氢 氟[fú] 酸（英文名称：Hydrofluoric Acid）是 氟化氢 的水溶液，为 弱酸 ，是一种 混合物 。氢氟酸为清澈、无色、发烟的液体， 有刺鼻气味，极易挥发，可以与水混溶。 氢氟酸毒性和腐蚀性极强，能强烈腐蚀含硅物料，也会腐蚀大多数常见金属，生成易燃易爆气体。 与许多化合物会发生剧烈反应，具有着火和爆炸的危险。与碱激烈反应。 随着中国氢氟酸产业的发展，2004年之后氢氟酸相关专利申请量迅速增长，2011年年申请量达到27件。工业上制备氢氟酸的方法有硫酸法、氟硅酸法、石灰法、布什法和火焰水解法，其中一般采用硫酸分解萤石的方式来生产氢氟酸。 实验室一般用 萤石 （主要成分为 氟化钙 ）和 浓硫酸 来制取，需要密封在塑料瓶中，并保存于阴凉处。
氢氟酸可以用于 提纯 石墨矿 精矿； 作为试剂分解地质试样测定硅； 用作清洗剂，可以用来清洗 不锈钢 和除去金属表面 氧化物 等； 在化工领域可以用于有机或 无机化合物 氟化物 的制造； 可以浸蚀玻璃，用于玻璃仪表刻度、玻璃器皿和镜子刻花刻字，以及玻璃器皿的抛光，磨砂和一般灯泡的处理；在炼油 烷[wán] 基化工艺中作催化剂。 氢氟酸还可以用于半导体（锗、硅）的制造。
氢氟酸对皮肤有强烈的腐蚀作用，能穿透皮肤向深层渗透，形成坏死和溃疡，且不易治愈。氢氟酸也可经皮肤吸收而引起严重中毒。眼接触高浓度氢氟酸可引起角膜穿孔。吸入蒸气后重者可导致 肺水肿 。 长期接触可发生呼吸道慢性炎症，引起 牙周炎 、氟骨病。
相关历史
1768年， 德国 化学家 马格拉夫 （Marggraf）在研究 萤石 的时候发现了氢氟酸。1771年化学家舍勒用曲颈甑加热萤石和硫酸的混合物反应生成氢氟酸，他还发现玻璃瓶内壁被腐蚀。直到1819年仍然无法分离出无水氢氟酸，只是阐明了氢氟酸与玻璃的反应原理。1810年，法国物理学、化学家安培，根据氢氟酸性质的研究指出，其中可能含有一种与氯元素相似的元素；化学家戴维的研究，也得出同样的看法。安培建议把它命名为“Fluor”。词源来自于拉丁文、法文，原意为“流动”，最后，因为氟元素来自于萤石，于是将其命名为“Fluorine”。 1886年6月， 法国 化学家 亨利·莫瓦桑 （Henri Moissan，1852~1907） 蒸馏 氟氢酸钾以制取无水氟化氢，在铂金制的U形管中用铂铱合金做电极，用 氟化钙 制的螺旋冒盖紧管口，整个容器浸在-23°C的冷冻液中进行 电解 ，首次从氢氟酸中分离出单质氟，同时揭示出萤石是由钙元素和氟元素组成的矿物。 美国在1931年开始生产无水氟化氢，中国于1959年开始工业化生产。
氢氟酸最初只用于玻璃蚀刻、抛光、除垢，仅少量生产。20世纪30年代氟化氢首次大批量生产用于金属铝的生产及氟氯烷烃类制冷剂的生产；第二次世界大战期间，它还作为烷烃催化剂用于航空汽油生产，以及通过制备氟气来生产挥发性的UF6。到20世纪40年代初期，无水氟化氢在氟利昂以及烷基化催化剂、 铀[yóu] 加工中应用以后，需要量才大大增加，生产发展进一步加快。无水氟化氢还是制造元素氟的唯一原料。到70年代中期，世界氢氟酸总生产能力已达1Mt。70年代后期由于环境保护限制和 化学工程 的发展，降低了 氟化物 的消耗，使无水氟化氢和氢氟酸发展缓慢，至今生产能力仍维持在70年代中期水平。从20世纪70年代开始，以日本为布局国的氢氟酸专利申请大量增加，除日本自身的专利申请量以外，其他国家在日本也有大量的专利申请，这使得日本在布局国的排名上超越美国成为第一。1973年，ZawadzkiB等提出一种采用硫酸分解氟硅酸来制备无水氢氟酸的方案；从1984年开始出现以中国为布局国的氢氟酸相关专利申请。
应用领域
化工领域
氢氟酸可以用于有机或 无机化合物 氟化物 的制造。
无机氟化物
在制铝工业中，氢氟酸的主要用途是制造无机氟化合物，其中 氟化铝 和人造 冰晶石 用量最大。氢氟酸还可用于制造 氟化钠 、 氟化氢钠 、 三氟化硼 、 氟化亚锡 、六氟化铀、氟化镁等。在铀加工中，每吨U 2 O 8 约需0.43t氢氟酸。
有机氟化物
无水 氟化氢 的还可以用来生产有机 氯氟碳化合物 ，工业上广泛应用氟置换 卤代烃 中的氯制取氯氟烃，其中最重要的是 甲烷 和 乙烷 的 卤代物 。如一 氟三氯甲烷 、 二氟二氯甲烷 、 二氟一氯甲烷 、 三氟三氯乙烷 、 四氟 二氯乙烷 、 五氟一氯乙烷 。这些产品均可用于 致冷剂 ，气雾剂，工业上还用作金属机件清洗剂和聚氨 、聚苯 乙烯 、 聚乙烯 等 泡沫塑料 的 发泡剂 以及 有机氟聚合物 F4 等的原料。长链的碳 氟化物 还可生产 表面活性剂 ，用于制造纺织品和皮革的防污剂。
蚀刻剂
氢氟酸具有腐蚀玻璃的特性，应用于玻璃仪表刻度标注、玻璃器皿及镜子的刻花刻字工艺，同时用于玻璃器皿的抛光、磨砂处理，一般灯泡加工，显微镜载玻片制备及光学元件加工，亦可用于玻璃清洁。加拿大金刚石钻进协会曾对不同氢氟酸混合液进行试验，发现无论何种混合液，蚀刻作用会在4小时内停止，且4%的氢氟酸溶液能在玻璃上产生最清楚的蚀痕。室温下，氢氟酸去除厚度为10 μm的玻璃包覆层的时间大约为150 s。此外，在晶体管制作工艺中，可在硅的SiO₂掩膜上用氢氟酸蚀刻出小孔，使杂质通过小孔扩散到硅材料中形成n型区域与p型区域；还可用于微丝表面玻璃包覆层的去除。以磨砂玻璃为例：磨砂玻璃又称为毛玻璃，是将平板玻璃的表面经机械喷砂、手工研磨或氢氟酸溶蚀等方法处理成均匀的毛面，具有透光而不透明的特点。由于光线通过磨砂玻璃后形成漫反射，光线不刺眼，具有避免炫目的优点。
清洗剂
氢氟酸可用做 不锈钢 的清洗剂，用来除去金属表面的 氧化物 ，增加不锈钢的耐腐蚀能力。氢氟酸是一种弱的 无机酸 ，对金属腐蚀性低于 硫酸 、 盐酸 。氢氟酸常温除硅垢、铁垢的能力强。可清洗 奥氏体不锈钢 ，不会产生 应力 腐蚀，清洗时间短，清洗效率高， 表面状态 好。但氢氟酸对 铸铁 、钛等金属腐蚀严重，对铝等钝态金属易引起点蚀。用氢氟酸清洗污染较严重，可与盐酸、 硝酸 混合使用，
半导体
氢氟酸可以用于半导体（锗、硅）的制造。 例如用来制备多孔硅：将 硅片 浸入氢氟酸和 氧化剂 （如 硝酸 、NaNO 2 或CrO 3 ）的混合溶液中，室温下对硅片进行腐蚀，可以在c-Si（ crystal- Si）表面形成薄膜。这种方法可以得到与 阳极 腐蚀法同样发光的样品。为了加快反应速度，可加以适当的光照。
制冷剂
氢氟酸可以用于制作 氟利昂 致冷剂 。氟利昂冷气机内盛放氟利昂F12致冷剂，这种致冷剂是由 四氯化碳 与 无水 氟化氢 组成的，并生成 二氯二氟甲烷 。
炼油
在炼油生产中采用催化剂，可以提高成品油收率和改善产品质量，如催化裂化、铂重整、烷基化等工艺都属于催化加工。催化剂绝大多数是一些金属或金属 氧化物 ，如铂、 、 硅酸铝 等。每一种 催化 工艺都有各自的催化剂，如催化裂化使用硅酸铝，催化重整使用铂，烷基化则以硫酸或氢氟酸作催化剂，使丁烷和丁烯等组分通过烷基化反应制取高辛烷值汽油。
提纯石墨精矿
氢氟酸可浸出与石墨鳞片连生的微小硅酸盐矿物，而石墨留在浸出渣中。操作时，将石墨精矿与水按一定比例混合制浆，然后将矿浆与按灰分含量确定的氢氟酸或能够产生氢氟酸作用的稀酸-氟化物和氟化铵盐体系预热后一起加入到带搅拌器的反应器中，待充分润湿后计时搅拌，反应温度由恒温器控制，在反应器中浸出24h，到达指定时间后脱除多余酸液，滤液循环使用，浸出矿浆用 氢氧化钠 中和，经过滤、洗涤、脱水、烘干，产出 固定碳含量 大于99%的超纯或高纯石墨精矿。
地质试样分解
在一定的体积内，氢氟酸- 氟硅酸 水形成 沸点 为116℃的恒沸三元体系，此时硅定量保留在溶液里，从而建立了用氢氟酸溶样 滴定法 测定硅的分析方法。在地质试样分解中，单独使用氢氟酸的情况并不常见，氢氟酸一般是与高沸点酸联用。如氢氟酸可以与 硝酸 、 高氯酸 、 硫酸 或磷酸混合使用，用于分解 硅酸盐 、 磷矿石 、银矿石、 石英 、铌矿石、富铝矿石等试样。氢氟酸与高氯酸共同使用还可分解 长石 、云母、石英、 磁铁矿 、 绿柱石 和 黄铁矿 等矿物。
毒性
毒理学资料
鼠致死剂量LD 50 ＝80mg/kg，半数致死浓度LC 50 ＝1276ppm。
急性毒性
豚鼠类 在40mg/m 3 浓度下2小时死亡，25mg/m 3 作用6小时也死亡。兔的耐受性较豚鼠为高，在1500mg/m 3 高浓度下作用5分钟，部分兔死亡。1000mg/m 3 及较低浓度作用30分钟，浓度低于100mg/m 3 作用5小时，24.5mg/m 3 浓度下作用41小时兔均未死亡。
慢性毒性
豚鼠、兔每日吸入8mg/m 3 6小时，历时30天，均出现明显慢性中毒；而2.5mg/m 3 受试动物未见病变。在3.3~42mg/m 3 的浓度下（平均20mg/m 3 ）1~5.5个月，见粘膜刺激、体重迅减、食欲丧失、呼吸困难、部分动物死亡。 豚鼠类 、兔、猴吸入15mg/m 3 ，每天6~7个小时，染毒50次，除不同中毒征象外，豚鼠生长稍迟缓，兔及猴红细胞有极微改变。
中毒机理
氢氟酸对皮肤有强烈的刺激性和腐蚀性、渗透作用强。氢氟酸中的氢离子对人体组织有脱水和腐蚀作用，而氟是最活泼的 非金属元素 之一。皮肤与氢氟酸接触后。氟离子不断解离而渗透到深层组织，溶解细胞膜，造成表皮、真皮、皮下组织乃至肌层液化坏死。氟离子还可干扰烯醇化酶的活性，使皮肤 细胞 摄氧能力受到抑制。
临床表现
皮肤损害程度与氢氟酸浓度、接触时间、接触部位及处理方法有关。浓度越高，接触时间越长，受害组织越柔软或致密，作用就越迅速而强烈。接触30%以上浓度的氢氟酸，疼痛和皮肤损伤会立即发生。接触低浓度氢氟酸后，通常经数小时才开始出现疼痛及皮肤灼伤症状。局部皮肤损伤初期表现为红斑，随后发展为伴有红晕的白色水肿（可出现 水痘 、苍白 肿胀 ），继而变为淡青灰色坏死，而后复以棕褐色或黑色厚痂，脱痂后形成难以愈合的深溃疡。手指部位损伤常发展为大疱，甲板多同时受累，表现为甲床与甲周红肿。严重时可出现甲下水疱，导致甲床与甲板分离。高浓度氢氟酸灼伤多呈现进行性坏死特征，溃疡愈合过程缓慢。病情严重者可累及局部骨骼，以指骨受累最为常见，表现为指间关节狭窄、关节面粗糙。氢氟酸雾化可引起皮肤瘙痒及皮炎。剂量大时也可造成皮肤、胃肠道和呼吸道黏膜的灼伤。眼接触高浓度氢氟酸后，会出现局部剧痛，并迅速形成白色假膜样混浊，如处理不及时，可引起角膜穿孔。
理化性质
物理性质
氢氟酸是 氟化氢 的 水溶液 ，为无色澄清的液体，有刺鼻气味。在最高浓度时（40% HF溶液），其密度约为1.18 g/cm³，该密度值适用于工业级氢氟酸和电子级氢氟酸；它可与水、醇类、醚类等溶剂混溶，不溶于苯等有机溶剂；且具有较高的挥发性，露置空气中冒白烟。
例如含量为70%的氟化氢水溶液，其密度为1.23g/cm 3 ， 熔点 为-69℃， 沸点 为66.4℃。
从HF-H 2 O系统的熔化图可以看出氢氟酸有三种水合 晶体 ，分别为HF-H 2 O、2HF-H 2 O和4HF-H 2 O。
化学性质
氢氟酸为 弱酸 ，但毒性和腐蚀性极强。 与许多化合物发生剧烈反应，具有着火和爆炸的危险。与碱激烈反应，腐蚀大多数常见金属，生成易燃易爆气体。浸蚀玻璃、某些形式的塑料、橡胶和 涂层 。
解离
氢氟酸为弱酸，但随着浓度的增加酸性逐渐增强， pKa=3.19。在稀溶液中氢氟酸微离解成离子，在较浓的溶液中，氢氟酸发生 聚合作用 而生成HF 2 分子，它离解为：
与金属反应
氢氟酸与活泼金属（如钾、钠）反应，均能放出 氢气 ，并生成相应的 氟化物 。
与碱反应
氢氟酸与碱反应，生成水和相应的氟化物或氟的配合 酸盐 。
与氧化物反应
氢氟酸易于腐蚀很多其他酸都不能腐蚀的含 二氧化硅 的玻璃。生成的 四氟化硅 易挥发，且四氟化硅可以继续和过量的氢氟酸作用生成氟硅酸，氟硅酸是一种二元强酸。
与非金属单质反应
氢氟酸与硅单质反应，生成 氢气 和 四氟化硅 。
制备方法
硫酸法
用硫酸分解 氟化钙 （主要成分为CaF 2 ）得 氟化氢 气体，然后用水吸收制得氢氟酸。其反应式如下：
将 萤石 粉碎，在铁制转窑中加入硫酸，进行 加热反应 ，生成氟化氢。冷却后使混入的硫酸冷凝除去。在 吸收塔 内用水洗收得到氢氟酸。转窑虽是铁制的，但因生成的 石膏 复盖了内面，减少了氢氟酸的腐蚀。
氟硅酸法
先将 四氟化硅 气体与循环的 氟化铵 溶液反应，生成 氟硅酸铵 ：
再次用氨中和，生成 二氧化硅 沉淀和氟化 :
过滤除去沉淀的 二氧化硅 ，得到 氟化铵 溶液。除留足循环用量外，多余部分在140℃~150℃浓缩，然后在170℃~180℃用 硫酸 分解得 无水 氟化氢 和 硫酸氢铵 。无水氟化氢经水吸收后得到氢氟酸。
石灰法
将磷酸副产的20% 氟硅酸 溶液夜与 氢氧化钙 于70℃~75℃进行 中和反应 ，生成 氟化钙 ：
产物经过滤、造粒后送入转窑，通入蒸汽加热至1050℃，发生下述反应生成氟化氢：
氟化氢 经水吸收后得到氢氟酸。
布什法
将 磷肥厂 洗涤废气得到的 氟硅酸 浓缩并气化为HF-SiF 4 -H 2 O 混合物 ，然后用 多元醇 有机 溶剂 选择吸收 氟化氢 ，经真空蒸发从溶剂中解吸氟化氢后， 液化 、再经两级精馏 提纯 得 无水 氟化氢。无水氟化氢经水吸收后得到氢氟酸。
火焰水解法
四氟化硅用氢或烃火焰在1100℃以上水解可得二氧化硅和氟化氢。气体中约有70%~85%（以元素氟计）转化为氟化氢，用稀的氢氟酸吸收，经浓硫酸脱水可得无水氟化氢。无水 氟化氢 经水吸收后得到氢氟酸。
其他
工业上也可以用磷 石灰 和氟磷石灰来制备氢氟酸。在其湿法分解过程中的副产物中存在氟化氢，氟化氢经水吸收后得到氢氟酸。
安全事宜
安全标志
健康危害
氢氟酸对皮肤有强烈的腐蚀作用，能穿透皮肤向深层渗透，形成坏死和 溃疡 ，且不易治愈。眼接触高浓度氢氟酸可引起角膜穿孔。接触其蒸气，可发生 支气管炎 、 肺炎 等。长期接触可发生 呼吸道 慢性炎症，引起 牙周炎 、氟骨病。
防护措施
可能接触其烟雾时，佩戴自吸过滤式防毒面具（全面罩）或空气呼吸器。紧急事态抢救或撤离时，建议佩戴氧气呼吸器；穿橡胶耐酸碱服；戴橡胶耐酸碱手套。工作现场禁止吸烟、进食和饮水，保持良好卫生习惯。操作注意事项中补充密闭操作、注意通风，尽可能机械化、自动化，操作人员必须经过专门培训并严格遵守操作规程。工作后，淋浴更衣。单独存放被毒物污染的衣物，洗后再用。
急救处理
皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗至少15分钟并就医。
眼睛接触：立即提起眼脸，用流动清水或 生理盐水 冲洗至少15min。滴入2～3滴局部麻醉眼药，可减轻疼痛。同时送眼科诊治。
吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处，保持呼吸道通畅，呼吸困难时给输氧，不可进行人工呼吸（可能导致进行人工呼吸者本人吸入氟化氢气体），给予2%～4%碳酸氢钠溶液雾化吸入，就医。
食入：误服者给饮牛奶或蛋清，立即就医。
泄露处理
氢氟酸发生泄漏时，操作人员须戴好防毒面具、护目镜与手套，用 碳酸氢钠 或 苏打 灰与 氢氧化钙 混合物 （1:1）覆盖溢漏物，必要时可加水搅成浆状再收集起来，并用苏打溶液冲洗污染区域；亦可将地面洒上苏打、 石灰 ，再用水冲洗，经稀释的洗水排入 废水 系统。
贮存运输
贮运氢氟酸时，要用铜、铁，混凝土或木制的槽罐内衬橡胶、铅、 聚氟乙烯 、 聚乙烯 等。贮放在阴凉地方，严禁烟火。因 氟化氢 反应性强，运输时要注意检查，小心移动，避免日光照射。