氟化氫

氟化氫

氟化氫是無色氣體;熔點-83.1°C,沸點19.54°C,氣體密度0.991克/升。在80°C以下,由於分子間存在氫鍵而成為締合體(HF)n。無水氟化氫具有極強的酸性,只有100%的硫酸才能超過它。較不活潑,當有少量水汽存在時,就顯示出較高的化學活性。液態氟化氫的介電常數很高,是一種優良的溶劑,能溶解許多無機和有機化合物,是工業上重要的化工用品。氟化氫及其水溶液均有毒性,容易使骨骼、牙齒畸形,氫氟酸可以透過皮膚被黏膜、呼吸道及腸胃道吸收,中毒後應立即應急處理,並送至就醫。

基本信息

簡介

氟化氫氟化氫

化學式HF。無色氣體;熔點-83.1°C,沸點19.54°C,氣體密度0.991克/升。在80°C以下,由於分子間存在氫鍵而成為締合體(HF)n。無水氟化氫具有極強的酸性,只有100%的硫酸才能超過它。較不活潑,當有少量水汽存在時,就顯示出較高的化學活性。液態氟化氫的介電常數很高,是一種優良的溶劑,能溶解許多無機和有機化合物。 是工業上重要的化工用品。

中文名稱:氫氟酸

中文同義詞:氟化氫溶液;氟氫酸;氟化氫;氟化氫(無水);氫氟酸;無水氟化氫;無水氫氟酸;氫氟酸,99.99%(METALSBASIS)40%MIN

毒害物質數據:7664-39-3(HazardousSubstancesData)

職業標準:TWA3PPM(2毫克/立方米);STEL3PPM(氟)

物化性質

物理性質

氣化熱:30.31kJ·mol

熔點(℃): -83.7 相對密度(水=1): 1.15
沸點(℃): 19.5 相對蒸氣密度(空氣=1): 1.27
分子式: HF 分子量: 20.01
主要成分:
飽和蒸氣壓(kPa): 53.32(2.5℃) 燃燒熱(kJ/mol): 無意義
臨界溫度(℃): 188 臨界壓力(MPa): 6.48

化學性質

△H:-271kJ·mol

△G:-273kJ·mol

鍵能:568.6kJ·mol

水合熱:-48.14kJ·mol

pK:3.2

氟化氫在化學熱力學上是穩定的,即使在1273K下也幾乎不分解

氣態HF是HF單體與環狀六聚體(HF)的混合物質,固態HF中存在鋸齒狀的鏈狀HF多聚體

液態的HF是一種酸性非常強的溶劑,能夠質子化硫酸與硝酸。但HF在水溶液中是一種弱酸,當HF的濃度超過5mol·L時,其酸性會增強,但仍然不能完全電離

1.具有很強的腐蝕性,能侵蝕玻璃和矽酸鹽而生成氣態的四氟化矽,但不腐蝕聚乙烯、鉛和白金;

2.極易揮發,置於空氣中即冒白煙,溶於水時激烈放熱而成氫氟酸;

3.與金屬鹽、氧化物、氫氧化物作用生成氟化物;

4.能與普通金屬發生反應,放出氫氣而與空氣形成爆炸性混合物;

5.氟化氫對熱穩定,加熱到1000℃僅稍有分解;

6.與矽和矽化合物反應生成氣態的四氟化矽: SiO+ 4 HF→ SiF(g) + 2 H2O(l)生成的SiF可以繼續和過量的HF作用,生成氟矽酸:SiF(g)+2HF=H[SiF],氟矽酸是一種二元強酸;

7.氫氟酸在水溶液中有兩個平衡:1HF=H+ F- k1=7.2*10-42.HF+F-=HF2- k2=5.2此時隨著濃度增大(大於5mol),HF已經是相當強的強酸了。

8、氫氟酸能形成酸式鹽,氫氟酸本是一元酸,但能製得一系列的酸式鹽如NaHF、KHF、NHHF等 ,這種性質是其他三種氫鹵酸所不具有的。

作用與用途

1、主要用作含氟化合物的原料,也用於氟化鋁和冰晶石的製造,半導體表面刻蝕及用作烷基化的催化劑

2、在電子工業中用作強酸性腐蝕劑,可與硝酸、乙酸、氨水、雙氧水配合使用。

3、用作分析試劑,也用於高純氟化物的製備。是氟鹽、氟致冷劑、氟塑膠、氟橡膠、氟醫藥及農藥等所必需的氟來源

4、是生產冷凍劑“氟里昂”、含氟樹脂、有機氟化物和氟的原料。在化工生產中可用作烷基化、聚合、縮合、異構化等有機合成的催化劑。還用於開採某些礦床時腐蝕地層,以及稀土元素、放射性元素的提取。在原子能工業和核武器生產中是製造六氟化鈾的原料,也是生產火箭燃料和添加劑的原料,還可用於腐蝕玻璃和浸漬木材等。

5、用於有機或無機氟化物的製造,如氟碳化合物、氟化鈉、氟化鋁、六氟化鈾和冰晶石等。也用於不鏽鋼、非鐵金屬酸洗,玻璃儀表刻度、玻璃器皿和鏡子刻花、刻字,以及玻璃器皿拋光、磨砂燈泡和一般燈泡處理、金屬石墨乳除矽提純、金屬鑄件除砂、石墨灰分的去除、半導體(鍺、矽)的製造。也用作染料合成.及其他有機合成的催化劑。還用於電鍍、試劑、發酵、陶瓷處理以及含氟樹脂和阻燃劑的製造等。

6、用於刻蝕玻璃,酸洗金屬,制無機類氟鹽產品及化學試劑。

7、用於原子能工業、制元素氟、氟化物,也可作催化劑、氟化劑等用於有機或無機氟化物的製造,也用於不鏽鋼、非鐵金屬酸洗、玻璃器皿磨砂和酸洗、磨砂燈泡的處理等。

生產方法

硫酸法

將乾燥後的螢石粉和硫酸按配比1:(1.2~1.3)混合,送入迴轉式反應爐內進行反應,爐內氣相溫度控制在280℃±10℃。反應後的氣體進入粗餾塔,除去大部分硫酸、水分和螢石粉,塔釜溫度控制在100~110℃,塔頂溫度為35~40℃。粗氟化氫氣體再經脫氣塔冷凝為液態,塔釜溫度控制在20~23℃,塔頂溫度為-8℃±1℃,然後進入精餾塔精餾,塔釜溫度控制在30~40℃,塔頂溫度為19.6℃±0.5℃。精製後的氟化氫用水吸收,即得氫氟酸產品。其反應方程式如下:

CaF2+H2SO4→2HF+CaSO4

這個反應生成的蒸氣是氟化氫、硫酸和其他幾種副產品的混合物。在此之後氟化氫可以通過蒸餾來提純;

精製提純法

將工業級氫氟酸通過蒸餾提純,冷凝分離除去雜質,並經微孔濾膜過濾除去塵埃顆粒,製得無色透明的電子級氫氟酸;

氟氣與氫氣混合生成

氟氣與氫氣混合後立刻爆炸,生成氟化氫。其化學反應方程式如下:

F2(g)+H2(g)=2HF(g)3.

以鋼瓶工業氟化氫為原料,用聚乙烯管子接入洗滌瓶,打開鋼瓶閥門,讓氟化氫氣體慢慢通入裝有合格電導水的吸收器中,得分析純氫氟酸;

以工業氫氟酸為原料

先用高錳酸鉀氧化原料中的有機物和亞硫酸,然後根據原料中的雜質含量加入碳酸鉀(或氟化鉀和碳酸鋇),以除去硫酸、氟磺酸、氟矽酸和鹽酸等雜質(生成的不揮發物留於底層)。攪拌均勻,靜置,再攪拌,反應完全後,升溫蒸餾,收集餾出物於乾淨的(聚氯乙烯)容器內,即為試劑氫氟酸。

安全處置與儲存方法

處置

1.HF會與某些容器材質或污染物反應產生爆炸性氫氣。

2.開HF容器時,確定工作區通風良好且無火花或引燃源存在。

3.含HF的製程需極小心操作。

4.避免讓釋出的蒸氣進入工作區的空氣中。

5.在通風良好的特定區內操作並采最小用量。

6.需被隨時可用於滅火及處理泄漏的緊急應變裝置。

7.無水HF應貯存於鋼材壓力容器中。

8.風扇及電器設備應為防暴型設備。

9.考慮張社偵測和警訊系統。

10.於適當張貼警示符號。

11.定期檢查有無損毀或泄漏等瑕疵。

儲存

1.所有貯存容器應遠離熱且避免光直接射。

2.貯存區應有適當且獨立的通風。

3.貯存區的建材、照明與通風系統應抗腐蝕。

4.限量儲存,並限制人員進入儲存區。

5.貯存區要與員工密集之工作區域分開。

基本內容

物品名稱:

氟化氫氟化氫

氟化氫(Hydrogen Fluoride)

同義名稱:氫化氟(Anhydrous Hydrogen Fluoride、Fluorhydric Acid、Anhydrous Hydrofluoric Acid)

化學性質:弱酸性

化學文摘社登記號碼(CAS No.):7664-39-3

分子式:HF

分子量:20.01

危害物質分類及圖式:8

腐蝕性物質;6劇毒品

存儲:氣體氟化氫儲存於鋼瓶內、40%氫氟酸儲存在塑塑膠桶中密封陰涼處保存。

使用:塑膠鑷子夾取試樣浸泡在氟化氫中

​基本性質

物理性質

化學式 HF

摩爾質量 20.0063 g·mol-1

物質狀態:氣體,液體

形狀:發煙液體或氣體

外觀 :無色氣體

氣味:銳利刺激性氣味

H值:-

沸點/沸點範圍:19.54℃

分解溫度:-

熔點 -83.38℃ (189.77 K)

沸點 19.54°C (293.15 K)

閃火點: 不燃

測試方法: -

自燃溫度:-

爆炸界限:/

蒸氣壓:4.1 Kpa ,21℃

蒸氣密度:0.99 (13.6℃)

液體密度 0.988 g/ml

溶解度:全溶(水)

製備方法:以螢石為原料可製取氟化氫,反應在鉛或鉑蒸餾釜中進行。

CaF2+H2SO4= CaSO4+2HF

化學性質

安定性:正常狀況下安定

特殊狀況下可能之危害反應:

1.鹼(如苛性鈉):劇烈反應。

2.氟氣:與50﹪HF溶液劇烈反應,可能引起火災。

3.三氧化砷:反應產生大量熱。

4.玻璃、陶器、含矽石金屬、天然橡膠及天然皮:此酸可將其溶解。

5.除蠟、鉛及白金外大部分金屬:此酸可將其腐蝕。

6.無水氟化氫在氫氧化鉀的催化下可與硫磺反應生成六氟化硫。

7.可以做磨花玻璃的原料。

應避免之狀況:-

應避免之物質:鹼(如苛性鈉),氟氣,三氧化砷,玻璃、陶器、含矽石金屬、天然橡皮及天然皮,除臘、鉛及白金外大部分金屬。

危害分解物: -

溶解性:易溶於水。其溶液為氫氟酸。

有害燃燒產物:氟化氫。

相關危害

急性:強腐蝕性,強氧化性。

吸入:

1.刺激鼻、咽、眼睛及呼吸道。

2.高濃度蒸氣會嚴重的灼傷唇、口、咽及肺。

3.可能造成液體蓄積於肺中及死亡。

氟化氫氟化氫

4.122ppm 濃度下暴露1分鐘會嚴重刺激鼻、咽、及呼吸道。

5.50ppm 濃度下暴露數分鐘可能致死。

皮膚:

1.其氣體或無水液體會造成疼痛難忍的深度皮膚灼傷。(吸入過量的HF會造成氣管和咽喉水腫引起窒息死亡。)

2.過量的濺到皮膚會造成死亡。

眼睛:其蒸氣會溶解於眼球表面的水份上而造成刺激。

食入:不適用於HF氣體。刺激灼傷眼睛、皮膚及呼吸系統。可能造成骨質硬化。

慢性:長期處於弱氟化氫環境,也會產生腐蝕和氧化現象,從而傷害人體組織。

主要症狀:刺激感、皮膚灼傷、骨質軟弱及變化(骨質疏鬆症)。

相關措施

急救措施

不同暴露途徑之急救方法:

吸入:

1.移除污染源或將患者移到新鮮空氣處,如果必要的話,實施人工呼吸或心肺復甦術。(避免口對口接觸,最好在醫生的指示下,由受訓過之人員來施予氧氣)

2.保持呼吸道暢通,並立即就醫。

皮膚接觸:

1.避免直接與該化學品接觸,必須戴完好的防酸手套。

2.儘速用緩和流動的溫水沖洗患部20分鐘以上。並再沖水時脫去污染物。

3.將受傷處浸於凍的0.2%Hyamine 1622水溶液(1:500)或凍的0.13%Zephiran,若無法直接浸泡,可使用繃帶,每兩分鐘更換一次。

4.若敏感組織(唇或口)被燒傷,可敷2.5%的葡萄糖鈣膠,立即就醫。

眼睛接觸:

1.立即撐開眼皮,以大量的清水沖洗受污染的眼睛至少15分鐘以上,

2.若沖洗後仍有刺激感,再反覆沖洗,並立即就醫。

食入:

1.若患者即將喪失意志、已失去意識或痙攣,勿經口餵食任何東西。

2.用水徹底漱口,切勿催吐。

3.讓患者喝下240-300ml 的葡萄酸鈣溶液,以稀釋胃中的物質。

4.若患者自發性嘔吐,讓患者身體向前以避免吸入嘔吐物的危險。

5.反覆給患者喝水。

6.立即就醫。

對急救人員之防護:避免吸入蒸氣、接觸眼睛、皮膚及衣物,並應穿戴合適之防護衣物、安全防酸手套等防護用具。

對醫師之提示:

1.吸入時,給予氧氣。

2.皮膚接觸,考慮冰浴。

3.避免洗胃或引發嘔吐。

滅火措施

適用滅火劑:對於周圍火災,使用合適的滅火劑來滅火。

滅火時可能遭遇之特殊危害:

1.水與其接觸有猛烈噴出HF的危險,故水不要直接與打開或泄漏的容器接觸。

2.HF儲存於金屬容器時,易燃性的氫氣可能產生並累積。

特殊滅火程式:-

消防人員之特殊防護設備:消防人員必須配戴A 級氣密式化學防護衣及空氣呼吸器。

注意事項

皮膚接觸: 立即脫去污染的衣著,用大量流動清水沖洗至少15分鐘。就醫。

眼睛接觸: 立即提起眼瞼,用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫。

危險特性: 氟化氫為反應性極強的物質,能與各種物質發生反應。腐蝕性極強。

滅火方法: 消防人員必須穿特殊防護服,在掩蔽處操作。噴水保持火場容器冷卻,直至滅火結束。

應急處理: 迅速撤離泄漏污染區人員至安全區,並立即隔離150m,嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿防酸鹼工作服。儘可能切斷泄漏源。防止流入下水道、排洪溝等限制性空間。若是氣體,合理通風,加速擴散。噴氨水或其它稀鹼液中和。構築圍堤或挖坑收容產生的大量廢水。也可以將殘餘氣或漏出氣用排風機送至水洗塔或與塔相連的通風櫥內。漏氣容器要妥善處理,修復、檢驗後再用。若是液體,用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。也可以用大量水沖洗,洗水稀釋後放入廢水系統。若大量泄漏,構築圍堤或挖坑收容。用泵轉移至槽車或專用收集器內,回收或運至廢物處理場所處置。

健康危害: 對呼吸道黏膜及皮膚有強烈的刺激和腐蝕作用。

急性中毒:吸入較高濃度氟化氫,可引起眼及呼吸道黏膜刺激症狀,嚴重者可發生支氣管炎、肺炎或肺水腫,甚至發生反射性窒息。眼接觸局部劇烈疼痛,重者角膜損傷,甚至發生穿孔。氫氟酸皮膚灼傷初期皮膚潮紅、乾燥。創面蒼白,壞死,繼而呈紫黑色或灰黑色。深部灼傷或處理不當時,可形成難以癒合的深潰瘍,損及骨膜和骨質。本品灼傷疼痛劇烈。慢性影響:眼和上呼吸道刺激症狀,或有鼻衄,嗅覺減退。可有牙齒酸蝕症。骨骼X線異常與工業性氟病少見。

燃爆危險: 該品不燃,高毒,具強腐蝕性、強刺激性,可致人體灼傷。

呼吸系統防護:空氣中濃度超標時,必須佩戴防毒面具或供氣式頭盔。緊急事態搶救或逃生時,建議佩帶自給式呼吸器。

眼睛防護:戴化學安全防護眼鏡。

防護服:穿工作服(防腐材料製作)。

手防護:戴橡皮手套。

其它:工作後,淋浴更衣。單獨存放被毒物污染的衣服,洗後再用。保持良好的衛生習慣

操作注意事項: 密閉操作,注意通風。操作儘可能機械化、自動化。操作人員必須經過專門培訓,嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防毒面具(全面罩),穿橡膠耐酸鹼服,戴橡膠耐酸鹼手套。避免產生煙霧。防止氣體或蒸氣泄漏到工作場所空氣中。遠離易燃、可燃物。搬運時輕裝輕卸,防止鋼瓶及附屬檔案破損。配備泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。

儲存注意事項: 儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不宜超過30℃。應與易(可)燃物、食用化學品分開存放,切忌混儲。儲區應備有泄漏應急處理設備。應嚴格執行極毒物品“五雙”管理制度。

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