氫氟酸
氫氟酸(Hydrofluoric Acid)是氟化氫氣體的水溶液,清澈,無色、發煙的腐蝕性液體,有劇烈刺激性氣味。氫氟酸是一種弱酸,具有極強的腐蝕性,能強烈地腐蝕金屬、玻璃和含硅的物體。如吸入蒸氣或接觸皮膚會造成難以治愈的灼傷。實驗室一般用螢石(主要成分為氟化鈣)和濃硫酸來制取,需要密封在塑料瓶中,并保存于陰涼處。
危險性描述R26/27/28;R35
氫氟酸致病原理
氟化氫對衣物、皮膚、眼睛、呼吸道、消化道粘膜均有刺激,腐蝕作用,氟離子進入血液或組織可與其鈣鎂離子結合,使其成為不溶或微溶的氟化鈣和氟化鎂,量大的話直接堵塞血管,直接或間接影響中樞神經系統和心血管系統的功能,導致低血鈣,低血鎂綜合征,氟離子還可以和血紅蛋白結合形成氟血紅素,抑制琥珀酸脫氫酶,致氧合作用下降,影響細胞呼吸功能。此外,氫氟酸可致接觸部位明顯灼傷,使組織蛋白脫水和溶解,可迅速穿透角質層,滲入深部組織,溶解細胞膜,引起組織液化,重者可深達骨膜和骨質,使骨骼成為氟化鈣,形成愈合緩慢的潰瘍。吸入高濃度蒸汽或者經皮吸收可引起化性肺炎肺水腫。
氫氟酸理化性質
氫氟酸物理性質
市售通常濃度:溶質的質量分數40%,工業級;質量分數40%,電子級。為高度危害毒物。最濃時的密度1.18g/cm3。
隨著HF溶液質量分數的提高,HF對碳鋼的腐蝕速率是先升高后降低 。
氫氟酸化學性質
濃度低時因形成氫鍵具有弱酸性,但濃時(5mol/L以上)會發生自偶電離,此時氫氟酸就是酸性很強的酸了。
液態氟化氫是酸性很強的酸,酸度與無水硫酸相當,但較氟磺酸弱。 [3]腐蝕性強,對牙、骨損害較嚴重。對硅的化合物有強腐蝕性。應在密閉的塑料瓶內保存。
用HF(氟化氫)溶于水而得。用于雕刻玻璃、清洗鑄件上的殘砂、控制發酵、電拋光和清洗腐蝕半導體硅片(與HNO3的混酸)。因為氫原子和氟原子間結合的能力相對較強,使得氫氟酸在水中不能完全電離。
氫氟酸能夠溶解很多其他酸都不能溶解的玻璃(主要成分:二氧化硅),生成氣態的四氟化硅反應方程式如下:
SiO2(s)+4HF(aq)=SiF4(g)↑+2H2O(l)
生成的SiF4可以繼續和過量的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。
正因如此,它必須儲存在塑料(理論上講,放在聚四氟乙烯做成的容器中會更好)、蠟質制或鉛制的容器中。氫氟酸沒有還原性。如果要長期儲存,不僅需要一個密封容器,而且容器中應盡可能將空氣排盡。
與硅和硅化合物反應生成氣態的四氟化硅(能腐蝕玻璃),但對塑料、石蠟、鉛、金、鉑不起腐蝕作用。能與水和乙醇混溶。市售氫氟酸溶質質量分數40%,相當于22.5mol/L。35.35%的氫氟酸為共沸混合物。劇毒,最小致死量(大鼠,腹腔)25mg/kg。有腐蝕性,能強烈地腐蝕金屬、玻璃和含硅的物體。如吸入蒸氣或接觸皮膚能形成較難愈合的潰瘍。
氫氟酸應用領域
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,可以雕刻圖案、標注刻度和文字;半導體工業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正丁烯的烷基化反應的催化劑,除去不銹鋼表面的含氧雜質的“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。 [1]
氫氟酸和熔融氫氧化鈉都能用于微絲表面玻璃包覆層的去除,室溫下氫氟酸去除厚度為10 μm的玻璃包覆層的時間大約為150s,熔融氫氧化鈉大約需要10 s;玻璃的成分和結構是影響玻璃包覆純銅微絲耐腐蝕性能的重要因素。采用熔融紡絲法制備了玻璃包覆純銅微絲,對微絲表面玻璃包覆層的去除進行了實驗研究,評價了微絲在氫氟酸和熔融氫氧化鈉中的腐蝕行為,分析了玻璃包覆純銅微絲在強酸和強堿中的耐腐蝕性能,探討了其腐蝕機理。
氫氟酸質量標準
氫氟酸危害防護
健康危害: 對皮膚有強烈的腐蝕作用。灼傷初期皮膚潮紅、干燥。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,可形成難以愈合的深潰瘍,損及骨膜和骨質。本品灼傷疼痛劇烈。眼接觸高濃度本品可引起角膜穿孔。接觸其蒸氣,可發生支氣管炎、肺炎等。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線異常與工業性氟病少見。
無燃爆危險:本品不燃,具強腐蝕性、強刺激性,可致人體灼傷。
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分鐘并就醫。
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。
吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。呼吸困難時給輸氧,不可進行人工呼吸,可能導致進行人工呼吸者本人吸入氟化氫氣體。給予2-4%碳酸氫鈉溶液霧化吸入。就醫。
食入:用水漱口,給飲牛奶或蛋清。就醫。
危險特性:本品不燃,但能與大多數金屬反應,生成氫氣而引起爆炸。遇H發泡劑立即燃燒。腐蝕性極強。
有害燃燒產物:氟化氫。
氫氟酸緊急處理
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。防止蒸氣泄漏到工作場所空氣中。避免與堿類、活性金屬粉末、玻璃制品接觸。搬運時要輕裝輕卸,防止包裝及容器損壞。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。庫溫不超過30℃,相對濕度不超過85%。保持容器密封。應與堿類、活性金屬粉末、玻璃制品分開存放,切忌混儲。儲區應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料。監測方法:離子選擇性電極法;氟試劑-鑭鹽比色法
工程控制:密閉操作,注意通風。盡可能機械化、自動化。提供安全淋浴和洗眼設備。
呼吸系統防護:可能接觸其煙霧時,佩戴自吸過濾式防毒面具(全面罩)或空氣呼吸器。緊急事態搶救或撤離時,建議佩戴氧氣呼吸器。
眼睛防護:呼吸系統防護中已作防護。
身體防護:穿橡膠耐酸堿服。
手部防護:戴橡膠耐酸堿手套。
其他防護:工作現場禁止吸煙、進食和飲水。工作完畢,淋浴更衣。單獨存放被毒物污染的衣服,洗后備用。保持良好的衛生習慣。
主要用途:用作分析試劑、高純氟化物的制備、玻璃蝕刻及電鍍表面處理等。
禁配物:強堿、活性金屬粉末、玻璃制品。
廢棄處置方法: 用過量石灰水中和,析出的沉淀填埋處理或回收利用,上清液稀釋后排入廢水系統。
包裝方法:裝入鉛桶或特殊塑料容器內,再裝入木箱中。空隙用不燃材料填充妥實;裝入塑料瓶,特種電木、橡膠或鉛容器,嚴封后再裝入堅固木箱中。木箱內用不燃材料襯墊,每箱凈重不超過20公斤,3~5公斤包裝每箱限裝4瓶。
氫氟酸泄漏應急處理
泄漏:迅速撤離泄漏污染區人員至安全區,并進行隔離,嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿防酸堿工作服。不要直接接觸泄漏物。盡可能切斷泄漏源,防止進入下水道、排洪溝等限制性空間。
小量泄露:用砂土、干燥石灰或蘇打灰混合。也可用大量水沖洗,洗水稀釋后放入廢水系統。
大量泄露:構筑圍堤或挖坑收容;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。
氫氟酸滅火方法
燃燒性:不燃
滅火劑:霧狀水、泡沫。
滅火注意事項:消防人員必須佩戴氧氣呼吸器、穿全身防護服。
氫氟酸食入
1、若患者即將喪失意識、已經失去意識或痙攣,勿經口喂食任何東西。
2、用冷水徹底漱口。
3、切勿催吐。
4、讓患者喝下240-300mL的10%葡萄糖酸鈣溶液,以稀釋胃中的物質。
5、若患者自發性嘔吐,讓患者身體向前以避免吸入嘔吐物。
6、 反復給患者喝水。
7、送醫。
氫氟酸特殊應用
玻璃刻字:先在玻璃瓶上涂一層石蠟,再用銳器刻上字,再用氫氟酸在刻字的石蠟上涂抹一遍,.稍等片刻字跡即可顯現出來。原理:氫氟酸能夠腐蝕二氧化硅(SiO2)。
化學方程式:SiO2(s)+4HF(aq)=SiF4(g)↑+2H2O(l)
氫氟酸安全性
在人體內部,氫氟酸與鈣離子和鎂離子反應,正因為如此,它會使依靠以上兩種離子發揮機能的器官喪失作用。接觸、暴露在氫氟酸中一開始可能并不會疼痛,而癥狀可能直到幾小時后氫氟酸與骨骼中的鈣反應時才會出現。如果不進行處理,最終可能導致心、肝、腎和神經系統的嚴重甚至是致命損傷。
接觸氫氟酸后的初始救護措施通常包括在接觸部位涂上葡萄糖酸鈣凝膠。如果接觸范圍過廣,又或者延誤時間太長的話,醫護人員可能會在動脈或周圍組織中注射鈣鹽溶液。但無論如何,接觸氫氟酸后必須得到及時并且專業的護理。
即使能得到及時治療,身體表面少于10%的面積暴露在氫氟酸中也會是致命的。身體少于2%的面積暴露在氫氟酸中也有可能是致命的。吞服高濃度的氫氟酸溶液會導致急性的低血鈣癥,引致心臟停搏及死亡。
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