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氫氟酸基本性能介紹

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一、氫氟酸行業的界定及分類

氫氟酸(英文: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。熔點-83.3℃,沸點19.54℃,閃點112.2℃,密度1.15g/cm3。易溶于水、乙醇,微溶于乙醚。

因為氫原子和氟原子間結合的能力相對較強,且水溶液中氟化氫分子間存在氫鍵,使得氫氟酸在水中不能完全電離,所以理論上低濃度的氫氟酸是一種弱酸。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。

二、氫氟酸行業的特征

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。

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。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。

三、氫氟酸的主要用途

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。

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10μm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。


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