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醫學聲明。
氟化氫(化學式:
)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,應立即用六氟靈(Hexafluorine)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[2];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。
![{\displaystyle {\ce {HF (aq) + H2O (l) <-> H3O+ (aq) + F- (aq)}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/cd1a048c3a88a3e1939f67f47e6f2afd88d1d963)
![{\displaystyle K_{a}=7\times 10^{-4}mol\cdot dm^{-3}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/4d8442872b3bc4b4dd32ee7942013fed1f992f49)
酸度變化
其他鹵化氫於水中濃度增加,酸度會下降。
![{\displaystyle {\ce {HX (aq) + H2O (l) <-> H3O+(aq) + X- (aq)}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/d54b6cf28513e9ecae4facf19851405f7d70fc2a)
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:
![{\displaystyle {\ce {F- + HF <-> HF2-}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/70aea195fe89bd9aa3d4f8f29569dc185d73317b)
![{\displaystyle K=5.1mol^{-1}\cdot dm^{3}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/62cac7fb616f277ac13b52b895d8c439e74b193a)
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。
![{\displaystyle {\ce {HF (aq) + H2O (l) <-> H3O+ (aq) + F- (aq)}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/cd1a048c3a88a3e1939f67f47e6f2afd88d1d963)
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(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铅製容器。
![{\displaystyle {\ce {CaSiO3 (s) + 6HF (aq) -> CaF2(aq) + SiF4(aq) + 3H2O (l)}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/64d1135792f40e750c1d357b8e7f24ea5cf662af)
作为溶剂
氟化氢是强酸性溶剂,在氟化氢中:
一价的氟化物均易溶于氟化氢;二价的氟化物
、
、
溶解度稍大,
、
、
溶解度稍小;三价的氟化物
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
和
,将溶剂还原,放出氢气,自身被氧化为
和
。
在酸性環境下,氫氟酸非常危險,因為氫離子在酸性環境下會腐蝕皮膚,而氟離子則會將體內的鈣,鎂離子溶出,將嚴重破壞生理平衡。
参考文献
参见