氟化氢

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氟化氫(化學式:HF)是氟化物,有強烈的腐蝕性,有剧毒。它是無色的氣體,在空氣中,只要超過3ppm就會產生刺激的味道。

氫氟酸是氟化氫的水溶液,可以透過皮膚黏膜、呼吸道及腸胃道吸收。若不慎暴露於氫氟酸,應立即用Template:Link-frTemplate:Lang)沖洗,若現場無六氟靈,則先以大量清水沖洗20至30分鐘,然後以葡萄糖酸鈣軟膏或藥水塗抹,并緊急送醫處理[1];若不小心誤飲,則要立即喝下大量的高鈣牛奶,並需緊急送醫處理。

異常特性

氟化氫相對於其他鹵素氫化物具有一些異常的物理特性和化學特性。

高熔點及沸點

由于氢键,水和氟化氢的沸点异常的高。

由於氟原子电负性很大,所以会与氢原子形成氫鍵,所以沸點較氯化氫溴化氫碘化氫等為高。

弱酸性

氫氟酸之水溶液是一种弱酸。一方面由於氟原子半徑小,電荷密度高,對氫原子的束縛較大,另一方面由於H-F共價鍵高度極性,故氟化氫具有分子間氫鍵,使得氟化氫具有高度化學穩定性,離解度非常低。因此,離解生成之水合氫離子濃度較低,使酸度常數Ka較低。由此氟化氫為弱酸。

HF(aq)+HA2O(l)HA3OA+(aq)+FA(aq)
Ka=7×104moldm3

酸度變化

其他鹵化氫於水中濃度增加,酸度會下降。

HX(aq)+HA2O(l)HA3OA+(aq)+XA(aq)

對於一般氫鹵酸,鹵化氫濃度上升至某個程度,每單位體積溶液中之含水量急劇下降,令此反應之平衡位置趨向左邊,使離解度下降,酸性下降。但在較濃的氟化氫水溶液中,酸度反而會增加。此現象是由於氟離子之一個反應:

FA+HFHFA2A
K=5.1mol1dm3

對於氫氟酸,若氟化氫濃度增加,以上反應之平衡位置趨向右邊,使氟離子濃度上升。

HF(aq)+HA2O(l)HA3OA+(aq)+FA(aq)

根據勒沙特列原理,此化學平衡之平衡位置趨向右邊以傾向增加氟離子之濃度,故此離解度上升,酸性上升。

侵蝕玻璃性

氫氟酸本身對硅酸鹽(-{zh-hans:硅; zh-hant:硅;}-)及二氧化硅有極強的侵蝕能力。 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,所以日常貯存要使用塑料瓶或製容器。

CaSiOA3(s)+6HF(aq)CaFA2(aq)+SiFA4(g)+3HA2O(l)

作为溶剂

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-

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SrFA2BaFA2PbFA2溶解度稍大,CaFA2CdFA2HgFA2溶解度稍小;三价的氟化物SbFA3溶解度稍小;其余二至四价金属的氟化物均难溶。

一些低价过渡金属的氟化物可以将溶剂还原,如CrFA2UFA3,将溶剂还原,放出氢气,自身被氧化为CrFA3UFA4

在酸性環境下,氫氟酸非常危險,因為氫離子酸性環境下會腐蝕皮膚,而氟離子則會將體內的離子溶出,將嚴重破壞生理平衡

参考文献

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参见

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