基本介紹
- 中文名：氫氟酸
- 外文名：Hydrofluoric acid
- 別名：氟氫酸、氟化氫溶液、化骨水
- 外觀：無色溶液
- 套用：作強酸性腐蝕劑，作分析試劑，用於刻蝕玻璃、酸洗金屬等
- 安全性描述：S1/2；S7/9；S26；S36/37；S45
- 危險性符號：T+; C
- 危險性描述：R26/27/28；R35
理化性質,物理性質,化學性質,套用領域,質量標準,危害防護,致病原理,緊急處理,泄漏應急處理,滅火方法,食入,安全性,
理化性質
物理性質
氫氟酸溶液的常見濃度為40%。市售的氫氟酸主要分為工業級氫氟酸和電子級氫氟酸。兩者的濃度一般相同，但由於純度差異，套用不同。工業級氫氟酸的純度相對較低，適用於金屬酸洗、玻璃刻蝕等套用；而電子級氫氟酸的純度更高，通常達到99.9%以上，廣泛套用於半導體製造和其他高精度電子元件的生產。
氫氟酸溶液的密度隨著溶質質量分數的增加而變化。在最高濃度時（40% HF溶液），其密度約為1.18 g/cm。此密度值適用於工業級氫氟酸和電子級氫氟酸。
氫氟酸能夠與水、醇類、醚類等溶劑混溶。它不溶於有機溶劑如苯等。
氫氟酸溶液具有較高的揮發性。40% HF溶液的蒸氣壓約為40 mmHg，在常溫下即可揮發形成危險的HF氣體，因此在使用和儲存時需要特別小心。
化學性質
氫氟酸溶液的腐蝕性隨著HF濃度的變化而變化。隨著HF溶液質量分數的增加，其對碳鋼的腐蝕速率初期會增高，但在達到某一濃度後會逐漸降低。該現象可能與HF與鋼鐵表面形成氟化鐵等化合物的反應有關，這些反應會形成一種保護膜，降低進一步腐蝕的速率。
氫氟酸具有強烈的腐蝕性。其酸性在不同濃度下表現不同：低濃度（如1 mol/L以下）時，氫氟酸通過氫鍵作用表現為較弱的酸性，而在濃度超過5 mol/L時，它會發生自偶電離，導致其酸性顯著增強，達到類似無水硫酸的強酸水平。液態氟化氫具有極強的酸性，其酸度與無水硫酸相當，但略弱於氟磺酸（HSO3F）。這種強酸性使得氫氟酸對生物組織，如牙齒和骨骼，具有嚴重的腐蝕性傷害。
氫氟酸具有特殊的腐蝕性，尤其對含矽的材料（如玻璃和矽基半導體）表現出極強的腐蝕性，因此常用於雕刻玻璃、清洗鑄件上的殘砂、控制發酵、電拋光和清洗腐蝕半導體矽片等工業套用。此外，氫氟酸作為化學試劑，與濃硝酸混合使用時，常用於半導體的刻蝕與清洗。由於氫氟酸中的氫原子和氟原子之間的結合較強，這使得它在水中無法完全電離，表現為弱電離特性。
氫氟酸溶液應存儲在密閉的塑膠瓶中，避免與其他材料接觸，以防止其強烈的腐蝕作用。
氫氟酸能夠溶解很多其他酸都不能溶解的玻璃（主要成分：二氧化矽），生成氣態的四氟化矽反應方程式如下：
SiO2(s)+4HF(aq)=SiF4(g)↑+2H2O(l)
生成的SiF4可以繼續和過量的HF作用，生成氟矽酸：
SiF4(g)+2HF(aq)=H2[SiF6](aq)，氟矽酸是一種二元強酸。
與矽和矽化合物反應生成氣態的四氟化矽（能腐蝕玻璃），但對塑膠、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%，相當於22.5 mol/L。35.35%的氫氟酸為共沸混合物。劇毒，最小致死量（大鼠，腹腔）25 mg/kg。有腐蝕性，能強烈地腐蝕金屬、玻璃和含矽的物體。如吸入蒸氣或接觸皮膚能形成較難癒合的潰瘍。
套用領域
由於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、標註刻度和文字；半導體工業使用它來除去矽表面的氧化物，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，除去不鏽鋼表面的含氧雜質的“浸酸”過程中也會用到氫氟酸。氫氟酸也用於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。
氫氟酸和熔融氫氧化鈉都能用於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150 s，熔融氫氧化鈉大約需要10 s。在使用熔融氫氧化鈉去除玻璃包覆層時，實驗是在大約 300-400°C 的溫度範圍內進行的。該溫度下，熔融氫氧化鈉能有效地與玻璃包覆層發生反應，迅速破壞玻璃的結構，使其在約 10 s 內被完全去除。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。採用熔融紡絲法製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鹼中的耐腐蝕性能，探討了其腐蝕機理。
質量標準
名稱 | 優級純 | 分析純 | 化學純 |
氫氟酸（HF）含量% ≥ | 40.0 | 40.0 | 40.0 |
灼燒殘渣（以硫酸鹽計）% ≤ | 0.001 | 0.002 | 0.01 |
氯化物（CL）% ≤ | 0.0005 | 0.001 | 0.005 |
硫酸鹽和亞硫酸鹽（以SO4計）% ≤ | 0.001 | 0.002 | 0.005 |
磷酸鹽（PO4）% ≤ | 0.0001 | 0.0002 | 0.005 |
氟矽酸鹽（SiF6) % ≤ | 0.02 | 0.04 | 0.06 |
鐵（Fe) % ≤ | 0.00005 | 0.0001 | 0.0005 |
重金屬（以Pb計）% ≤ | 0.0001 | 0.0005 | 0.001 |
項 目 | 指 標 | ||||||
I 類 | II 類 | ||||||
HF-40 | HF-50 | HF-70 | HF-30 | HF-40 | HF-50 | HF-55 | |
氟化氫含量%≥ | 40.0 | 50.0 | 70.0 | 30.0 | 40.0 | 50.0 | 55.0 |
氟矽酸含量，%≤ | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 2.5 | 5.0 | 8.0 | 10.0 |
不揮發酸（以H2SO4計）含量，%≤ | 0.05 | 0.08 | 0.08 | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 2.0 |
灼燒殘渣,%≤ | 0.05 | 0.05 | 0.05 | - | - | - | - |
侵入途徑：可經皮膚吸收，氫氟酸酸霧經呼吸道吸入。
毒理學簡介：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。皮膚與氫氟酸接觸後，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。氫氟酸也可經皮膚吸收而引起嚴重中毒。
臨床表現：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。濃度越高，接觸時間越長，受害組織越柔軟或緻密，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生。接觸低濃度時，常經數小時始出現疼痛及皮膚灼傷。局部皮損初起呈紅斑，隨即轉為有紅暈的白色水腫，繼而變為淡青灰色壞死，而後復以棕褐色或黑色厚痂，脫痂後形成潰瘍。手指部位的損害常轉為大皰，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, 潰瘍癒合緩慢。嚴重者累及局部骨骼，尤以指骨為多見。表現為指間關節狹窄,關節面粗糙，邊緣不整，皮質增生，髓腔狹小，乃至骨質吸收等類似骨髓炎的徵象。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、胃腸道和呼吸道黏膜的灼傷。眼接觸高濃度氫氟酸後，局部劇痛，並迅速形成白色假膜樣混濁，如處理不及時可引起角膜穿孔。氫氟酸灼傷合併氟中毒已引起注意，患者因低血鈣出現抽搐，心電圖Q-T間期延長，心室顫動發作。
處理：皮膚接觸後立即用六氟靈或大量流水作長時間徹底沖洗，儘快地稀釋和衝去氫氟酸。這是最有效的措施，治療的關鍵。氫氟酸灼傷後的中和方法不少，總的原則是使用一些可溶性鈣、鎂鹽類製劑，使其與氟離子結合形成不溶性氟化鈣或氟化鎂，從而使氟離子滅活。現場套用石灰水浸泡或濕敷易於推廣。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，立即分開眼瞼，用大量清水連續沖洗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高，低黏度和寬的液態範圍等特點，因而是一種很好的溶劑，本身會發生自偶電離.，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子的物質很少，在水中很多呈酸性的化合物在無水氫氟酸中呈鹼性或者是兩性。
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、乾燥。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，可形成難以癒合的深潰瘍，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：眼和上呼吸道刺激症狀，或有鼻衄，嗅覺減退。可有牙齒酸蝕症。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分鐘並就醫。
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。遇含氫活性物質（如某些發泡劑或矽烷類化合物）立即燃燒。腐蝕性極強。
有害燃燒產物：氟化氫。
致病原理
氟化氫對衣物、皮膚、眼睛、呼吸道、消化道黏膜均有刺激，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，低血鎂綜合徵，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，形成癒合緩慢的潰瘍。吸入高濃度蒸汽或者經皮吸收可引起化性肺炎肺水腫。
緊急處理
操作注意事項：密閉操作，注意通風。操作儘可能機械化、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），穿橡膠耐酸鹼服，戴橡膠耐酸鹼手套。防止蒸氣泄漏到工作場所空氣中。避免與鹼類、活性金屬粉末、玻璃製品接觸。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：儲存於陰涼、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。應與鹼類、活性金屬粉末、玻璃製品分開存放，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。儘可能機械化、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：穿橡膠耐酸鹼服。
手部防護：戴橡膠耐酸鹼手套。
其他防護：工作現場禁止吸菸、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，洗後備用。保持良好的衛生習慣。
主要用途：用作分析試劑、高純氟化物的製備、玻璃蝕刻及電鍍表面處理等。
禁配物：強鹼、活性金屬粉末、玻璃製品。
廢棄處置方法: 用過量石灰水中和，析出的沉澱填埋處理或回收利用，上清液稀釋後排入廢水系統。
包裝方法：裝入鉛桶或特殊塑膠容器內，再裝入木箱中。空隙用不燃材料填充妥實；裝入塑膠瓶，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，每箱淨重不超過20公斤，3～5公斤包裝每箱限裝4瓶。
泄漏應急處理
泄漏：迅速撤離泄漏污染區人員至安全區，並進行隔離，嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防酸鹼工作服。不要直接接觸泄漏物。儘可能切斷泄漏源，防止進入下水道、排洪溝等限制性空間。
少量泄漏：用砂土、乾燥石灰或蘇打灰混合。也可用大量水沖洗，洗水稀釋後放入廢水系統。
大量泄漏：構築圍堤或挖坑收容；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。
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。
食入
1、若患者即將喪失意識、已經失去意識或痙攣，勿經口餵食任何東西。
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、 反覆給患者喝水。
7、送醫。
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並不會疼痛，而症狀可能直到幾小時後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。
接觸氫氟酸後的初始救護措施通常包括在接觸部位塗上葡萄糖酸鈣凝膠。如果接觸範圍過廣，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，接觸氫氟酸後必須得到及時並且專業的護理。
即使能得到及時治療，身體表面少於10%的面積暴露在氫氟酸中也會是致命的。身體少於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症，引致心臟停搏及死亡。
