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氟化氫

鎖定
氟化氫,是一種無機化合物,化學式為HF,在常態下是一種無色、有刺激性氣味的有毒氣體,具有非常強的吸濕性,接觸空氣即產生白色煙霧,易溶於水,可與水無限互溶形成氫氟酸。氟化氫分子間具有氫鍵,可表現出一些反常的性質,如沸點要比其他鹵化氫高得多。氟化氫的化學反應性很強,能夠與許多化合物發生反應,氟化氫作為水中的溶質時是一種弱酸,而純氟化氫是一種強酸 [1] 
中文名
氟化氫 [2] 
外文名
Hydrogen fluoride [2] 
化學式
HF
分子量
20.008
CAS登錄號
7664-39-3 [2] 
EINECS登錄號
231-634-8 [2] 
熔    點
-83.37 ℃
沸    點
19.51 ℃
水溶性
易溶於水
密    度
0.922 kg/m³
外    觀
無色有刺激性氣味
應    用
刻蝕玻璃、氟化物製造
安全性描述
S26;S36/37/39;S45;S7/9;S28; [2] 
危險性符號
T+;C
危險性描述
R26/27/28;R35 [2] 

氟化氫理化性質

氟化氫(HF)常態下是一種無色、有刺激性氣味的有毒氣體,易溶於水、與水無限互溶形成氫氟酸,氟化氫有吸濕性,在空氣中吸濕後“發煙”;熔點-83.37℃、沸點19.51℃,氣體密度0.922 kg/m3(標態下),相對分子量20.008。 [1] 
氟化氫由於分子間氫鍵而具有締合性質,以締合分子(HF)形式存在,常温常壓下,氟化氫分子為(HF)2和(HF)3的混合物,在82℃以上時,氣態HF基本上成為單分子狀態。由於分子間的締合作用,氟化氫的沸點較其他鹵化氫高得多,並表現出一些反常的性質。 [1] 
氟化氫的化學反應性強,與許多化合物發生反應。其作為溶質(水溶液中)是弱酸,作為溶劑則是強酸,與無水硫酸相當,能與氧化物氫氧化物反應生成水,與的金屬化合物能發生取代反應。能與大多數金屬反應,與有些金屬(FeAlNiMg等)反應會形成不溶於HF的氟化物保護膜;在有氧存在時,銅很快被HF腐蝕,但無氧化劑時,則不會反應;某些合金如蒙乃爾合金對HF有很好的抗腐蝕性,但不鏽鋼的抗腐蝕性很差,在温度不太高時,碳鋼也具有足夠的耐蝕能力。 [1] 
氟化氫與水相似,介電常數大(0℃時83.6),是一種較理想的溶劑,與溶質發生溶劑分解反應。另外,無水氟化氫的質子給予能力強而具有很強的脱水能力,木材和纖維一旦與其接觸立即碳化,而與等有機化合物接觸脱水後會形成聚合物,其脱水能力較硫酸磷酸弱。 [1] 
氟化氫不可燃,但與一些物質(如氧化鈣硝酸甲酯氯酸鈉等)混合接觸時有危險性。 [1] 
氟化氫是基礎化工產品,無水氟化氫是電解制造元素的原料;在化學工業中,廣泛應用於氟置換鹵代烴中氯製取氯氟烴,如二氟二氯甲烷(F12)和二氟一氯甲烷(F22)等;在石化工業中,作為芳烴、脂肪族化合物烷基化制高辛烷值汽油的液態催化劑。 [1] 
在電子工業中,無水氟化氫用於電解合成三氟化氮的原料,半導體制造工藝中的刻蝕劑等。另外,氟化氫用於工業生產氫氟酸,生產無機氟化物、鈾加工、金屬加工以及玻璃工業中刻蝕劑等。 [1] 

氟化氫計算化學數據

疏水參數計算參考值(XlogP):0.6 [2] 
氫鍵供體數量:1 [2] 
氫鍵受體數量:1 [2] 
可旋轉化學鍵數量:0 [2] 
互變異構體數量:0
拓撲分子極性表面積:0 [2] 
重原子數量:1 [2] 
表面電荷:0 [2] 
複雜度:0 [2] 
同位素原子數量:0 [2] 
確定原子立構中心數量:0 [2] 
不確定原子立構中心數量:0 [2] 
確定化學鍵立構中心數量:0 [2] 
不確定化學鍵立構中心數量:0 [2] 
共價鍵單元數量:1 [2] 

氟化氫毒理學數據

1、急性毒性:LC50:1276ppm(大鼠吸入,1h);342ppm(小鼠吸入,1h)
2、刺激性:大鼠經皮:50%(3min),重度刺激;人經眼:50mg,重度刺激。
3、亞急性與慢性毒性:家兔吸入33~41mg/m3,平均20mg/m3,經過1~5.5個月,可出現黏膜刺激,消瘦,呼吸困難,血紅蛋白減少,網織紅細胞增多,部分動物死亡。
4、致突變性
DNA損傷:黑腹果蠅吸入1300ppb(6周)。
性染色體缺失和不分離:黑腹果蠅吸入2900ppb。
細胞遺傳學分析:大鼠吸入1mg/m3,每天6h,共24d(間斷性)。
5、大鼠吸入最低中毒濃度(TCLo):4980μg/m3(孕1~22d),引起胎死。

氟化氫包裝與貯運

包裝:常使用銅、鐵、鎳、銀鉑或蒙乃爾合金容器,在有壓力操作的情況下使用內襯塑料或氟塑料的鋼製壓力容器;氣瓶採用含硅量低的無縫鋼瓶,高温下使用鎳或鎳基合金、蒙乃爾合金材料。密封材料在常温常壓下可用氟橡膠聚四氟乙烯聚三氟氯乙烯等,在250℃以內使用聚四氟乙烯,高於250℃推薦使用紫銅密封墊。氟化氫的充瓶壓力位2.0MPa,充裝係數為0.83 kg/L。 [1] 
貯運:氟化氫鋼瓶貯存於陰涼、通風、室內温度不超過40℃的倉庫內。嚴禁煙火,遠離火種、熱源,防止陽光直射和雨淋;氣瓶應載有安全保護帽,直立存放並固定。倉庫內設置泄漏檢測報警裝置,備有止漏及緊急處理裝置(如自動噴淋裝置等),定期檢查,做好記錄。 [1] 
參考資料
  • 1.    魏忠誠.光纖材料製備技術.北京:北京郵電大學出版社,2016:205-208
  • 2.    氟化氫  .化源網[引用日期2022-10-18]