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氟化氫
本詞條是多義詞，共2個義項
氟元素與氫元素組成的化合物
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
△fH：-271kJ/mol；
△fG：-273kJ/mol；
鍵能：568.6kJ/mol；
水合熱：-48.14kJ/mol；
pKa：3.2。
氟化氫在化學熱力學上是穩(wěn)定的，即使在1273K下也幾乎不分解。
2.極易揮發(fā)，置于空氣中即冒白霧，溶于水時激烈放熱而成氫氟酸；
5.氟化氫對熱穩(wěn)定，加熱到1000℃僅稍有分解；
6.與硅和硅化合物反應生成氣態(tài)的四氟化硅：SiO2(s)+4HF(aq)→SiF4(g)+2H2O(l)生成的SiF4可以繼續(xù)和過量的HF作用，生成氟硅酸：SiF4(g)+2HF(aq)=H2[SiF6](aq)，氟硅酸是一種二元強酸；
7.氫氟酸在水溶液中有兩個平衡：1.HF=H+F-k1=7.2*10-4，2.HF+F-=HF2-k2=5.2此時隨著濃度增大（大于5mol），HF已經是相當強的強酸了。
理化性質
氟化氫（HF）常態(tài)下是一種無色、有刺激性氣味的有毒氣體，易溶于水、與水無限互溶形成氫氟酸，氟化氫有吸濕性，在空氣中吸濕后“發(fā)煙”；熔點-83.37℃、沸點19.51℃，氣體密度0.922kg/m（標態(tài)下），相對分子量20.008。
氟化氫由于分子間氫鍵而具有締合性質，以締合分子（HF）形式存在，常溫常壓下，氟化氫分子為(HF)2和(HF)3的混合物，在82℃以上時，氣態(tài)HF基本上成為單分子狀態(tài)。由于分子間的締合作用，氟化氫的沸點較其他鹵化氫高得多，并表現(xiàn)出一些反常的性質。
氟化氫的化學反應性強，與許多化合物發(fā)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，能與氧化物和氫氧化物反應生成水，與氯、溴、碘的金屬化合物能發(fā)生取代反應。能與大多數(shù)金屬反應，與有些金屬（Fe、Al、Ni、Mg等）反應會形成不溶于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，但不銹鋼的抗腐蝕性很差，在溫度不太高時，碳鋼也具有足夠的耐蝕能力。
氟化氫與水相似，介電常數(shù)大（0℃時83.6），是一種較理想的溶劑，與溶質發(fā)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脫水能力，木材和纖維一旦與其接觸立即碳化，而與醇、醛和酮等有機化合物接觸脫水后會形成聚合物，其脫水能力較硫酸、磷酸弱。
分析方法
氟化工是我國目前新興的、重點發(fā)展的精細化工行業(yè)之一。氟化工產品主要包括氟制冷劑、高效滅火劑、含氟塑料、含氟涂料、含氟表面活性劑的原料，還用于生產各種無機鹽如氟化銨、氟化氫銨等。據(jù)資料報道，2005年全世界氟化氫產量達500萬噸，中國的產量約占世界總產量的10%。隨著國民經濟的發(fā)展，國內對氟化工產品的需求也日益增加，國內外市場的擴大，進一步加快了我國氟化工行業(yè)的發(fā)展。氟化工產品中涉及的危險化學品種類多、易揮發(fā)、毒性高、腐蝕性強，還有火災、爆炸的危險。許多氟化物在生產過程中，殘存的氟氣水解或作為生產反應的副產物不可避免的會含有少量的氟化氫，對于某些高純的氟化物，氟化氫的含量會直接影響產品的質量.
化學滴定法
化學滴定法對氟化氫的分析而言，是比較準確、簡便快速的分析方法。主要是利用氟化氫的酸性特征，在吸收了氟化氫的水溶液中加入指示劑，然后用堿性標準溶液進行標定，直至指示劑變色顯示達到滴定終點，所用堿液的體積，計算出氟化氫的含量，從而進一步計算出氟化氫在待測樣品中的含量。
此方法對于微量氟化氫的分析要使用微量滴定管，而且要對滴定所用的標準溶液進行準確的標定，但由于是分析人員手動操作，難免引入人為誤差，加之有些指示劑的變色有一定的范圍，所以化學滴定法還需要不斷完善。近年來，很多人在改善滴定法精度方面做了進一步的探索，如在氯乙酸緩沖體系中，以茜素磺酸鈉一次甲基為指示劑，用硝酸釷標準溶液滴定氟，可以避免Fe3+、Al3+、Si4+對滴定的干擾。還有人在pH=7的條件下，用強酸性陽離子交換樹脂交換分離Fe3+、Al3+、Mg2+、Mn2+等干擾離子后，使溶液中的氟離子在醋酸鉛中形成沉淀，過濾后，濾液在pH=5.5以下，以二甲酚橙為指示劑，用EDTA滴定剩余離子，以其消耗量計算出氟離子的含量?？傊?/span>滴定分析法是氟離子分析的一種傳統(tǒng)方法，在氟離子較高含量的分析中，應用較為廣泛，技術較為成熟，但在微量分析中，分析結果還不盡人意。
比色法
比色法也稱為氟試劑分光光度法，其原理是氟試劑（茜素絡合酮，即3－甲基胺－茜素－二乙酸，簡稱ALC，C14H7O4CH2N(CH2COOH)2）在pH4.3的溶液中，與硝酸鑭反應生成紅色的鑭—茜素絡合酮螯合物，此螯合物在一定酸度、有乙酸根離子存在下、能與氟離子形成藍色的三乙鑭—氟－茜素絡合酮螯合物，從而根據(jù)顏色深淺，用分光光度計法測定。
此方法中氟與鑭茜素反應，在室溫下生成速度緩慢，要1小時左右才能顯色穩(wěn)定，所以不利于在短時間內對多個批樣進行測定。雖然可以通過分批加熱促進反應加速，但分析精度只有±3%～10%，有待于進一步改進革新。氟試劑具有酸堿指示劑的性質，在pH4.3以下由黃色變?yōu)榧t色。氟試劑與鑭在pH4.3時生成紅色絡合物，但該化合物的穩(wěn)定性較差，當有氟離子存在時，在一定的pH值條件下（4.3～4.8）即可形成穩(wěn)定的藍色三元絡合物，其藍色程度與氟離子含量呈直線關系。氟試劑比色法具有較高的靈敏度和準確度，但測定范圍較窄（5～70）μg/10mL。此方法的靈敏度與氟試劑和鑭的比例有很大關系。
二者的摩爾比為1：1時靈敏度最高，若氟試劑比鑭的比值小很多，有氟化鑭沉淀產生，使比色液出現(xiàn)粉紅色，若氟試劑過多，則會使靈敏度下降。氟試劑測定氟離子，可穩(wěn)定24h。但生成的藍色絡合物的吸光值受顯色的pH值、丙酮及緩沖溶液用量的影響較大。對于酸、堿性較強的吸收液要事先中和，再進行比色測定。使用混合顯色劑，操作簡便、快速，避免各種試劑分別加入造成的誤差。但混合顯色劑不能久置，否則反應靈敏度下降，應該在使用前配置。為了改善分析的靈敏度，消除常規(guī)元素對分析過程的干擾，許多人對比色法做出了改進。如鄧恢祥等改用合并試劑，嚴格控制酸的濃度，加入乙酰丙酮掩蔽劑，消除鋁、鐵、鋅的干擾。結果表明該法具有靈敏度高，精密度及準確度可靠，樣品用量少，抗干擾能力強的優(yōu)點。
氟離子電極法
由于電極法是利用電極對氟離子的專屬響應，因此無需預先將氟從本底干擾中分離出來，但要進行直接的電位測量，則需加入一定的緩沖劑和絡合劑，以控制溶液的pH值和總離子強度，以減少氫氧根和一些高價陽離子（Fe3+、Al3+等）的干擾。由于氟離子選擇電極法操作簡便、快速，且儀器的價格較低而得到廣泛的應用。氟離子選擇電極具有良好的性能，很好的選擇性，電極本身的干擾離子只有OH-，選擇系數(shù)大約為0.1，此干擾可用控制pH方法消除，對于其它干擾離子則使用一種總離子強度調節(jié)緩沖劑進行消除。但由于電極性能等原因，一般稍經使用過的電極，在低于2.63×10－5mol/L的濃度范圍內，呈非直線響應關系，難以得到準確可靠的測定結果。王銀起等使用加入水溶性低介電常數(shù)溶劑丙酮（介電常數(shù)20.7）和乙醇（介電常數(shù)24.30）的方法測定樣品，改善電極的線性范圍和檢出限，提高低濃度測定時的精密度。
離子色譜法
是一種分析無機和有機離子的液相色譜技術，于70年代中期問世，很快發(fā)展為分析水溶液中陰離子的較好方法。它的測定原理是水樣中的待測陰離子隨碳酸鹽－重碳酸鹽淋洗液進入離子交換柱系統(tǒng)（由分離柱和保護柱組成），根據(jù)分離柱對各陰離子的不同親和度進行分離，由電導檢測器測量各陰離子組分的電導率，以保留時間定性，峰高或峰面積進行定量分析。
它將高效柱色譜分離和靈敏的自動檢測手段結合，因而最適合于多組分與多元素的同時分析，其靈敏度高、選擇性好、樣品用量少、易于實現(xiàn)自動化。與分光光度法相比，可將氟化物絡合物與試劑分離開，大大提高了測定的靈敏度與選擇性。陳寧等針對離子色譜法與離子選擇電極法測定水中的氟化物存在一定偏差的現(xiàn)象，較詳細的研究了影響測定結果的干擾因素，確定碳酸根、碳酸氫根均能產生正干擾，其干擾程度與干擾物質的含量成正比，為消除基體的干擾，其干擾程度與干擾物質的含量成正比，為消除基體的干擾，可采用標準加入法。由于離子色譜法可以通過自動進樣器和分析軟件控制，自動進樣，自動進行定性和定量分析，可以大大降低操作人員的勞動量，但是離子色譜法所需儀器設備較貴，使其應用受到一定限制。
分析新方法
隨著分析儀器的不斷改進與發(fā)展，氟化氫的分析技術也有了長足的發(fā)展與進步，其分析精度和準確度都有了大幅度的提高。近年來發(fā)展起來的氟化氫分析方法主要有熒光分析法、發(fā)射光譜法、流動注射系統(tǒng)法和傅立葉紅外光譜法等。
測氟
近年來，氟離子選擇電極發(fā)展出一種新技術——FIA（流動注射）系統(tǒng)測氟。自1975年Rrzicka與Hansen奠定了流動注射分析的理論與實驗基礎后，流動注射分析已成為一種新型的處理溶液的手段。其優(yōu)點是：（1）微量樣品自動進樣；（2）可用于高鹽分析和高粘度樣液分析；（3）可以實現(xiàn)在線預分離、富集或稀釋；（4）高采樣頻率（（100～200）次/h）；（5）梯度稀釋技術可以實現(xiàn)一次注射，繪制標準曲線。其分析速度快，測定精密度高[10]。由于FIA是一種很有前途的快速分析方法，它可以與多種方法結合使用，其在氟離子的測定應用方面還有待于進一步的研究與探索。
紅外光譜法
通常，紅外吸收帶的波長位置與吸收譜帶的強度，反映了分子結構上的特點，可以用來鑒定未知物的結構組成或確定其化學基團；而吸收譜帶的吸收強度與分子組成或其化學基團的含量有關，這是其可以用來定量分析的基礎。對氟化氫的定量分析就是利用不同濃度的氟化氫其特征吸收峰的強度不同，首先利用一系列標準氟化氫氣體建立工作曲線，然后利用傅立葉紅外光譜測定待測氟化氫的吸光度值，進一步利用工作曲線得到待測物質中氟化氫的含量。
其它方法
據(jù)文獻記載，以極譜波波譜法在pH（4.8～5.0）六甲基四胺緩沖劑中，La－茜素（AL）－氟體系中的三元絡合吸附波，與La－AL二元絡合物吸附波相比，波形良好，單掃描波高，與氟離子在（1×10-7~6×10-6）mol/L成正比。以電勢滴定測定氟，在70%甲醇溶液與二氧六環(huán)溶液中以pH5.6以上，用La3+標準溶液滴定，但其滴定過程容易受到金屬離子的干擾。此外還有用庫侖法產生La3+滴定F-，X射線熒光法測定氟離子以及微量氟化氫分析儀的研制等相關報道。
作用用途
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。還用于開采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(yè)和核武器生產中是制造六氟化鈾的原料，也是生產火箭燃料和添加劑的原料，還可用于腐蝕玻璃和浸漬木材等。
5、用于有機或無機氟化物的制造，如氟碳化合物、氟化鈉、氟化鋁、六氟化鈾和冰晶石等。也用于不銹鋼、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、金屬石墨乳除硅提純、金屬鑄件除砂、石墨灰分的去除、半導體(鍺、硅)的制造。也用作染料合成。及其他有機合成的催化劑。還用于電鍍、試劑、發(fā)酵、陶瓷處理以及含氟樹脂和阻燃劑的制造等。
6、用于刻蝕玻璃，酸洗金屬，制無機類氟鹽產品及化學試劑。
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(yī)。
危險特性：氟化氫為反應性極強的物質，能與各種物質發(fā)生反應。腐蝕性極強。
應急處理：迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至安全區(qū)，并立即隔離150m，嚴格限制出入。應急處理人員必須佩戴防護用具。盡可能切斷泄漏源。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。噴氨水或其它稀堿液中和。構筑圍堤或挖坑收容產生的大量廢水。也可以將殘余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、檢驗后再用。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，洗水稀釋后放入廢水系統(tǒng)。若大量泄漏，構筑圍堤或挖坑收容。用泵轉移至槽車或專用收集器內，立即切斷泄漏源，將盛裝容器移出至安全區(qū)，對泄漏現(xiàn)場進行標識，防止污染擴大和二次污染，應急處理用具、現(xiàn)場、廢水等都應繼續(xù)進行無害化處理，達到環(huán)保要求。
健康危害：對呼吸道粘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，可引起眼及呼吸道粘膜刺激癥狀，嚴重者可發(fā)生支氣管炎、肺炎或肺水腫，甚至發(fā)生反射性窒息。眼接觸局部劇烈疼痛，重者角膜損傷，甚至發(fā)生穿孔。氫氟酸皮膚灼傷初期皮膚潮紅、干燥。創(chuàng)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，可形成難以愈合的深潰瘍，損及骨膜和骨質。本品灼傷疼痛劇烈。慢性影響：眼和上呼吸道刺激癥狀，或有鼻衄，嗅覺減退。可有牙齒酸蝕癥。骨骼X線異常與工業(yè)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(tǒng)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(tài)搶救或逃生時，必須佩戴防護用品。
眼睛防護：戴化學安全防護眼鏡。
防護服：穿工作服(防腐材料制作)。
手防護：戴橡皮手套。
其它：工作后，淋浴更衣。單獨存放被毒物污染的衣服，洗后再用。保持良好的衛(wèi)生習慣
操作注意事項：密閉操作，注意通風。操作盡可能機械化、自動化。操作人員必須經過專門培訓，嚴格遵守操作規(guī)程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防毒面具（全面罩），穿橡膠耐酸堿服，戴橡膠耐酸堿手套。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，防止鋼瓶及附件破損。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：儲存于陰涼、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(qū)應備有泄漏應急處理設備。應嚴格執(zhí)行極毒物品“五雙”管理制度。
制備方法
螢石-硫酸法
此法所需的主要原料為螢石和硫酸，兩種原料在生產過程中均被消耗。生產工藝為：將干燥后的螢石粉和硫酸按配比1：（1.2~1.3）混合，送入回轉式反應爐內進行反應，爐內氣相溫度控制在280±10℃。反應后的氣體進入粗餾塔，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℃。由于螢石中含有SiO2、碳酸鈣、氧化鋁及鐵礦石等雜質，還伴隨有相應的副反應及其副產物，因此粗氟化氫氣體需再經脫氣塔冷凝為液態(tài)，塔釜溫度控制在20~23℃，塔頂溫度為一8±1℃，然后進入精餾塔精餾，塔釜溫度控制在30~40℃，塔頂溫度為19.6±0.5℃。精餾后將雜質除去，得到高純無水氟化氫。其主反應式如下：
回收法
（1）氟硅酸銨法
先將四氟化硅氣體與循環(huán)的氟化銨溶液反應，生成氟硅酸銨：
SiF4+2NH4F→（NH4）2SiF6
（2）石灰法
3Ca（OH）2，+H2SiF6→3CaF2+SiO2+H2O
產物經過濾、造粒后送入轉窯，通入蒸汽加熱至1050℃，發(fā)生下述反應生成氟化氫：
氟化鈣也可用碳酸鈣懸浮物與氟硅酸直接反應生成。
（3）BUSS法（布什法）
（4）火焰水解法
（5）氟硅酸與硫酸反應的回收法
H2SiF6?SiF4+H2SO4（濃）→SiF4+2HF+H2SO4（?。?/span>
5SiF4+2H2O→2H2SiF6?SiF4+SiO2（水合物）
氟硅酸吸收SiF4后，經式反應析出SiO2，濃度增大，與硫酸進行反應生成HF。
上述生產方法工藝流程主要由濃縮、過濾、反應、蒸餾、預凈化、精餾、汽提、吸收、尾氣洗滌等單元組成。
①濃縮：稀氟硅酸在濃縮單元生成濃氟硅酸和二氧化硅沉淀。
②過濾：濃縮反應液經過濾分離得到濃氟硅酸，濾餅洗滌產生廢水集中收集后部分作為洗滌水回用，部分送磷酸系統(tǒng)使用，不外排。二氧化硅渣集中收集后進一步綜合利用。
③反應：過濾的濃縮氟硅酸進入反應單元，在濃硫酸的作用下，氟硅酸分解成四氟化硅和氟化氫。
④蒸餾：來自反應的含有氟化氫的混酸反應液進蒸餾系統(tǒng)蒸餾得到粗HF氣體。
⑤預凈化和精餾：蒸餾的粗HF氣體在預凈化塔降溫并除去大部分高沸點雜質，液體雜質返回蒸餾系統(tǒng)，粗HF經冷凝后泵送到加壓精餾系統(tǒng)，輕組分雜質SO2、SiF4從塔頂脫除，并送到吸收系統(tǒng)；塔底出料為無水氟化氫產品。
⑦吸收和尾氣洗滌：用濃硫酸吸收反應、汽提、精餾系統(tǒng)尾氣中所含HF和水分，將分離出的四氟化硅送至濃縮系統(tǒng)進行反應；其余尾氣送至串級洗滌系統(tǒng)洗滌，洗滌后的達標尾氣高空排大氣；洗滌廢水再次用于二氧化硅濾餅洗滌。
純化技術
計算化學數(shù)據(jù)
1.疏水參數(shù)計算參考值（XlogP）：0.6
2.氫鍵供體數(shù)量：1
3.氫鍵受體數(shù)量：1
4.可旋轉化學鍵數(shù)量：0
5.互變異構體數(shù)量：無
6.拓撲分子極性表面積：0
7.重原子數(shù)量：1
8.表面電荷：0
9.復雜度：0
10.同位素原子數(shù)量：0
11.確定原子立構中心數(shù)量：0
12.不確定原子立構中心數(shù)量：0
13.確定化學鍵立構中心數(shù)量：0
14.不確定化學鍵立構中心數(shù)量：0
15.共價鍵單元數(shù)量：1
毒理學數(shù)據(jù)
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。
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/m，每天6h，共24d（間斷性）。
5.大鼠吸入最低中毒濃度（TCLo）：4980μg/m（孕1~22d），引起胎死。
包裝與貯運
參考資料
[1]
我國氟化氫銨行業(yè)發(fā)展勢頭正勁 市場集中度有望提升_應用 · 搜狐[引用日期2021-12-06]
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尚可名片
這家伙太懶了，什么都沒寫！
作者
