氫氟酸是氟化氫氣體的水溶液,清澈,無(wú)色、發(fā)煙的腐蝕性液體,有劇烈刺激性氣味。熔點(diǎn)-83.3℃,沸點(diǎn)112.2℃,密度0.988g/cm³。易溶于水、乙醇,微溶于乙醚。因為氫原子和氟原子間結合的能力相對較強,使得氫氟酸在水中不能完全電離,所以理論上低濃度的氫氟酸是一種弱酸。具有極強的腐蝕性,能強烈地腐蝕金屬、玻璃和含硅的物體。劇毒,如吸入蒸氣或接觸~會(huì )造成難以~的灼傷。實(shí)驗室一般用螢石(主要成分為氟化鈣)和濃硫酸來(lái)制取,需要密封在塑料瓶中,并保存于陰涼處。
市售通常濃度:溶質(zhì)的質(zhì)量分數40%,工業(yè)級;質(zhì)量分數40%,電子級。為高度危害毒物。較濃時(shí)的密度1.18g/cm3
濃度低時(shí)因形成氫鍵具有弱酸性,但濃時(shí)的電離度比稀時(shí)大而與一般弱電解質(zhì)有別。液態(tài)氟化氫是酸性很強的酸,酸度與無(wú)水硫酸相當,但較氟磺酸弱。腐蝕性強,對牙、骨損害較嚴重。對硅的化合物有強腐蝕性。應在密閉的塑料瓶?jì)缺4妗?/div>
用HF溶于水而得。用于雕刻玻璃、清洗鑄件上的殘砂、控制發(fā)酵、電拋光和清洗腐蝕半導體硅片(與HNO3的混酸)。因為氫原子和氟原子間結合的能力相對較強,使得氫氟酸在水中不能完全電離。
氫氟酸能夠溶解很多其他酸都不能溶解的玻璃(主要成分:二氧化硅),生成氣態(tài)的四氟化硅反應方程式如下:
SiO2(s) + 4 HF(aq) → SiF4(g) + 2H2O(l)
生成的SiF4可以繼續和過(guò)量的HF作用,生成氟硅酸:
SiF4(g)+2HF(aq)=H2[SiF6](aq),氟硅酸是一種二元強酸。
正因如此,它必須儲存在塑料(理論上講,放在聚四氟乙烯做成的容器中會(huì )更好)、蠟質(zhì)制或鉛制的容器中。氫氟酸沒(méi)有還原性。如果要長(cháng)期儲存,不僅需要一個(gè)密封容器,而且容器中應盡可能將空氣排盡。
與硅和硅化合物反應生成氣態(tài)的四氟化硅(能腐蝕玻璃),但對塑料、石蠟、鉛、金、鉑不起腐蝕作用。能與水和乙醇混溶。市售氫氟酸溶質(zhì)質(zhì)量分數40%,相當于22.5mol/L。35.35%的氫氟酸為共沸混合物。劇毒,較小致死量(大鼠,腹腔)25mg/kg。有腐蝕性,能強烈地腐蝕金屬、玻璃和含硅的物體。如吸入蒸氣或接觸~能形成較難愈合的潰瘍。
工業(yè)制法:工業(yè)上用氟氫化鉀加熱至500℃進(jìn)行熱分解或用螢石(氟化鈣CaF2)和濃硫酸加熱到700℃時(shí)來(lái)制備氫氟酸。
KHF2 --(500℃)→ KF + HF
CaF2+ H2SO4(濃)→(加熱) 2 HF + CaSO4
這樣收集到的氟化氫常含有水,硅及硫的化合物。在此之后氟化氫可以通過(guò)蒸餾等方法來(lái)提純
也可用HCl與螢石(氟化鈣CaF2)反應制?。?/div>
CaF2+2HCl=CaCl2+2HF
氟氣與氫氣混合后立刻 ,生成氟化氫
F2(g)+H2(g)=2HF(g)
其實(shí)關(guān)于氫氟酸,它在水溶液中有兩個(gè)平衡:
1HF=H+ F- k1=7.2*10-4
用途
由于氫氟酸溶解氧化物的能力,它在鋁和鈾的提純中起著(zhù)重要作用。氫氟酸也用來(lái)蝕刻玻璃,可以雕刻圖案、標注刻度和文字;半導體工業(yè)使用它來(lái)除去硅表面的氧化物,在煉油廠(chǎng)中它可以用作異丁烷和丁烷的烷基化反應的催化劑,除去不銹鋼表面的含氧雜質(zhì)的“浸酸”過(guò)程中也會(huì )用到氫氟酸。氫氟酸也用于多種含氟有機物的合成,比如Teflon(聚四氟乙烯)還有氟利昂一類(lèi)的致冷劑。
危害防護
健康危害: 對~有強烈的腐蝕作用。灼傷初期~潮紅、干燥。創(chuàng )面蒼白,壞死,繼而呈紫黑色或灰黑色。深部灼傷或處理不當時(shí),可形成難以愈合的深潰瘍,損及骨膜和骨質(zhì)。本品灼傷疼痛劇烈。眼接觸高濃度本品可引起角膜穿孔。接觸其蒸氣,可發(fā)生~、肺炎等。慢性影響:眼和上呼吸道刺激癥狀,或有鼻衄,嗅覺(jué)減退??捎醒例X酸蝕癥。骨骼X線(xiàn)異常與工業(yè)性氟病少見(jiàn)。
燃爆危險: 本品不燃,劇毒,具強腐蝕性、強刺激性,可致人體灼傷。
~接觸: 立即脫去污染的衣著(zhù),用大量流動(dòng)清水沖洗至少15分鐘就醫。
眼睛接觸: 立即提起眼瞼,用大量流動(dòng)清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘就醫。
吸入: 迅速脫離現場(chǎng)至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。呼吸困難時(shí)給輸氧,不可進(jìn)行人工呼吸,可能導致進(jìn)行人工呼吸者本人吸入氟化氫氣體。給予2-4%碳酸氫鈉溶液霧化吸入。就醫。
食入: 用水漱口,給飲牛奶或蛋清。就醫。
危險特性: 本品不燃,但能與大多數金屬反應,生成氫氣而引起 。遇H發(fā)泡劑立即燃燒。腐蝕性極強。
有害燃燒產(chǎn)物: 氟化氫。
滅火方法: 滅火劑:霧狀水、泡沫。