氫氟酸
Hydrofluoric Acid; CAS
理化性質(zhì):氫氟酸是氟化氫氣體的水溶液,為無色透明至淡黃色冒煙液體。有刺激性氣味。分子式 HF-H2O。相對密度 1.15~1.18。沸點 112.2℃(按重量百分比計為38.2%)。市售通常濃度:約47% 。是弱酸。氟化氫的水溶液,其溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)可達35.35%。無色溶液,有毒。最濃時密度1.14g/cm3,沸點393.15K(120℃)。發(fā)煙霧。具弱酸性,但濃時的電離度比稀時大而與一般弱電解質(zhì)有別。腐蝕性強,對牙、骨損害較嚴重。對硅的化合物有強腐蝕性。應(yīng)在密閉的塑料瓶內(nèi)保存。用HF溶于水而得。用于雕刻玻璃、清洗鑄件上的殘砂、控制發(fā)酵、電拋光和清洗腐蝕半導(dǎo)體硅片(與HNO3的混酸)。因為氫原子和氟原子間結(jié)合的能力相對較強,使得氫氟酸在水中不能完全解離。
氫氟酸能夠溶解很多其他酸都不能溶解的玻璃(二氧化硅),反應(yīng)方程式如下:
SiO2(s) + 6 HF(aq) → H2SiF6(aq) + 2 H2O(l)
正因如此,它必須儲存在塑料容器中(理論上講,放在聚四氟乙烯做成的容器中會更好)。氫氟酸還是一種還原劑,如果要長期儲存,不僅需要一個密封容器,而且容器中應(yīng)盡可能將空氣排盡。
工業(yè)制法:工業(yè)上用螢石(氟化鈣 CaF2)和濃硫酸來制造氫氟酸。加熱到250攝氏度時,這兩種物質(zhì)便反應(yīng)生成氟化氫。反應(yīng)方程式為:
CaF2 + H2SO4 → 2 HF + CaSO4
這個反應(yīng)生成的蒸氣是氟化氫、硫酸和其他幾種副產(chǎn)品的混合物。在此之后氟化氫可以通過蒸餾來提純。
用途:由于氫氟酸溶解氧化物的能力,它在鋁和鈾的提純中起著重要作用。氫氟酸也用來蝕刻玻璃,半導(dǎo)體工業(yè)使用它來除去硅表面的氧化物,在煉油廠中它可以用作異丁烷和丁烷的烷基化反應(yīng)的催化劑,除去不銹鋼表面的含氧雜質(zhì)的“浸酸”過程中也會用到氫氟酸。氫氟酸也用于多種含氟有機物的合成,比如Teflon(聚四氟乙烯)還有氟利昂一類的致冷劑。
侵入途徑:可經(jīng)皮膚吸收,氫氟酸酸霧經(jīng)呼吸道吸入。
毒理學(xué)簡介:對皮膚有強烈刺激性和腐蝕性。氫氟酸中的氫離子對人體組織有脫水和腐蝕作用,而氟是最活潑的非金屬元素之一。皮膚與氫氟酸接觸后, 氟離子不斷解離而滲透到深層組織, 溶解細胞膜,造成表皮、真皮、皮下組織乃至肌層液化壞死。 氟離子還可干擾烯醇化酶的活性使皮膚細胞攝氧能力受到抑制。估計人攝入 1.5g 氫氟酸可致立即死亡。吸入高濃度的氫氟酸酸霧,引起支氣管炎和出血性肺水腫。氫氟酸也可經(jīng)皮膚吸收而引起嚴重中毒。
臨床表現(xiàn):皮膚損害程度與氫氟酸濃度,接觸時間,接觸部位及處理方法有關(guān)。濃度越高, 接觸時間越長,受害組織越柔軟或致密,作用就越迅速而強烈。接觸 30% 以上濃度的氫氟酸,疼痛和皮損常立即發(fā)生。接觸低濃度時,常經(jīng)數(shù)小時始出現(xiàn)疼痛及皮膚灼傷。局部皮損初起呈紅斑,隨即轉(zhuǎn)為有紅暈的白色水腫,繼而變?yōu)榈嗷疑珘乃,而后?fù)以棕褐色或黑色厚痂,脫痂后形成潰瘍。手指部位的損害常轉(zhuǎn)為大皰,甲板也常同時受累, 甲床與甲周紅腫。嚴重時甲下水皰形成, 甲床與甲板分離。高濃度灼傷常呈進行性壞死, 潰瘍愈合緩慢。 嚴重者累及局部骨骼,尤以指骨為多見。表現(xiàn)為指間關(guān)節(jié)狹窄,關(guān)節(jié)面粗糙,邊緣不整, 皮質(zhì)增生, 髓腔狹小,乃至骨質(zhì)吸收等類似骨髓炎的征象。氫氟酸酸霧可引起皮膚瘙癢及皮炎。 劑量大時亦可造成皮膚、 胃腸道和呼吸道粘膜的灼傷。眼接觸高濃度氫氟酸后, 局部劇痛, 并迅速形成白色假膜樣混濁, 如處理不及時可引起角膜穿孔。氫氟酸灼傷合并氟中毒已引起注意, 患者因低血鈣出現(xiàn)抽搐, 心電圖Q-T間期延長,心室顫動發(fā)作。
處理:皮膚接觸后立即用大量流水作長時間徹底沖洗, 盡快地稀釋和沖去氫氟酸。這是最有效的措施,治療的關(guān)鍵。氫氟酸灼傷后的中和方法不少,總的原則是使用一些可溶性鈣、鎂鹽類制劑, 使其與氟離子結(jié)合形成不溶性氟化鈣或氟化鎂,從而使氟離子滅活。 現(xiàn)場應(yīng)用石灰水浸泡或濕敷易于推廣。 氨水與氫氟酸作用形成具有腐蝕性的二氟化胺, 故不宜作為中和劑。氫氟酸灼傷治療液(5%氯化鈣20ml、2%利多卡因20ml、地塞米松5mg)浸泡或濕敷。以冰硫酸鎂飽和液作浸泡。鈣離子直流電透入。利用直流電的作用, 使足夠量的鈣離子直接導(dǎo)入需要治 療的部位,提高局部用藥效果。在灼傷的第1~3天,每天1~2次,每次20~30分鐘。重病例每次治療時間可酌情延長。氫氟酸濺入眼內(nèi),立即分開眼瞼,用大量清水連續(xù)沖洗 15 分鐘左右。滴入2~3滴局部麻醉眼藥,可減輕疼痛。同時送眼科診治。
無水氫氟酸具有介電常數(shù)高,低黏度和寬的液態(tài)范圍等特點因而是一種很好的溶劑.本身會發(fā)生自偶電離. 無水氫氟酸是一種酸性很強的溶劑其酸度與無水硫酸相當.能給予無水氫氟酸質(zhì)子的物質(zhì)很少,在水中很多呈酸性的化合物在無水氫氟酸中呈堿性或者是兩性. |