氢氟酸是什么?化学特性?详细全面的解释,谢谢了

氢氟酸是什么?化学特性?详细全面的解释,谢谢了,第1张

氢氟酸

化学式:HF 英文:Hydrofluoric Acid 分子式:HF 分子量:20.0059732 理化性质

氢氟酸氟化氢气体的水溶液,为无色透明至淡黄色冒烟液体。有刺激性气味。分子式 :HF·H2O相对密度 1.15~1.18。沸点 112.2℃(按重量百分比计为38.2%)。市售通常浓度:约47% ,其溶质的质量分数可达35.35%。有剧毒。最浓时的密度1.14g/cm3,沸点393.15K(120℃)。具有弱酸性,但浓时的电离度比稀时大而与一般弱电解质有别。腐蚀性强,对牙、骨损害较严重。对硅的化合物有强腐蚀性。应在密闭的塑料瓶内保存。用HF溶于水而得。用于雕刻玻璃、清洗铸件上的残砂、控制发酵、电抛光和清洗腐蚀半导体硅片(与HNO3的混酸)。因为氢原子和氟原子间结合的能力相对较强,使得氢氟酸在水中不能完全解离。氢氟酸能够溶解很多其他酸都不能溶解的玻璃(二氧化硅),生成气态的四氟化硅 反应方程式如下: SiO2(s) + 4 HF(aq) → SiF4(g) + 2 H2O(l) 生成的SiF4可以继续和过量的HF作用,生成氟硅酸: SiF4(g)+2HF(aq)=H2[SiF6](aq),氟硅酸是一种二元强酸。 正因如此,它必须储存在塑料(理论上讲,放在聚四氟乙烯做成的容器中会更好)、蜡质制或铅制的容器中。氢氟酸没有还原性。如果要长期储存,不仅需要一个密封容器,而且容器中应尽可能将空气排尽。 工业制法:工业上用萤石(氟化钙 CaF2)和浓硫酸来制造氢氟酸。加热到250℃时,这两种物质便反应生成氟化氢。反应方程式为: CaF2 + H2SO4 (浓)→(加热) 2 HF + CaSO4 这个反应生成的蒸气是氟化氢、硫酸和其他几种副产品的混合物。在此之后氟化氢可以通过蒸馏来提纯。 氟气与氢气混合后立刻爆炸,生成氟化氢 F2(g)+H2(g)=2HF(g)

编辑本段用途

由于氢氟酸溶解氧化物的能力,它在铝和铀的提纯中起着重要作用。氢氟酸也用来蚀刻玻璃,半导体工业使用它来除去硅表面的氧化物,在炼油厂中它可以用作异丁烷和丁烷的烷基化反应的催化剂,除去不锈钢表面的含氧杂质的“浸酸”过程中也会用到氢氟酸。氢氟酸也用于多种含氟有机物的合成,比如Teflon(聚四氟乙烯)还有氟利昂一类的致冷剂。

HF

氟化氢是一种无机酸,化学式为HF,在常态下是一种无色、有刺激性气味的有毒气体,具有非常强的吸湿性,接触空气即产生白色烟雾,易溶于水,可与水无限互溶形成氢氟酸。氟化氢分子间具有氢键,可表现出一些反常的性质,如沸点要比其他卤化氢高得多。氟化氢的化学反应性很强,能够与许多化合物发生反应,氟化氢作为溶质是一种弱酸,而纯氟化氢是一种强酸。

特性

氟化氢(HF)常态下是一种无色、有刺激性气味的有毒气体,易溶于水、与水无限互溶形成氢氟酸,氟化氢有吸湿性,在空气中吸湿后“发烟”;熔点-83.37℃、沸点19.51℃,气体密度0.922 kg/m3(标态下),相对分子量20.008。

氟化氢由于分子间氢键而具有缔合性质,以缔合分子(HF)形式存在,常温常压下,氟化氢分子为(HF)2和(HF)3的混合物,在82℃以上时,气态HF基本上成为单分子状态。由于分子间的缔合作用,氟化氢的沸点较其他卤化氢高得多,并表现出一些反常的性质。

氟化氢的化学反应性强,与许多化合物发生反应。其作为溶质(水溶液中)是弱酸,作为溶剂则是强酸,与无水硫酸相当,能与氧化物和氢氧化物反应生成水,与氯、溴、碘的金属化合物能发生取代反应。能与大多数金属反应,与有些金属(Fe、Al、Ni、Mg等)反应会形成不溶于HF的氟化物保护膜;在有氧存在时,铜很快被HF腐蚀,但无氧化剂时,则不会反应;某些合金如蒙乃尔合金对HF有很好的抗腐蚀性,但不锈钢的抗腐蚀性很差,在温度不太高时,碳钢也具有足够的耐蚀能力。

氟化氢与水相似,介电常数大(0℃时83.6),是一种较理想的溶剂,与溶质发生溶剂分解反应。另外,无水氟化氢的质子给予能力强而具有很强的脱水能力,木材和纤维一旦与其接触立即碳化,而与醇、醛和酮等有机化合物接触脱水后会形成聚合物,其脱水能力较硫酸、磷酸弱。

氟化氢不可燃,但与一些物质(如钠、氧化钙、硝酸甲酯、氯酸钠等)混合接触时有危险性。

氟化氢是基础化工产品,无水氟化氢是电解制造元素氟的原料;在化学工业中,广泛应用于氟置换卤代烃中氯制取氯氟烃,如二氟二氯甲烷(F12)和二氟一氯甲烷(F22)等;在石化工业中,作为芳烃、脂肪族化合物烷基化制高辛烷值汽油的液态催化剂.

在电子工业中,无水氟化氢用于电解合成三氟化氮的原料,半导体制造工艺中的刻蚀剂等。另外,氟化氢用于工业生产氢氟酸,生产无机氟化物、铀加工、金属加工以及玻璃工业中刻蚀剂等。[1]

新闻报道:此外,形态也是非常关键的因素。电解制备出的气态元素氟和气体氟化氢非常活泼,可以与几乎任何物质起化学反应,当然非常危险。但当氟与钠、硅、钙、磷结合形成氟化钠、氟硅酸钠、磷灰石时,它们就相当稳定,对人健康的威胁就大大降低。


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