化学性质

中文名 氢氟酸
外文名 Hydrofluoric acid
别名 氟氢酸、氟化氢溶液 水溶性 易溶于水
密度 1.15 g/cm³
外观 无色透明至淡黄色冒烟

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安全性描述 S:1/2-7/9-26-36/37-45
危险性符号 T+:Very toxic; C:Corrosive;
危险性描述 R:26/27/28-35
IUPAC名 Hydrofluoric acid
RTECS MW7875000 MSDS
duPont MSDS
主要危害 腐蚀性强

理化性质
物理性质
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。最浓时的密度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 。
化学性质
浓度低时因形成氢键具有弱酸性,但浓时(5mol/L以上)会发生自偶电离,此时氢氟酸就是酸性很强的酸了。
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(氟化氢)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)+4HF(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,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。

安全信息

危害防护
健康危害: 对皮肤有强烈的腐蚀作用。灼伤初期皮肤潮红、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,可发生支气管炎、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,具强腐蚀性、强刺激性,可致人体灼伤。
皮肤接触: 立即脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗至少15分钟并就医。
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,生成氢气而引起爆炸。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。
紧急处理
应急处理:小量泄漏:用砂土、干燥石灰或苏打灰混合。也可以用大量水冲洗,洗水稀释后放入废水系统。大量泄漏: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。
操作注意事项: 密闭操作,注意通风。操作尽可能机械化、自动化。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具(全面罩),穿橡胶耐酸碱服,戴橡胶耐酸碱手套。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与碱类、活性金属粉末、玻璃制品接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。
储存注意事项: 储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不超过30℃,相对湿度不超过85%。保持容器密封。应与碱类、活性金属粉末、玻璃制品分开存放,切忌混储。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。监测方法:离子选择性电极法;氟试剂-镧盐比色法
工程控制: 密闭操作,注意通风。尽可能机械化、自动化。提供安全淋浴和洗眼设备。
呼吸系统防护: 可能接触其烟雾时,佩戴自吸过滤式防毒面具(全面罩)或空气呼吸器。紧急事态抢救或撤离时,建议佩戴氧气呼吸器。
眼睛防护: 呼吸系统防护中已作防护。
身体防护: 穿橡胶耐酸碱服。
手部防护: 戴橡胶耐酸碱手套。
其他防护: 工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作完毕,淋浴更衣。单独存放被毒物污染的衣服,洗后备用。保持良好的卫生习惯。
主要用途: 用作分析试剂、高纯氟化物的制备、玻璃蚀刻及电镀表面处理等。
禁配物:强碱、活性金属粉末、玻璃制品。
废弃处置方法: 用过量石灰水中和,析出的沉淀填埋处理或回收利用,上清液稀释后排入废水系统。
包装方法: 装入铅桶或特殊塑料容器内,再装入木箱中。空隙用不燃材料填充妥实;装入塑料瓶,特种电木、橡胶或铅容器,严封后再装入坚固木箱中。木箱内用不燃材料衬垫,每箱净重不超过20公斤,3~5公斤包装每箱限装4瓶。
泄漏处理
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。
食入
1、若患者即将丧失意识、已经失去意识或痉挛,勿经口喂食任何东西。
2、用冷水彻底漱口。
3、切勿催吐。
4、让患者喝下240-300mL的10%葡萄糖酸钙溶液,以稀释胃中的物质。
5、若患者自发性呕吐,让患者身体向前以避免吸入呕吐物。
6、 反复给患者喝水。
7、送医。

合成方法

1.硫酸法:将干燥后的萤石粉和硫酸按配比1:(1.2~1.3)混合,送入回转式反应炉内进行反应,炉内气相温度控制在280℃±10℃。反应后的气体进入粗馏塔,除去大部分硫酸、水分和萤石粉,塔釜温度控制在100~110℃,塔顶温度为35~40℃。粗氟化氢气体再经脱气塔冷凝为液态,塔釜温度控制在20~23℃,塔顶温度为-8℃±1℃,然后进入精馏塔精馏,塔釜温度控制在30~40℃,塔顶温度为19.6℃±0.5℃。精制后的氟化氢用水吸收,即得氢氟酸产品。其

2.将工业级氢氟酸通过蒸馏提纯,冷凝分离除去杂质,并经微孔滤膜过滤除去尘埃颗粒,制得无色透明的电子级氢氟酸。

3.以钢瓶工业氟化氢为原料,用聚乙烯管子接入洗涤瓶,打开钢瓶阀门,让氟化氢气体慢慢通入装有合格电导水的吸收器中,得分析纯氢氟酸。

4.以工业氢氟酸为原料,先用高锰酸钾氧化原料中的有机物和亚硫酸,然后根据原料中的杂质含量加入碳酸钾(或氟化钾和碳酸钡),以除去硫酸、氟磺酸、氟硅酸和盐酸等杂质(生成的不挥发物留于底层)  。搅拌均匀,静置,再搅拌,反应完全后,升温蒸馏,收集馏出物于干净犘 犞 犆 ( 聚氯乙烯) 容器内,即为试剂氢氟酸。

5.生产氢氟酸有采用萤石及磷矿石两种原料路线。而以萤石为原料的硫酸法是工业上普遍采用的方法。将干燥后的萤石粉和硫酸按配比1∶(1.2~1.3)混合,经高温分解、粗馏、精馏及水吸收而制得氢氟酸。

 

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正丁烯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。
氢氟酸和熔融氢氧化钠都能用于微丝表面玻璃包覆层的去除,室温下氢氟酸去除厚度为10 μm的玻璃包覆层的时间大约为150s,熔融氢氧化钠大约需要10 s;玻璃的成分和结构是影响玻璃包覆纯铜微丝耐腐蚀性能的重要因素。采用熔融纺丝法制备了玻璃包覆纯铜微丝,对微丝表面玻璃包覆层的去除进行了实验研究,评价了微丝在氢氟酸和熔融氢氧化钠中的腐蚀行为,分析了玻璃包覆纯铜微丝在强酸和强碱中的耐腐蚀性能,探讨了其腐蚀机理。