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氢氟酸

氢氟酸

氢氟酸是氟化氢气体的水溶液,清澈,无色、发烟的腐蚀性液体,有剧烈刺激性气味。熔点-83.3℃,沸点112.2℃,密度0.988g/cm³。易溶于水、乙醇,微溶于乙醚。因为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,所以理论上低浓度的氢氟酸是一种弱酸。具有极强的腐蚀性,能强烈地腐蚀金属、玻璃和含硅的物体。剧毒,如吸入蒸气或接触~会造成难以~的灼伤。实验室一般用萤石(主要成分为氟化钙)和浓硫酸来制取,需要密封在塑料瓶中,并保存于阴凉处。
 

基础信息

中文名 氢氟酸 外 观  无色溶液
英文名 Hydrofluoric acid   摩尔质量  20.01  
别 称 氟氢酸、氟化氢、氟化氢溶液 主要危害 剧毒、腐蚀性强
化学式 HF IUPAC名 Hydrofluoric acid 
CAS登录号 7664-39-3  RTECS MW7875000
沸 点 112.2℃ ~性描述 S:1/2-7/9-26-36/37-45 
密 度 1.15 g/mL 危险性描述  R:26/27/28-35 

 

致病原理
氟化氢对衣物、~、眼睛、呼吸道、消化道粘膜均有刺激,腐蚀作用,氟离子进入血液或组织可与其钙镁离子结合,使其成为不溶或微溶的氟化钙和氟化镁,量大的话直接堵塞血管,直接或间接影响中间神经系统和心血管系统的功能,导致低血钙,低血镁综合症,氟离子还可以和血红蛋白结合形成氟血红素,抑制琥珀酸脱氢酶,至氧合作用下降,影响细胞呼吸功能。此外,氢氟酸可致接触部位*灼伤,使组织蛋白脱水和溶解,可迅速穿透角质层,渗入深部组织,溶解细胞膜,引起组织液化,重者可深达骨膜和骨质,使骨骼成为氟化钙,形成愈合缓慢的溃疡。吸入高浓度蒸汽或者经皮吸收可引起化性肺炎肺水肿。 

 

 
 
理化性质
市售通常浓度:溶质的质量分数40%,工业级;质量分数40%,电子级。为高度危害毒物。较浓时的密度1.18g/cm3
随着HF 溶液质量分数的提高, HF对碳钢的腐蚀速率是先升高后降低。
浓度低时因形成氢键具有弱酸性,但浓时的电离度比稀时大而与一般弱电解质有别。液态氟化氢是酸性很强的酸,酸度与无水硫酸相当,但较氟磺酸弱。腐蚀性强,对牙、骨损害较严重。对硅的化合物有强腐蚀性。应在密闭的塑料瓶内保存。
用HF溶于水而得。用于雕刻玻璃、清洗铸件上的残砂、控制发酵、电抛光和清洗腐蚀半导体硅片(与HNO3的混酸)。因为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。
氢氟酸能够溶解很多其他酸都不能溶解的玻璃(主要成分:二氧化硅),生成气态的四氟化硅反应方程式如下:
SiO2(s) + 4 HF(aq) → SiF4(g) + 2H2O(l)
生成的SiF4可以继续和过量的HF作用,生成氟硅酸:
SiF4(g)+2HF(aq)=H2[SiF6](aq),氟硅酸是一种二元强酸。
正因如此,它必须储存在塑料(理论上讲,放在聚四氟乙烯做成的容器中会更好)、蜡质制或铅制的容器中。氢氟酸没有还原性。如果要长期储存,不仅需要一个密封容器,而且容器中应尽可能将空气排尽。
与硅和硅化合物反应生成气态的四氟化硅(能腐蚀玻璃),但对塑料、石蜡、铅、金、铂不起腐蚀作用。能与水和乙醇混溶。市售氢氟酸溶质质量分数40%,相当于22.5mol/L。35.35%的氢氟酸为共沸混合物。剧毒,较小致死量(大鼠,腹腔)25mg/kg。有腐蚀性,能强烈地腐蚀金属、玻璃和含硅的物体。如吸入蒸气或接触~能形成较难愈合的溃疡。 
工业制法:工业上用氟氢化钾加热至500℃进行热分解或用萤石(氟化钙CaF2)和浓硫酸加热到700℃时来制备氢氟酸。 
KHF2 --(500℃)→ KF + HF
CaF2+ H2SO4(浓)→(加热) 2 HF + CaSO4
这样收集到的氟化氢常含有水,硅及硫的化合物。在此之后氟化氢可以通过蒸馏等方法来提纯
也可用HCl与萤石(氟化钙CaF2)反应制取:
CaF2+2HCl=CaCl2+2HF
氟气与氢气混合后立刻 ,生成氟化氢
F2(g)+H2(g)=2HF(g)
其实关于氢氟酸,它在水溶液中有两个平衡:
1HF=H+ F- k1=7.2*10-4
 
用途
      由于氢氟酸溶解氧化物的能力,它在铝和铀的提纯中起着重要作用。氢氟酸也用来蚀刻玻璃,可以雕刻图案、标注刻度和文字;半导体工业使用它来除去硅表面的氧化物,在炼油厂中它可以用作异丁烷和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。氢氟酸也用于多种含氟有机物的合成,比如Teflon(聚四氟乙烯)还有氟利昂一类的致冷剂。
 
危害防护
健康危害: 对~有强烈的腐蚀作用。灼伤初期~潮红、干燥。创面苍白,坏死,继而呈紫黑色或灰黑色。深部灼伤或处理不当时,可形成难以愈合的深溃疡,损及骨膜和骨质。本品灼伤疼痛剧烈。眼接触高浓度本品可引起角膜穿孔。接触其蒸气,可发生~、肺炎等。慢性影响:眼和上呼吸道刺激症状,或有鼻衄,嗅觉减退。可有牙齿酸蚀症。骨骼X线异常与工业性氟病少见。
燃爆危险: 本品不燃,剧毒,具强腐蚀性、强刺激性,可致人体灼伤。
~接触: 立即脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗至少15分钟就医。
眼睛接触: 立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟就医。
吸入: 迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。呼吸困难时给输氧,不可进行人工呼吸,可能导致进行人工呼吸者本人吸入氟化氢气体。给予2-4%碳酸氢钠溶液雾化吸入。就医。
食入: 用水漱口,给饮牛奶或蛋清。就医。
危险特性: 本品不燃,但能与大多数金属反应,生成氢气而引起 。遇H发泡剂立即燃烧。腐蚀性极强。
有害燃烧产物: 氟化氢。
灭火方法: 灭火剂:雾状水、泡沫。

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