氟化氢
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| 氟化氢 | |
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| 首选IUPAC名 Hydrogen fluoride | |
| 识别 | |
| CAS号 | 7664-39-3 
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| ChemSpider | 14214 |
| SMILES |
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| InChI |
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| InChIKey | KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYAC |
| ChEBI | 29228 |
| RTECS | MW7875000 |
| KEGG | C16487 |
| 性质 | |
| 化学式 | HF |
| 摩尔质量 | 20.0063 g·mol⁻¹ |
| 外观 | 无色气体 |
| 密度 | 0.818 g/L |
| 熔点 | −83.38 C (189.77 K) |
| 沸点 | 19.54 °C (293.15 K) |
| pKa | 3.17（水) 15（DMSO）[1] |
| 危险性 | |
欧盟危险性符号 剧毒 T+ 腐蚀性 C | |
| 警示术语 | R：R26/27/28-R35 |
| 安全术语 | S：S1/2-S7/9-S26-S36/37/39-S45 |
| 主要危害 | 剧毒、腐蚀性 |
| NFPA 704 |
 0
4
1
COR
|
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。 | |
氟化氢（化学式：）是氢的氟化物，有强烈的腐蚀性，有剧毒。它是无色的气体，在空气中，只要超过3ppm就会产生刺激的味道。
氢氟酸是氟化氢的水溶液，可以透过皮肤黏膜、呼吸道及肠胃道吸收。若不慎暴露于氢氟酸，应立即用六氟灵（Hexafluorine）冲洗，若现场无六氟灵，则先以大量清水冲洗20至30分钟，然后以葡萄糖酸钙软膏或药水涂抹，并紧急送医处理[2]；若不小心误饮，则要立即喝下大量的高钙牛奶，并需紧急送医处理。
氟化氢是一种极度危险的气体，与潮湿水分接触后会形成具有腐蚀性和渗透性的氢氟酸。这种气体也会迅速破坏角膜，导致失明。
异常特性
[编辑]氟化氢相对于其他卤素氢化物具有一些异常的物理特性和化学特性。
高熔点及沸点
[编辑]
由于氟原子电负性很大，所以会与氢原子形成氢键，所以沸点较氯化氢、溴化氢、碘化氢等为高。
弱酸性
[编辑]氢氟酸之水溶液是一种弱酸。一方面由于氟原子半径小，电荷密度高，对氢原子的束缚较大，另一方面由于H-F共价键高度极性，故氟化氢具有分子间氢键，使得氟化氢具有高度化学稳定性，离解度非常低。因此，离解生成之水合氢离子浓度较低，使酸度常数Ka较低。由此氟化氢为弱酸。
![{\displaystyle {\mathrm {HF} {\mskip {2mu}}(\mathrm {aq} ){}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\mskip {2mu}}(\mathrm {l} ){}\mathrel {\longleftrightarrow } {}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}^{+}{\mskip {2mu}}(\mathrm {aq} ){}+{}\mathrm {F} {\vphantom {A}}^{-}{\mskip {2mu}}(\mathrm {aq} )}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/cd1a048c3a88a3e1939f67f47e6f2afd88d1d963)
酸度变化
[编辑]其他卤化氢于水中浓度增加，酸度会下降。
![{\displaystyle {\mathrm {HX} {\mskip {2mu}}(\mathrm {aq} ){}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\mskip {2mu}}(\mathrm {l} ){}\mathrel {\longleftrightarrow } {}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}^{+}{\mskip {2mu}}(\mathrm {aq} ){}+{}\mathrm {X} {\vphantom {A}}^{-}{\mskip {2mu}}(\mathrm {aq} )}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/d54b6cf28513e9ecae4facf19851405f7d70fc2a)
对于一般氢卤酸，卤化氢浓度上升至某个程度，每单位体积溶液中之含水量急剧下降，令此反应之平衡位置趋向左边，使离解度下降，酸性下降。但在较浓的氟化氢水溶液中，酸度反而会增加。此现象是由于氟离子之一个反应：
![{\displaystyle {\mathrm {F} {\vphantom {A}}^{-}{}+{}\mathrm {HF} {}\mathrel {\longleftrightarrow } {}\mathrm {HF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{\vphantom {A}}^{-}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/70aea195fe89bd9aa3d4f8f29569dc185d73317b)
对于氢氟酸，若氟化氢浓度增加，以上反应之平衡位置趋向右边，使氟离子浓度上升。
根据勒沙特列原理，此化学平衡之平衡位置趋向右边以倾向增加氟离子之浓度，故此离解度上升，酸性上升。
侵蚀玻璃性
[编辑]氢氟酸本身对硅酸盐（硅）及二氧化硅有极强的侵蚀能力。 故可腐蚀玻璃(主要成分是二氧化硅及硅酸盐)，是可腐蚀玻璃的酸，所以日常贮存要使用塑料瓶或铅制容器。
![{\displaystyle {\mathrm {CaSiO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{\mskip {2mu}}(\mathrm {s} ){}+{}6\,\mathrm {HF} {\mskip {2mu}}(\mathrm {aq} ){}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {CaF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{\mskip {2mu}}(\mathrm {aq} ){}+{}\mathrm {SiF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{\mskip {2mu}}(\mathrm {g} ){}+{}3\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\mskip {2mu}}(\mathrm {l} )}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/a30be830920652deff9c484ed78b4a7252a76ce9)
用途
[编辑]一般而言，无水氟化氢在工业上比其水溶液氢氟酸更为常见。以吨位计算，其主要用途是作为有机氟化合物的前驱物，以及作为铝电解用冰晶石的前驱物。 [3]
催化剂
[编辑]氢氟酸（HF）在炼油厂的烷基化制程中用作催化剂。全球大多数已安装的直链烷基苯（Linear alkylbenzene）生产装置都使用氢氟酸。此制程包括将正构烷烃脱氢为烯烃，然后在氢氟酸（HF）催化剂的作用下与苯反应。例如，在炼油厂中，烷基化装置将C3和C4烯烃与异丁烷混合，生成高辛烷值汽油的成分“烷基化物”。[3]
作为溶剂
[编辑]氟化氢是强酸性溶剂，在氟化氢中：
与硝酸反应：HNO3＋2HF→H2NO3+＋HF2-
与硫酸反应：H2SO4＋3HF→HSO3F＋H3O+＋HF2-
- 高氯酸显两性。
显碱性时：HClO4＋2HF⇌H2ClO4+＋HF2-
显酸性时：HClO4＋HF⇌H2F+＋ClO4-
一价的氟化物均易溶于氟化氢；二价的氟化物、、溶解度稍大，、、溶解度稍小；三价的氟化物溶解度稍小；其余二至四价金属的氟化物均难溶。
![{\displaystyle {\mathrm {SrF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/e66a5d958e06163f5dd81d4a99f6ad3330e4058c)
![{\displaystyle {\mathrm {BaF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/4e683238e26642aee4ae24bb3a32e0739528c734)
![{\displaystyle {\mathrm {PbF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/1a2a7d1852aa7ef68f5024d25c774cc5c5597601)
![{\displaystyle {\mathrm {CaF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3e5dbb999f159e55e34ed970b40a0c639cbcaa5b)
![{\displaystyle {\mathrm {CdF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/07e86dadcbfbac7f262fbdcae9f3bc79cb49845d)
![{\displaystyle {\mathrm {HgF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/2eccbdfde06f3f986cf5e8513636554006cef942)
![{\displaystyle {\mathrm {SbF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/8a7f30e287c892dd6a288468d02becd2534b0b64)
一些低价过渡金属的氟化物可以将溶剂还原，如和，将溶剂还原，放出氢气，自身被氧化为和。
![{\displaystyle {\mathrm {CrF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/11fc28a99c82f0cdf6d0642521a6058a79f5f59e)
![{\displaystyle {\mathrm {UF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/a9c8ce88b90c3e2620974673033d96dd80b47c1f)
![{\displaystyle {\mathrm {CrF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/5a5fafcd088c4824ef7f50f1478b4af2d8a552d3)
![{\displaystyle {\mathrm {UF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/6c7b247045f8af8d1182be8ac3926b190c74a4fb)
在酸性环境下，氢氟酸非常危险，因为氢离子在酸性环境下会腐蚀皮肤，而氟离子则会将体内的钙，镁离子溶出，将严重破坏生理平衡。
健康影响
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氟化氢具有强腐蚀性和强接触毒性。接触后需立即就医。[4] 氟化氢会迅速破坏角膜，导致失明。吸入高浓度氟化氢或与皮肤接触会导致心律不整或肺水肿（肺部积水）死亡。[4]
参见
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参考文献
[编辑]- ^ pKa's of Inorganic and Oxo-Acids. D. H. Ripin, D. A. Evans. [2020-03-09]
- ^ 六氟靈使用法則. 永百实业股份有限公司. [2019-08-29]. （原始内容存档于2019-08-29）.
- ^ 3.0 3.1 J. Aigueperse, P. Mollard, D. Devilliers, M. Chemla, R. Faron, R. Romano, J. P. Cuer, Fluorine Compounds, Inorganic, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH, 2005, doi:10.1002/14356007.a11_307
- ^ 4.0 4.1 Facts About Hydrogen Fluoride (Hydrofluoric Acid). [2025-06-14]. （原始内容存档于2023-08-29）.