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氟化氢
氟化氢
氟化氢( 化学式:HF)是由氟元素与氢元素组成的二元化合物。英文名:hydrogen fluoride,它是无色有刺激性气味的气体。氟化氢是一种一元弱酸。氟化氢及其水溶液均有毒性,容易使骨骼、 牙齿畸形,氢氟酸可以透过皮肤被黏膜、 呼吸道及肠胃道吸收,中毒后应立即应急处理,并送至就医。与 五氟化锑混合后生成 氟锑酸(HSbF6),但有些氟化物可以保护牙齿。
目录
- 1 基本信息
2 基本简介
3 物化性质
4 数据
5 作用用途
6 注意事项
7 包装与贮存
基本信息
中文名:氟化氢
化学式:HF
CAS登录号:7664-39-3
熔点:-83.7℃
水溶性:易溶于水
闪点:112℃
摩尔质量:20.0063 g·mol
应用:是氟盐、氟致冷剂、氟橡胶、氟医药及农药等所必需的氟来源、刻蚀玻璃、氟化物制造
危险性符号:T+;C
英文名:hydrogenfluoride
分子量:20.008
EINECS登录:231-634-8
沸点:19.54℃
密度:0.922 kg/m³ (lit.)
危险性描述:腐蚀性和剧毒性、R26/27/28;R35
外观:无色有刺激性气味气体
定义:氟元素与氢元素组成的二元化合物
基本简介
氟化氢,是一种无机化合物,化学式为HF,在常态下是一种无色、有刺激性气味的有毒气体,具有非常强的吸湿性,接触空气即产生白色烟雾,易溶于水,可与水无限互溶形成氢氟酸。氟化氢分子间具有氢键,可表现出一些反常的性质,如沸点要比其他卤化氢高得多。氟化氢的化学反应性很强,能够与许多化合物发生反应,氟化氢作为溶质是一种弱酸,而纯氟化氢是一种强酸。
物化性质
气化热:30.31kJ·mol ;
熔点(℃): | -83.7 | 相对密度(水=1): | 1.15 |
沸点(℃): | 19.5 | 相对蒸气密度(空气=1): | 1.27 |
分子式: | HF | 分子量: | 20.01 |
主要成分: | |||
饱和蒸气压(kPa): | 53.32(2.5℃) | 燃烧热(kJ/mol): | 无意义 |
临界温度(℃): | 188 | 临界压力(MPa): | 6.48 |
化学性质
△ fH ∅:-271kJ·mol ;
△ fG ∅:-273kJ·mol ;
键能:568.6kJ·mol ;
水合热:-48.14kJ·mol ;
pK a:3.2 。
氟化氢在 化学热力学上是稳定的,即使在1273K下也几乎不分解 。
气态HF是HF单体与环状六聚体(HF) 6的混合物质,固态HF中存在锯齿状的链状HF多聚体 。
氟化氢
液态的HF是一种酸性非常强的溶剂,能够质子化硫酸与硝酸。但HF在水溶液中是一种弱酸,当HF的浓度超过5mol·L时,其酸性会增强,但仍然不能完全 电离 。1.具有很强的腐蚀性,能侵蚀玻璃和硅酸盐而生成气态的 四氟化硅,但不腐蚀聚乙烯、铅和白金;
2.极易挥发,置于空气中即冒白雾,溶于水时激烈放热而成 氢氟酸;
3.与 金属盐、 氧化物、 氢氧化物作用生成 氟化物;
4.能与普通金属发生反应,放出氢气而与空气形成 爆炸性混合物;
5.氟化氢对热稳定,加热到1000℃仅稍有分解;
6.与硅和硅化合物反应生成气态的 四氟化硅: SiO 2(s)+ 4 HF (aq)→ SiF 4(g) + 2 H2O(l)生成的SiF 4可以继续和过量的HF作用,生成 氟硅酸:SiF 4(g)+2HF (aq)=H 2 ( aq), 氟硅酸是一种二元 强酸;
7.氢氟酸在水溶液中有两个平衡:1.HF=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。
8、氢氟酸能形成酸式盐,氢氟酸本是 一元酸,但能制得一系列的酸式盐如NaHF 2、KHF 2、NH 4HF 2等 ,这种性质是其他三种氢卤酸所不具有的。
理化性质
氟化氢由于分子间氢键而具有缔合性质,以缔合分子(HF)形式存在,常温常压下,氟化氢分子为(HF)2和(HF)3的混合物,在82℃以上时,气态HF基本上成为单分子状态。由于分子间的缔合作用,氟化氢的沸点较其他卤化氢高得多,并表现出一些反常的性质。
氟化氢的化学反应性强,与许多化合物发生反应。其作为溶质(水溶液中)是弱酸,作为溶剂则是强酸,与无水硫酸相当,能与氧化物和氢氧化物反应生成水,与氯、溴、碘的金属化合物能发生取代反应。能与大多数金属反应,与有些金属(Fe、Al、Ni、Mg等)反应会形成不溶于HF的氟化物保护膜;在有氧存在时,铜很快被HF腐蚀,但无氧化剂时,则不会反应;某些合金如蒙乃尔合金对HF有很好的抗腐蚀性,但不锈钢的抗腐蚀性很差,在温度不太高时,碳钢也具有足够的耐蚀能力。
氟化氢与水相似,介电常数大(0℃时83.6),是一种较理想的溶剂,与溶质发生溶剂分解反应。另外,无水氟化氢的质子给予能力强而具有很强的脱水能力,木材和纤维一旦与其接触立即碳化,而与醇、醛和酮等有机化合物接触脱水后会形成聚合物,其脱水能力较硫酸、磷酸弱。
氟化氢不可燃,但与一些物质(如钠、氧化钙、硝酸甲酯、氯酸钠等)混合接触时有危险性。
氟化氢是基础化工产品,无水氟化氢是电解制造元素氟的原料;在化学工业中,广泛应用于氟置换卤代烃中氯制取氯氟烃,如二氟二氯甲烷(F12)和二氟一氯甲烷(F22)等;在石化工业中,作为芳烃、脂肪族化合物烷基化制高辛烷值汽油的液态催化剂。
在电子工业中,无水氟化氢用于电解合成三氟化氮的原料,半导体制造工艺中的刻蚀剂等。另外,氟化氢用于工业生产氢氟酸,生产无机氟化物、铀加工、金属加工以及玻璃工业中刻蚀剂等。
数据
疏水参数计算参考值(XlogP):0.6
氢键供体数量:1
氢键受体数量:1
可旋转化学键数量:0
互变异构体数量:0
拓扑分子极性表面积:0
重原子数量:1
表面电荷:0
复杂度:0
同位素原子数量:0
确定原子立构中心数量:0
不确定原子立构中心数量:0
确定化学键立构中心数量:0
不确定化学键立构中心数量:0
共价键单元数量:1
毒理学数据
1、急性毒性:LC50:1276ppm(大鼠吸入,1h);342ppm(小鼠吸入,1h)
2、刺激性:大鼠经皮:50%(3min),重度刺激;人经眼:50mg,重度刺激。
3、亚急性与慢性毒性:家兔吸入33~41mg/m3,平均20mg/m3,经过1~5.5个月,可出现黏膜刺激,消瘦,呼吸困难,血红蛋白减少,网织红细胞增多,部分动物死亡。
4、致突变性
DNA损伤:黑腹果蝇吸入1300ppb(6周)。
性染色体缺失和不分离:黑腹果蝇吸入2900ppb。
细胞遗传学分析:大鼠吸入1mg/m3,每天6h,共24d(间断性)。
5、大鼠吸入最低中毒浓度(TCLo):4980μg/m3(孕1~22d),引起胎死。
作用用途
氟化氢
1、主要用作含氟化合物的原料,也用于 氟化铝和冰晶石的制造,半导体表面刻蚀及用作烷基化的催化剂2、在电子工业中用作强酸性腐蚀剂,可与硝酸、乙酸、氨水、 双氧水配合使用。
3、用作分析试剂,也用于高纯氟化物的制备。是 氟盐、氟致冷剂、氟塑料、氟橡胶、氟医药及农药等所必需的氟来源
4、是生产冷冻剂“ 氟里昂”、含氟树脂、有机氟化物和氟的原料。在化工生产中可用作 烷基化、聚合、缩合、异构化等有机合成的催化剂。还用于开采某些矿床时腐蚀地层,以及 稀土元素、放射性元素的提取。在原子能工业和核武器生产中是制造六氟化铀的原料,也是生产火箭燃料和添加剂的原料,还可用于腐蚀玻璃和浸渍木材等。
5、用于有机或无机氟化物的制造,如氟碳化合物、氟化钠、氟化铝、 六氟化铀和冰晶石等。也用于不锈钢、非铁金属酸洗,玻璃仪表刻度、玻璃器皿和镜子刻花、刻字,以及玻璃器皿抛光、磨砂灯泡和一般灯泡处理、金属石墨乳除硅提纯、金属铸件除砂、石墨灰分的去除、半导体(锗、硅)的制造。也用作染料合成。及其他有机合成的催化剂。还用于电镀、试剂、发酵、陶瓷处理以及含氟树脂和阻燃剂的制造等。
6、用于刻蚀玻璃,酸洗金属,制无机类氟盐产品及 化学试剂。
7、用于原子能工业、制元素氟、氟化物,也可作催化剂、氟化剂等 用于有机或无机氟化物的制造,也用于不锈钢、非铁金属酸洗、玻璃器皿磨砂和酸洗、 磨砂灯泡的处理等。
注意事项
氢氟酸
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。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。
危险特性: 氟化氢为反应性极强的物质,能与各种物质发生反应。 腐蚀性极强。
灭火方法: 消防人员必须穿特殊 防护服,在掩蔽处操作。喷水保持火场容器冷却,直至灭火结束。
应急处理: 迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并立即隔离150m,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。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。若是气体,合理通风,加速扩散。喷氨水或其它稀碱液中和。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。也可以将残余气或漏出气用排风机送至水洗塔或与塔相连的通风橱内。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。若是液体,用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。也可以用大量水冲洗,洗水稀释后放入废水系统。若大量泄漏,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。
健康危害: 对呼吸道粘膜及皮肤有强烈的刺激和腐蚀作用。
急性中毒:吸入较高浓度氟化氢,可引起眼及呼吸道粘膜刺激症状,严重者可发生 支气管炎、肺炎或肺水肿,甚至发生反射性窒息。眼接触局部剧烈疼痛,重者角膜损伤,甚至发生穿孔。氢氟酸皮肤灼伤初期皮肤潮红、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。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: 该品不燃,高毒,具强腐蚀性、强刺激性,可致人体 灼伤。
呼吸系统防护:空气中浓度超标时,必须佩戴 防毒面具或供气式头盔。紧急事态抢救或逃生时,建议佩带自给式呼吸器。
眼睛防护:戴化学 安全防护眼镜。
防护服:穿工作服(防腐材料制作)。
手防护:戴橡皮手套。
其它:工作后,淋浴更衣。单独存放被毒物污染的衣服,洗后再用。保持良好的卫生习惯
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。避免产生烟雾。防止气体或蒸气泄漏到工作场所空气中。远离易燃、可燃物。搬运时轻装轻卸,防止钢瓶及附件破损。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。库温不宜超过30℃。应与易(可)燃物、食用化学品分开存放,切忌混储。储区应备有泄漏应急处理设备。应严格执行极毒物品“五双”管理制度。
包装与贮存
包装:常使用铜、铁、镍、银铂或蒙乃尔合金容器,在有压力操作的情况下使用内衬塑料或氟塑料的钢制压力容器;气瓶采用含硅量低的无缝钢瓶,高温下使用镍或镍基合金、蒙乃尔合金材料。密封材料在常温常压下可用氟橡胶、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯等,在250℃以内使用聚四氟乙烯,高于250℃推荐使用紫铜密封垫。氟化氢的充瓶压力位2.0MPa,充装系数为0.83 kg/L。
贮运:氟化氢钢瓶贮存于阴凉、通风、室内温度不超过40℃的仓库内。严禁烟火,远离火种、热源,防止阳光直射和雨淋;气瓶应载有安全保护帽,直立存放并固定。仓库内设置泄漏检测报警装置,备有止漏及紧急处理装置(如自动喷淋装置等),定期检查,做好记录。
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