF-A, Fluoran und Flusssäure.
  • CAS-Nr. 7664-39-3
Symbol GHS WHMIS Giftig Darstellung der Gefahren von Schwefeldioxid, das bei industriellen Prozessen mit chemischen Gefahren freigesetzt wird
Symbol-GHS-ätzend
GHS Gesundheitsgefahr Fluorwasserstoff

Industrielle HF-Gefahren und -Quellen

  • Der Großteil des weltweit hergestellten Fluorwasserstoffs wird aus Flussspat und Schwefelsäure gewonnen.
  • Herstellung: HF ist ein Ausgangsstoff für die Herstellung vieler fluorhaltiger Chemikalien, die bei der Produktion von Kältemitteln, Herbiziden, Arzneimitteln, hochoktanigem Benzin, Aluminium, Kunststoffen, elektrischen Bauteilen und Leuchtstoffröhren verwendet werden.
  • Stahl- und Metallproduktion: Wässrige Flusssäure wird beim Beizen von Edelstahl, bei Metallbeschichtungen und bei der Gewinnung exotischer Metalle verwendet.
  • Metallindustrie – Gewinnung, Verarbeitung und Veredelung. 
  • Laborbedarf, z. B. Labordiagnostik oder Verbrauchsmaterialien, Lösungsmittel und Reagenzien, die in Experimenten oder im Labor verwendet werden.
  • Reinigungsmittel oder Lösungsmittel – Autoreiniger, Rostentferner, Inhibitoren für Keramik und Textilien sowie Wasserfleckenentferner.
  • Elektrische Kraftwerke: Fluorid ist in Kohle und Öl enthalten und kann sich daher mit Wasserstoff verbinden, um HF zu bilden.
  • Säure- und Laugenreinigung von Metallen.
  • Erdölförderung und -raffination: Verwendung als Katalysator bei der Herstellung von Benzin
  • Herstellung von Aluminium, Fluorkohlenwasserstoffen, Kryolith und Uranhexafluorid
  • Halbleiterfertigung 
  • Glasherstellung/-verschweißung und Quarzreinigung.
  • Herstellung von Insektiziden
  • Meersalz-Aerosol
  • Galvanisieren, Emaillieren, Glasblasen

Bei einer Verschüttung und Explosion von HF in Südkorea kamen 5 Mitarbeiter ums Leben, 18 wurden ins Krankenhaus eingeliefert und 12.243 Menschen in der Umgebung mussten medizinisch versorgt werden, darunter 416 Feuerwehrleute.

Korea-Institut für öffentliche Verwaltung

Hochrisikoszenarien

  • Fluorwasserstoffsäure mit einem Fluorwasserstoffanteil von mehr als 40 % verdampft in der Luft.
  • Eine hohe Exposition kann zu einer Fluoridvergiftung mit Magenschmerzen, Schwäche, Krämpfen, Kollaps und sogar zum Tod führen.
  • Eine langfristige Exposition gegenüber hohen Konzentrationen kann zu Ablagerungen von Fluorid in Knochen und Zähnen führen, die als „Fluorose“ bezeichnet werden. Dies kann Knochenschmerzen, Knochenbrüche, Behinderungen und Fleckenbildung auf den Zähnen verursachen.
  • Bei Naturkatastrophen kann es zu Expositionen kommen, wenn Lagerräume oder Behälter, in denen sich Fluorwasserstoff befindet, beschädigt werden.
  • Wurde als chemischer Terrorismus-Wirkstoff eingesetzt.
  • HF wird aus aktiven Vulkanen freigesetzt und gefährdet die Menschen in der Umgebung.

HF-Sensor-Informationen

Typ: ElektrochemischerElektroden-
Messbereich: 0–10 ppm (Auflösung 0,1 ppm)

Alarmstufen

Unterer Alarm: 2,5 ppm
Oberer Alarm: 5 ppm
STEL – 15 Minuten – Kurzzeitgrenzwert: 2,5 ppm
TWA – 8-Stunden-Zeitgewichteter Durchschnitt: 2,5 ppm

Blackline-Geräte, die HF erkennen können

Fragen zur Erkennung von HF?

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Spezielle Anwendungen und Überlegungen

  • Korrosion – Kontakt kann zu schweren Reizungen und Verbrennungen der Haut und Augen mit bleibenden Schäden führen.
  • Der Kontakt mit HF kann zu Reizungen der Nase und des Rachens führen. Das Einatmen kann die Lunge reizen. Eine höhere Exposition kann zu einer Flüssigkeitsansammlung in der Lunge (Lungenödem) führen. 
  • Häufige Symptome einer Exposition sind Kopfschmerzen, Schwindel, Übelkeit und Erbrechen. Eine langfristige Exposition gegenüber hohen Konzentrationen kann zu „Fluorose“ führen – Ablagerungen von Fluorid in Knochen und Zähnen.
  • Die Einnahme einer geringen Menge hochkonzentrierten Fluorwasserstoffs beeinträchtigt wichtige innere Organe und kann tödlich sein. 
  • Fluorid, das in Wasser und Zahnpflegeprodukten zur Vorbeugung von Karies verwendet wird, ist in geringer Konzentration enthalten.
  • Eine mögliche Exposition kann anhand von Urin-, Leber- und Nierenfunktionstests, Röntgenaufnahmen des Brustkorbs oder Knochendichtemessungen (DEXA-Scans) untersucht werden.
  • Rauchen kann Atemwegserkrankungen verschlimmern, die durch chemische Belastungen verursacht werden.
  • Handhabung – Fluorwasserstoff reagiert heftig mit starken Basen wie Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid. HF reagiert mit Wasser und Wasserdampf unter Bildung giftiger und ätzender Gase. Es reagiert auch mit Metallen wie Eisen und Stahl unter Bildung von brennbarem und explosivem Wasserstoffgas. Es ist nicht mit Oxidationsmitteln kompatibel.
  • PSA – Bei einer Expositionsgefahr von über 0,5 ppm ist eine von NIOSH zugelassene Vollmaske mit einer Säuregaspatrone für Fluorwasserstoff oder ein umluftunabhängiges Atemschutzgerät (SCBA) zu verwenden. Tragen Sie zum Schutz der Augen eine nicht belüftete, schlagfeste Schutzbrille. Bei einer Exposition von über 5 ppm ist ein Atemschutzgerät mit Vollmaske im Druckbedarfs- oder Überdruckmodus (SCBA) erforderlich. 
  • Die Symptome können sich aufgrund geringer Konzentrationen auf der Haut verzögern, da HF das Nervensystem beeinträchtigt. 

Gesundheitsrisiken und Umgang mit HF

Konzentration
Symptome/Auswirkungen
1–2 ppm ODER unter 20 %ige HF-Lösung
Reizung der Augen, Nase und Atemwege. Die Symptome können bis zu 24 Stunden verzögert auftreten und werden oft erst nach erheblichen Gewebeschäden gemeldet.
2,5–6 ppm ODER 20 %–50 %ige HF-Lösung
Haut- und Augenreizungen. Hautrötungen, Brennen und Schmerzen können erst mehrere Stunden nach der Exposition auftreten. Kann auch Kopfschmerzen, Schwindel, Übelkeit und Erbrechen, Magenschmerzen, Engegefühl in der Brust und Schwäche verursachen. Wird häufig nach erheblichen Gewebeverletzungen gemeldet.
7–27 ppm ODER über 50 %ige HF-Lösung
Verbrennungen sind fast unmittelbar nach der Exposition sichtbar. Schnelle Gewebezerstörung mit Blasenbildung und akuten systemischen Auswirkungen auf den gesamten Körper; Lungenschäden sind häufig.
30 ppm
Unmittelbare Gefahr für Leben und Gesundheit. Bei Kontakt mit mehr als 1 % der Körperoberfläche kann es zu systemischer Toxizität kommen.
Symbol-Erste-Hilfe
ERSTE HILFE
  • Bei EINATMEN die betroffene Person an die frische Luft bringen. Mit der Atemspende beginnen. Nach übermäßiger Einatmung 24 bis 48 Stunden lang ärztliche Hilfe in Anspruch nehmen, da sich ein Lungenödem verzögert zeigen kann. Das Einatmen von HF kann die Lunge reizen und Husten und Atemnot verursachen. 
  • BeiHautkontakt waschen Siedie Haut sofort mit Wasserab. Tragen Sie 2,5 % Calciumgluconat-Gel auf die betroffene Hautstelle auf. Massieren Sie das Gel mit Gummihandschuhen in die Haut ein. Wiederholen Sie die Anwendung, bis die Schmerzen nachlassen. Suchen Sie einen Arzt auf. Der Kontakt kann zu Hautreizungen und schweren Verbrennungen des tiefen Gewebes führen. Die Verbrennung kann sich sogar um einige Stunden verzögern.
  • Bei Kontakt mitden AUGENsofort mindestens 30 Minuten lang mit reichlich Wasser spülen. Sofort ärztliche Hilfe hinzuziehen.
  • Bei Verschlucken: Lassen Sie die Person mehrere Kalzium- oder Magnesiumtabletten oder flüssiges Antazidum mit 1–2 Gläsern Wasser oder Milch einnehmen, um den Stoff zu neutralisieren. Kein Erbrechen herbeiführen.
Gefahrenzeichen
BEI UNBEABSICHTIGTER FREISETZUNG
  • Bitte verlassen Sie den Bereich unverzüglich.
    • Isolationsabstand:
      • Verschüttung: 100 Meter oder 330 Fuß
      • Feuer: 1600 Meter oder 1 Meile
  • Entfernen Sie Zündquellen, wenn dies sicher möglich ist.
  • Lüften Sie den Bereich.
  • Stoppen Sie den Gasfluss, wenn dies gefahrlos möglich ist. Bringen Sie undichte Gasflaschen ins Freie.
  • Bei verschütteten Flüssigkeiten lassen Sie diese zunächst zerfließen und bedecken Sie sie anschließend mit Natriumcarbonat oder einer Mischung aus Soda und gelöschtem Kalk im gleichen Verhältnis.
  • Wassersprühstrahl kann verwendet werden, um aus undichten Behältern austretende Fluorwasserstoffdämpfe zu absorbieren.
  • Nicht in die Kanalisation spülen.
  • Möglicherweise müssen Sie HF als gefährlichen Abfall entsorgen. Wenden Sie sich an Ihre örtliche Umweltschutzbehörde. 

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