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氟化氢

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氟化氢
IUPAC名
Hydrogen fluoride
识别
CAS号 7664-39-3
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 3.15
危险性
欧盟危险性符号
剧毒剧毒 T+
腐蚀性腐蚀性 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
NFPA 704.svg
0
3
2
 
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

氟化氫(化學式:HF)是氫的氟化物,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,應立即用大量清水沖洗20至30分鐘,然後以葡萄酸鈣軟膏或藥水塗抹,并緊急送醫處理;若不小心誤飲,則要立即喝下大量的高鈣牛奶,然後緊急送醫處理。

異常特性[编辑]

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。

高溶點及沸點[编辑]

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[编辑]

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能學穩定性,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) + H2O(l) ←→ H3O+(aq) + F-(aq)
Ka=7X10-4 mol dm-3

酸度變化[编辑]

其他鹵化氫於水中濃度增加,酸度會下降。

HA(aq) + H2O(l) ←→ H3O+(aq) + A-(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:

F- + HF ←→ HF2-
K=5.1 mol-1 dm3
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,使氟離子濃度下降。
HF(aq) + H2O(l) ←→ H3O+(aq) + F-(aq)

根據勒夏特列原理,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[编辑]

氫氟酸本身對硅酸鹽(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。

CaSiO3(s) +6HF(aq)→ CaF2(aq) + SiF4(aq) + 3H2O (l)

作为溶剂[编辑]

氟化氢是酸性很强的溶剂,在氟化氢中:

一价的氟化物均易溶于氟化氢,二价的氟化物SrF2、BaF2、PbF2溶解度稍大,CaF2、CdF2、HgF2溶解度稍小,三价的氟化物SbF3溶解度稍小,其余一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CrF2和UF3,将溶剂还原,放出氢气,自身被氧化为CrF3和UF4

参见[编辑]