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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19.54,闪点112.2℃,密度1.15g/cm。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。如吸入蒸气或接触皮肤会造成难以治愈的灼伤。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。

氟化氢对衣物、皮肤、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,直接或间接影响中枢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明显灼伤,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。

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。

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。

化学试剂-氢氟酸

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)+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。

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、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。

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)=2HF+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

也可用盐酸与萤石(主要成分是氟化钙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。

由于氢氟酸溶解氧化物的能力,它在铝和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。

化学试剂氢氟酸GB/T620-2011

名称

优级纯

分析纯

化学纯

氢氟酸(HF)含量%≥

40.0

40.0

40.0

灼烧残渣(以硫酸盐计)%≤

0.001

0.002

0.01

氯化物(CL)%≤

0.0005

0.001

0.005

硫酸盐和亚硫酸盐(以SO4计)%≤

0.001

0.002

0.005

磷酸盐(PO4)%≤

0.0001

0.0002

0.005

氟硅酸盐(SiF6)%≤

0.02

0.04

0.06

铁(Fe)%≤

0.00005

0.0001

0.0005

重金属(以Pb计)%≤

0.0001

0.0005

0.001

工业氢氟酸GB7744-2008

项目

指标

I类

II类


HF-40

HF-50

HF-70

HF-30

HF-40

HF-50

HF-55

氟化氢含量%≥

40.0

50.0

70.0

30.0

40.0

50.0

55.0

氟硅酸含量,%≤

0.05

0.05

0.05

2.5

5.0

8.0

10.0

不挥发酸(以H2SO4计)含量,%≤

0.05

0.08

0.08

1.0

1.0

2.0

2.0

灼烧残渣,%≤

0.05

0.05

0.05

-

-

-

-

氢氟酸灼伤

侵入途径:可经皮肤吸收,氢氟酸酸雾经呼吸道吸入。

毒理学简介:对皮肤有强烈刺激性和腐蚀性。氢氟酸中的氢离子对人体组织有脱水和腐蚀作用,而氟是最活泼的非金属元素之一。皮肤与氢氟酸接触后,氟离子不断解离而渗透到深层组织,溶解细胞膜,造成表皮、真皮、皮下组织乃至肌层液化坏死。氟离子还可干扰烯醇化酶的活性使皮肤细胞摄氧能力受到抑制。估计人摄入1.5g氢氟酸可致立即死亡。吸入高浓度的氢氟酸酸雾,引起支气管炎和出血性肺水肿。氢氟酸也可经皮肤吸收而引起严重中毒。

临床表现:皮肤损害程度与氢氟酸浓度,接触时间,接触部位及处理方法有关。浓度越高,接触时间越长,受害组织越柔软或致密,作用就越迅速而强烈。接触30%以上浓度的氢氟酸,疼痛和皮损常立即发生。接触低浓度时,常经数小时始出现疼痛及皮肤灼伤。局部皮损初起呈红斑,随即转为有红晕的白色水肿,继而变为淡青灰色坏死,而后复以棕褐色或黑色厚痂,脱痂后形成溃疡。手指部位的损害常转为大疱,甲板也常同时受累,甲床与甲周红肿。严重时甲下水疱形成,甲床与甲板分离。高浓度灼伤常呈进行性坏死,溃疡愈合缓慢。严重者累及局部骨骼,尤以指骨为多见。表现为指间关节狭窄,关节面粗糙,边缘不整,皮质增生,髓腔狭小,乃至骨质吸收等类似骨髓炎的征象。氢氟酸酸雾可引起皮肤瘙痒及皮炎。剂量大时亦可造成皮肤、胃肠道和呼吸道粘膜的灼伤。眼接触高浓度氢氟酸后,局部剧痛,并迅速形成白色假膜样混浊,如处理不及时可引起角膜穿孔。氢氟酸灼伤合并氟中毒已引起注意,患者因低血钙出现抽搐,心电图Q-T间期延长,心室颤动发作。

处理:皮肤接触后立即用大量流水作长时间彻底冲洗,尽快地稀释和冲去氢氟酸。这是最有效的措施,治疗的关键。氢氟酸灼伤后的中和方法不少,总的原则是使用一些可溶性钙、镁盐类制剂,使其与氟离子结合形成不溶性氟化钙或氟化镁,从而使氟离子灭活。现场应用石灰水浸泡或湿敷易于推广。氨水与氢氟酸作用形成具有腐蚀性的二氟化胺,故不宜作为中和剂。氢氟酸灼伤治疗液(5%氯化钙20ml、2%利多卡因20ml、地塞米松5mg)浸泡或湿敷。以冰硫酸镁饱和液作浸泡。钙离子直流电透入。利用直流电的作用,使足够量的钙离子直接导入需要治疗的部位,提高局部用药效果。在灼伤的第1~3天,每天1~2次,每次20~30分钟。重病例每次治疗时间可酌情延长。氢氟酸溅入眼内,立即分开眼睑,用大量清水连续冲洗15分钟左右。滴入2~3滴局部麻醉眼药,可减轻疼痛。同时送眼科诊治。

无水氢氟酸

无水氢氟酸具有介电常数高,低黏度和宽的液态范围等特点因而是一种很好的溶剂.本身会发生自偶电离.无水氢氟酸是一种酸性很强的溶剂其酸度与无水硫酸相当.能给予无水氢氟酸质子的物质很少,在水中很多呈酸性的化合物在无水氢氟酸中呈碱性或者是两性。

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。

经过研究表明: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10μm的玻璃包覆层的时间大约为150s,熔融氢氧化钠大约需要10s;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。

2012年9月27日化学品制造商“胡贝全球”位于龟尾市东部的化工厂发生爆炸,致死5名工人,大约8吨氢氟酸泄漏。大约3200人在吸入毒气后因出现不同程度的中毒症状接受治疗。10月8日韩国政府决定,将发生氢氟酸泄漏事故的庆尚北道龟尾市事发地区指定为“特别灾区”。

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