氢氟酸

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氢氟酸
IUPAC名
Hydrofluoric acid
别名 氟化氢
识别
CAS号 7664-39-3  ✓
PubChem 14917
ChemSpider 14214
SMILES
InChI
InChIKey KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYAC
EINECS 231-634-8
ChEBI 29228
RTECS MW7875000
性质
化学式 HF(aq)
外观 无色溶液
密度 1.15 g/mL (浓度为48%的氢氟酸)
pKa 3.18
危险性
警示术语 R:R26/27/28-R35-R37
安全术语 S:S1/2-S7/9-S26-S36/37-S45
MSDS duPont MSDS
NFPA 704
0
4
1
COR
闪点 不可燃
相关物质
其他阴离子 氢氯酸
氢溴酸
氢碘酸
其他阳离子 氟化钠
氟化钾
氟化钙
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

氢氟酸氟化氢溶液,具有强烈的腐蚀性,纯氟化氢有时也称作无水氢氟酸。

生产

实验室中用萤石氟化钙 CaF2)和浓硫酸来制造氢氟酸。[1]加热到250℃时,这两种物质便反应生成氟化氢。反应方程式为:

这个反应生成的蒸气是氟化氢、硫酸和其他几种副产品的混合物。在此之后氟化氢可以通过蒸馏来提纯。工业上的氢氟酸是通过用酸分解磷灰石获得的。

汽车发动机产生的气体中也有氟化氢。这是某些种类橡胶做的皮圈和软管在400℃下反应生成的。

性质

氢原子和氟原子间结合的能力相对较强,使得氢氟酸在水中不能完全电离,因此理论上低浓度的氢氟酸是一种弱,但是氢氟酸却能够溶解很多其他都不能溶解的二氧化硅玻璃[1] 反应方程式如下:

以上反应分两步进行:

SiF4易溶于水,与HF继续反应:

正因如此,它必须储存在塑料容器中(放在聚四氟乙烯容器中最好)[1]。如果要长期储存,不仅需要密封容器,而且容器应尽可能真空,因为氢氟酸能够溶解绝大多数无机氧化物[2]

用途

由于氢氟酸溶解氧化物的能力,它在的提纯中起着重要作用。[1]氢氟酸也用来蚀刻玻璃半导体工业使用它来除去表面的氧化物,在炼油厂中它可以用作异丁烷丁烷的烷基化反应的催化剂,除去不锈钢表面的含氧杂质的“浸酸”过程中也会用到氢氟酸。[1]

氢氟酸也用于多种含有机物的合成,比如特氟隆(聚四氟乙烯),还有氟利昂一类的制冷剂[1]

安全性

氢氟酸有剧毒,在坊间有蚀骨水、化骨水、白骨酸之称,其所释出的氟离子腐蚀力很强,会直接穿透组织,与钙(除了骨头,其他器官也会影响)结合,形成不溶于水的氟化钙。在人体内部,氢氟酸与离子离子反应,正因为如此,它会使依靠以上两种离子发挥机能的器官丧失作用。接触、暴露在氢氟酸中一开始可能并不会疼痛,而症状可能直到几小时后氢氟酸与骨骼中的反应时才会出现。如果不进行处理,最终可能导致心、肝、肾和神经系统的严重损伤,甚至致命。故又称化骨水。[3]

接触氢氟酸后的初始救护措施通常先以六氟灵(Hexafluorine)冲洗,在事故地点及时使用,能够减少送医后的治疗。若现场无六氟灵则先以大量清水冲洗20至30分钟[4][5]。如果接触范围过广,又或者延误时间太长的话,医护人员可能会在动脉或周围组织中注射溶液。但无论如何,接触氢氟酸后必须得到及时并且专业的护理。[3][6]口服钙剂(如葡萄糖酸钙水溶液)或能中和一部分体内的氟离子。即使能得到及时治疗,身体表面少于10%的面积暴露在氢氟酸中也能致命(身体少于2%的面积暴露在氢氟酸中也有可能是致命的。)吞服高浓度的氢氟酸溶液会导致急性的低血钙症,引致心脏停搏及死亡。[3][6]

一般说来,手部最容易因接触氢氟酸而局部中毒。所以暴露于氢氟酸后需要立即物理清理,往往需要到医院拔指甲以减轻毒物累积扩散。

参考文献

  1. 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 氢氟酸. chemicalbook.com. [2013-12-29]. 
  2. 存档副本. [2020-06-28]. 
  3. 3.0 3.1 3.2 Hydrofluoric Acid Chemical Safety Information (pdf). 北卡罗来纳大学教堂山分校. 
  4. 六氟灵使用法则. 永百实业股份有限公司. [2019-08-29]. 
  5. https://www.citex.tw/templates/cache/5811/images/58466df1a68dd.pdf
  6. 6.0 6.1 引用错误:<ref>标签无效;未给name(名称)为vghtpe的ref(参考)提供文本

参见