氢氟酸
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氢氟酸 | |
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IUPAC名 Hydrofluoric acid | |
别名 | 氟化氢 |
识别 | |
CAS号 | 7664-39-3 |
PubChem | 14917 |
ChemSpider | 14214 |
SMILES |
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InChI |
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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 | 氯化氫 溴化氫 碘化氫 |
其他阳离子 | 氟化鈉 氟化鉀 氟化鈣 |
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。 |
氢氟酸是氟化氢的水溶液,具有强烈的腐蚀性,纯氟化氢有时也称作无水氢氟酸。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,所以理论上低浓度的氢氟酸是一种弱酸,但是氢氟酸却能够溶解很多其他酸都不能溶解的二氧化硅玻璃。[1]
反应方程式如下:
- SiO2+6HF→H2[SiF6]+2H2Odisplaystyle rm SiO_2+6HFrightarrow H_2[SiF_6]+2H_2O,
以上反应分两步进行:
- SiO2+4HF→SiF4↑+2H2Odisplaystyle rm SiO_2+4HFrightarrow SiF_4uparrow +2H_2O,
SiF4易溶于水,与HF继续反应:
- SiF4+2HF→H2[SiF6]displaystyle rm SiF_4+2HFrightarrow H_2[SiF_6],
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。
另外氫氟酸也可以溶解大多數金屬,包括金、銀和鉑,甚至是抗腐蝕金屬釕、銠和鉭,但是不能溶解鉛、鋨和銥,所以在實驗室中,都是用鉛製的容器盛裝。
目录
1 生产
2 用途
3 安全性
4 参考文献
5 参见
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摄氏度时,这两种物质便反应生成氟化氢。反应方程式为:
- CaF2+H2SO4→2HF+CaSO4displaystyle rm CaF_2+H_2SO_4rightarrow 2HF+CaSO_4,
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。
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。[1]氢氟酸也用来蚀刻玻璃,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。[1]
氢氟酸也用于多种含氟有机物的合成,比如特氟隆(聚四氟乙烯),还有氟利昂一类的致冷剂。[1]
安全性
氢氟酸有剧毒,在坊間有蝕骨水、化骨水、白骨酸之稱,其所釋出的氟離子腐蝕力很強,會直接穿透組織,與鈣(除了骨頭,其他器官也會影響)結合,形成不溶於水的氟化鈣。在人体内部,氢氟酸与钙离子和镁离子反应,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钙反应时才会出现。如果不进行处理,最终可能导致心、肝、肾和神经系统的严重甚至是致命损伤。故又稱化骨水。[2][3]
接触氢氟酸后的初始救护措施通常包括在接触部位涂上葡萄糖酸钙凝胶或以六氟靈沖洗。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钙盐溶液。但无论如何,接触氢氟酸后必须得到及时并且专业的护理。[2][3]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会是致命的。(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。[2][3]
一般说来,手部最容易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。
六氟灵是治疗氢氟酸烧伤的特效药,但因其价格昂贵,所以很少有实验室配备。
参考文献
^ 1.01.11.21.31.41.5 氢氟酸. chemicalbooks.com.
^ 2.02.12.2 Hydrofluoric Acid Chemical Safety Information (PDF). 北卡罗来纳大学教堂山分校. (原始内容 (pdf)存档于2013年8月10日).
^ 3.03.13.2 氫氟酸(HF)中毒. 台湾毒药物防治咨询中心. (原始内容存档于2013-06-22).
参见
- 氟化氢
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