氟化氢

氟化氢
	IUPAC名; Hydrogen fluoride
识别
CAS号	7664-39-3
ChemSpider	14214
SMILES	F;
InChI	1/FH/h1H;
InChIKey	KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYAC
ChEBI	29228
RTECS	MW7875000
KEGG	C16487
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	3.17（水); 15（DMSO）
危险性
	欧盟危险性符号; 剧毒 T+ 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	0 4 1 COR
	若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

氟化氫（化學式： ${\ce {HF}}$ ）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，應立即用六氟靈（法语：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，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。

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K_a較低。由此氟化氫為弱酸。

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

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。

{\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：

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

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。

{\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。

{\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烯烴與异丁烷混合，生成高辛烷值汽油的成分「烷基化物」。^[3]

作为溶剂

氟化氢是强酸性溶剂，在氟化氢中：

硝酸、硫酸显弱碱性；

与硝酸反应：HNO₃＋2HF→H₂NO₃⁺＋HF₂^-

与硫酸反应：H₂SO₄＋3HF→HSO₃F＋H₃O⁺＋HF₂^-

高氯酸显两性。

显碱性时：HClO₄＋2HF⇌H₂ClO₄⁺＋HF₂^-

显酸性时：HClO₄＋HF⇌H₂F⁺＋ClO₄^-

一价的氟化物均易溶于氟化氢；二价的氟化物 ${\ce {SrF2}}$ 、 ${\ce {BaF2}}$ 、 ${\ce {PbF2}}$ 溶解度稍大， ${\ce {CaF2}}$ 、 ${\ce {CdF2}}$ 、 ${\ce {HgF2}}$ 溶解度稍小；三价的氟化物 ${\ce {SbF3}}$ 溶解度稍小；其余二至四价金属的氟化物均难溶。