氢氟酸:
化学式:
HF
相对分子质量
20.01
性状:
无色透明发烟液体。为氟化氢气体的水溶液。呈弱酸性。有刺激性气味。与硅和硅化合物反应生成气态的四氟化硅,但对塑料、石蜡、铅、金、铂不起腐蚀作用。能与水和乙醇混溶。相对密度1.298。38.2%的氢氟酸为共沸混合物,共沸点112.2℃。剧毒,最小致死量(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。如吸入蒸气或接触皮肤能形成较难愈合的溃疡。
储存
塑料瓶密封阴凉保存。
用途
测定二氧化硅。冶金金相分析。硅化合物分析。制造氟化物。铜类清洁剂。玻璃蚀刻。
安全措施
泄漏:迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并进行隔离,严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防酸碱工作服。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏源,防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。
小量泄露:用砂土、干燥石灰或苏打灰混合。也可用大量水冲洗,洗水稀释后放入废水系统。
大量泄露:构筑围堤或挖坑收容;用泵转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。
灭火方法
燃烧性:不燃
灭火剂:雾状水、泡沫。
灭火注意事项:消防人员必须佩戴氧气呼吸器、穿全身防护服。
紧急处理
吸入:迅速脱离现场至新鲜空气处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
食入:误服者用水漱口,给饮牛奶或蛋清。就医。
皮肤接触:立即脱去被污染衣着,用大量流动清水冲洗,至少15分钟。就医。或者,立即脱去被污染衣着,用敌腐特灵冲洗,如果是含氟的酸,用六氟灵冲洗。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。或者用敌腐特灵洗眼器(如果是含氟的酸,用六氟灵冲洗)就医
理化性质:
氢氟酸是氟化氢气体的水溶液,为无色透明至淡黄色冒烟液体。有刺激性气味。
分子式 :HF·H2O
相对密度1.15~1.18。
沸点112.2℃(按重量百分比计为38.2%)。
市售通常浓度:约47% ,其溶质的质量分数可达35.35%。为高度危害毒物。最浓时的密度1.14g/cm3
沸点393.15K(120℃)。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[2]。
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。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(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) + 2 H2O(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。
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。[3]
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爆炸,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
2.HF+F-=HF2- k2=5.2
此时随着浓度增大(大于5mol),HF已经是相当强的强酸了
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。
腐蚀性强的原因:
1.氟是最活泼的非金属,它的原子半径很小,它的化合物常常有特殊的性质。F原子的原子结构是2,7 最外层电子是7,得到电子的能力强.在加上电子层数少只有2层,核内的质子对电子的束缚力强,导致电子无法或是很难逃逸;氟离子能够与很多离子络合,发生配位反应。
2.氢氟酸中的氟离子的半径很小,甚至小于氧离子,这导致它有很强的渗透性,致密的氧化物也不能阻止它的渗透。