氟化氫

氟化氫（化學式：${\displaystyle {\ce {HF}}}$）是氫的氟化物，有強烈的腐蝕性，有劇毒。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。

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氟化氫
IUPAC名 Hydrogen fluoride
識別
CAS號	7664-39-3  Y
ChemSpider	14214
SMILES	F
InChI	1/FH/h1H
InChIKey	KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYAC
ChEBI	29228
RTECS	MW7875000
KEGG	C16487
性質
化學式	HF
莫耳質量	20.0063 g·mol⁻¹
外觀	無色氣體
密度	0.818 g/L
熔點	−83.38 C (189.77 K)
沸點	19.54 °C (293.15 K)
pKa	3.17（水) 15（DMSO）[1]
危險性
歐盟危險性符號 劇毒 T+ 腐蝕性 C
警示術語	R：R26/27/28-R35
安全術語	S：S1/2-S7/9-S26-S36/37/39-S45
主要危害	劇毒、腐蝕性
NFPA 704	0 4 1 COR
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

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（法語：Hexafluorine）（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，並緊急送醫處理^[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。

氟化氫是一種極度危險的氣體，與潮濕水分接觸後會形成具有腐蝕性和滲透性的氫氟酸。這種氣體也會迅速破壞角膜，導致失明。

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

由於氫鍵,水和氟化氫的沸點異常的高。

由於氟原子電負性很大，所以會與氫原子形成氫鍵，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種弱酸。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K_a較低。由此氟化氫為弱酸。

${\displaystyle {\ce {HF (aq) + H2O (l) <-> H3O+ (aq) + F- (aq)}}}$

${\displaystyle K_{a}=7\times 10^{-4}mol\cdot dm^{-3}}$

酸度變化

其他鹵化氫於水中濃度增加，酸度會下降。

${\displaystyle {\ce {HX (aq) + H2O (l) <-> H3O+(aq) + X- (aq)}}}$

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：

${\displaystyle {\ce {F- + HF <-> HF2-}}}$

${\displaystyle K=5.1mol^{-1}\cdot dm^{3}}$

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。

${\displaystyle {\ce {HF (aq) + H2O (l) <-> H3O+ (aq) + F- (aq)}}}$

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

氫氟酸本身對矽酸鹽（硅）及二氧化矽有極強的侵蝕能力。 故可腐蝕玻璃(主要成分是二氧化矽及矽酸鹽)，是可腐蝕玻璃的酸，所以日常貯存要使用塑料瓶或鉛製容器。

${\displaystyle {\ce {CaSiO3 (s) + 6HF (aq) -> CaF2(aq) + SiF4(g) + 3H2O (l)}}}$

用途

一般而言，無水氟化氫在工業上比其水溶液氫氟酸更為常見。以噸位計算，其主要用途是作為有機氟化合物的前驅物，以及作為鋁電解用冰晶石的前驅物。 ^[3]

催化劑

氫氟酸（HF）在煉油廠的烷基化製程中用作催化劑。全球大多數已安裝的直鏈烷基苯（Linear alkylbenzene）生產裝置都使用氫氟酸。此製程包括將正構烷烴脫氫為烯烴，然後在氫氟酸（HF）催化劑的作用下與苯反應。例如，在煉油廠中，烷基化裝置將C₃和C₄烯烴與異丁烷混合，生成高辛烷值汽油的成分「烷基化物」。^[3]

作為溶劑

氟化氫是強酸性溶劑，在氟化氫中：

• 硝酸、硫酸顯弱鹼性；

與硝酸反應：HNO₃＋2HF→H₂NO₃⁺＋HF₂^-

與硫酸反應：H₂SO₄＋3HF→HSO₃F＋H₃O⁺＋HF₂^-

• 高氯酸顯兩性。

顯鹼性時：HClO₄＋2HF⇌H₂ClO₄⁺＋HF₂^-

顯酸性時：HClO₄＋HF⇌H₂F⁺＋ClO₄^-

一價的氟化物均易溶於氟化氫；二價的氟化物${\displaystyle {\ce {SrF2}}}$、${\displaystyle {\ce {BaF2}}}$、${\displaystyle {\ce {PbF2}}}$溶解度稍大，${\displaystyle {\ce {CaF2}}}$、${\displaystyle {\ce {CdF2}}}$、${\displaystyle {\ce {HgF2}}}$溶解度稍小；三價的氟化物${\displaystyle {\ce {SbF3}}}$溶解度稍小；其餘二至四價金屬的氟化物均難溶。

一些低價過渡金屬的氟化物可以將溶劑還原，如${\displaystyle {\ce {CrF2}}}$和${\displaystyle {\ce {UF3}}}$，將溶劑還原，放出氫氣，自身被氧化為${\displaystyle {\ce {CrF3}}}$和${\displaystyle {\ce {UF4}}}$。

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。

健康影響

氫氟酸燒傷，一天後才顯現

主條目：氫氟酸和氫氟酸燒傷（英語：Hydrofluoric acid burn）

氟化氫具有強腐蝕性和強接觸毒性。接觸後需立即就醫。^[4] 氟化氫會迅速破壞角膜，導致失明。吸入高濃度氟化氫或與皮膚接觸會導致心律不整或肺水腫（肺部積水）死亡。^[4]

參見

• 化學主題

• 氫氟酸
• 氯化氫 - 溴化氫 - 碘化氫 - 砹化氫
• 2019年日韓貿易戰
• 無機非水溶劑