플루오르화수소

플루오르화수소
이름
	기타 이름 불소
식별자
CAS 번호	7664-39-3 ;
3D 모델(JSmol)	인터랙티브 이미지;
체비	CHEBI:29228 ;
켐스파이더	14214 ;
ECHA 정보 카드	100.028.759
케그	C16487 ;
PubChem CID	16211014;
RTECS 번호	MW7875000;
유니	RGL5YE86CZ ;
UN 번호	1052
CompTox 대시보드 (EPA )	DTXSID1049641 ;
	인치 InChI=1S/FH/h1H 키: KRHYFGTYWZRS-UHFFFAOYSA-N ; InChI=1/FH/h1H 키: KRHYFGTYWZRS-UHFFFAOYAC;
	미소 F;
특성.
화학식	고주파
몰 질량	20.006 g/g−1/g
외모	무색 가스 또는 무색 액체(19.5°C 미만)
냄새	불쾌하군요
밀도	1.15g/L, 가스(25°C); 0.99g/mL, 액체(19.5°C); 1.663g/mL, 솔리드(-125°C)
녹는점	-83.6°C(-118.5°F, 189.6K)
비등점	19.5 °C (67.1 °F, 292.6 K)
물에 녹는 정도	완전히 혼재하다(완전 혼재하다)
증기압	783mmHg(20°C)
산도(pKa)	3.17 (물속), 15 (DMSO 단위)
켤레산	플루오로늄
켤레 기저	플루오르화물
굴절률(nD)	1.00001
구조.
분자형상	선형
쌍극자 모멘트	1.86 D
열화학
표준 어금니; 엔트로피 (So298)	8.687 J/g K(가스)
표준 엔탈피/; 형성 (δHf⦵298)	- 13.66 kJ/g (가스); - 14.99 kJ/g (액체)
위험 요소
	산업안전보건(OHS/OSH):
주요 위험 요소	매우 독성이 있고 부식성이 있습니다.자극적이야.
	GHS 라벨링:
픽토그램
신호어	위험.
위험 경고문	H300+H310+H330, H314
주의사항	P260, , , , , , , , , , , , , , , , , ,,
NFPA 704(파이어 다이아몬드)	4 0 1
플래시 포인트	없음.
	치사량 또는 농도(LD, LC):
LC50(중간 농도)	1,276ppm (rat, 1시간); 1774ppm (표준, 1시간); 4327ppm (피그, 15분)
LCLo(최저 공개)	313ppm (표준, 7시간)
	NIOSH(미국 건강 노출 제한):
PEL(허용)	TWA 3 장 / 분
REL(권장)	TWA 3ppm (2.5mg/m3) C 6ppm (5mg/m3) [15분]
IDLH(즉시 위험)	30 장 / 분
관련 화합물
기타 음이온	염화수소; 브롬화수소; 요오드화 수소; 아스타타이드 수소
기타 캐티온	플루오르화나트륨; 플루오르화칼륨; 플루오르화 루비듐; 플루오르화 세슘
관련 화합물	물.; 암모니아
	달리 명시되지 않은 한 표준 상태(25°C[77°F], 100kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공됩니다. Yverify(이란?) 정보 상자 참조

플루오르화수소(불화수소)는 화학식을 가진 무기화합물이다. HF . 이 무색의 가스 또는 액체는 불소의 주요 산업 공급원이고, 종종 불산이라고 불리는 수용액으로 사용됩니다.폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)과 같은 의약품과 폴리머를 포함한 많은 중요한 화합물을 제조하는 데 중요한 원료입니다.HF는 석유화학 산업에서 초산의 성분으로 널리 사용된다.불화수소는 다른 할로겐화수소보다 훨씬 높은 실온에서 끓는다.

플루오르화수소는 매우 위험한 기체로 습기와 접촉하면 부식성 불산을 형성하고 투과한다.이 가스는 또한 각막이 빠르게 파괴됨으로써 실명을 야기할 수 있다.

역사

1771년 칼 빌헬름 쉴레는 불산이라는 수용액을 대량으로 준비했지만, 불산은 그 이전에 유리 산업에서 알려져 있었다.프랑스 화학자 에드몽 프레미(1814–1894)는 불소를 분리하려다 무수불화수소(HF)를 발견한 것으로 알려져 있다.

구조 및 반응

The structure of chains of HF in crystalline hydrogen fluoride.

HF는 이원자 분자이지만 비교적 강한 분자간 수소 결합을 형성한다.고체 HF는 지그재그 모양의 HF 분자로 구성됩니다.95pm의 짧은 H-F 결합을 가진 HF 분자는 ^[4]155pm의 분자간 H-F 거리로 인접 분자와 연결된다.액체 HF는 또한 HF 분자의 사슬들로 구성되지만, 사슬은 평균 5개에서 6개의 ^[5]분자들로만 구성되어 있어 더 짧습니다.

다른 할로겐화수소와의 비교

플루오르화수소는 -85°C(-120°F)와 -35°C(-30°^[6]^[7]^[8]F) 사이에서 끓는 더 무거운 할로겐화수소와 달리 20°C까지 끓지 않는다.HF 분자 간의 이러한 수소 결합은 액체상에서는 높은 점도를 발생시키고 기체상에서는 예상보다 낮은 압력을 발생시킵니다.

수용액

HF는 물과 혼합될 수 있습니다(비례에 관계없이 용해).반면, 다른 할로겐화수소는 물에서 용해도 제한이 있다.플루오르화수소는 m.p.와 일수화물^.₂ HFHO를 형성한다.-40°C(-40°F)로 순수 ^[9]HF의 용해점보다 44°C(79°F) 높습니다.

HF와₂ HO의 유사점
	$graph showing humps of melting temperature, most prominent is at HF 50% mole fraction$
할로겐화수소(파란색)와 칼코게나이드수소(빨간색)의 비등점: HF 및₂ HO 파괴 경향.	HF/HO₂ 혼합물의 응고점: 화살표는 고체 상태의 화합물을 나타낸다.

HF 수용액은 불산이라고 불린다.플루오르화수소산은 희석 시 수소결합이온쌍[HO₃⁺·F⁻]이 형성되어 다른 하이드로할산과는 달리 약한 산처럼 작용한다.그러나 이온 쌍 대신 2불화 음이온이 우세하기 때문에 농축 용액은 강한 산이다.액체 무수 HF에서는 자가 이온화가 발생합니다.^[10]^[11]

3 HF † HF₂⁺ + HF-2

극산성 액체를 형성한다( $H 0$ $= -15.1$ ).

루이스산과의 반응

물과 마찬가지로, HF는 루이스산과 반응하여 초산을 생성하면서 약한 염기로 작용할 수 있습니다.펜타플루오르화 안티몬(SbF₅)에 의해 -21의 해밋산도함수(H₀)를 얻어 플루오로안티몬산을 ^[12]^[13]형성한다.

생산.

플루오르화수소는 일반적으로 황산과 순수 등급의 플루오르화 ^[14]광물 사이의 흡열 반응에 의해 생성됩니다.

CaF₂ + HSO₂₄ → 2 HF + CaSO₄

제조된 HF의 약 20%는 헥사플루오로실산을 생성하는 비료 생산의 부산물이다.이 산은 열적 및 가수분해에 의해 HF를 방출하기 위해 분해될 수 있습니다.

HSiF₂₆ → 2 HF + SiF₄

SiF₄ + 2₂ HO → 4 HF + SiO₂

사용하다

일반적으로 무수불화수소는 수용액인 불산보다 산업적으로 더 흔하다.주요 용도는 톤수 기준으로 유기 불소 화합물의 전구체 및 알루미늄 전기 ^[14]분해를 위한 빙결석의 전구체입니다.

유기불소화합물 전구체

HF는 클로로카본과 반응하여 불소탄소를 생성한다.이 반응의 중요한 적용 분야는 테트라플루오로에틸렌(TFE)의 생산이며, 테트라플루오로에틸렌의 전구체이다.클로로포름은 HF에 의해 불소화되어 클로로디플루오로메탄(R-22)^[14]을 생성한다.

CHCl₃ + 2 HF → CHClF₂ + 2 HCl

클로로디플루오로메탄(550-750°C)의 열분해는 TFE를 산출한다.

HF는 유기화합물의 전기화학적 불소화 반응성 용매입니다.이 접근법에서 HF는 탄화수소의 존재 하에서 산화되며 불소는 C–H 결합을 C–F 결합으로 대체한다.과불화카르본산 및 술폰산을 제조한다.^[15]

수은을 ^[15]촉매로 하여 아세틸렌에 HF를 첨가하여 1,1-디플루오로에탄을 제조한다.

HC-CH + 2 HF → CHCHF₃₂

이 공정의 중간체는 플루오르화 비닐 또는 플루오르화 비닐의 단량체 전구체인 플루오로에틸렌이다.

금속 불소 및 불소의 전구체

알루미늄의 전기로잉은 녹은 빙정암에서 플루오르화 알루미늄의 전기 분해에 의존합니다.생산된 Al 1톤당 수 킬로그램의 HF가 소비됩니다.육불화우라늄을 포함한 다른 금속 불화물은 ^[14]HF를 사용하여 생산된다.

HF는 HF 용액과 이플루오르화칼륨 용액의 전기분해로 원소 불소 F의₂ 전구체이다.이플루오르화칼륨은 무수 HF는 전기를 전도하지 않기 때문에 필요합니다.연간 ^[16]수천 톤의 F가₂ 생산된다.

촉매

HF는 정유소의 알킬화 과정에서 촉매 역할을 합니다.세계 대부분의 리니어 알킬 벤젠 생산 시설에서 사용되고 있습니다.이 공정은 n-파라핀을 올레핀으로 탈수소시킨 후 HF를 촉매로 사용하는 벤젠과의 후속 반응을 포함한다.예를 들어 정유 공장에서는 고옥탄 가솔린(가솔린) 성분인 "알킬레이트"가 알킬화 단위로 생성되며, 알킬화 단위는 C₄, C 올레핀과 이소 부탄을 ^[14]결합한다₃.

용제

불화수소는 뛰어난 용제이다.수소 결합에 참여하는 HF의 능력을 반영하여 단백질과 탄수화물도 HF에서 용해되어 회수할 수 있다.반면, 대부분의 비불화 무기 화학 물질은 ^[17]용해되지 않고 HF와 반응한다.

건강에 미치는 영향

고주파 화상, 하루가 지나야 알 수 있습니다.

불화수소는 부식성이 매우 강하고 강력한 접촉 독극물이다.노출은 즉각적인 의사의 ^[18]치료가 필요합니다.그것은 각막을 빠르게 파괴함으로써 실명을 야기할 수 있다.플루오르화수소를 높은 수치로 들이마시거나 피부 접촉과 함께 호흡하면 불규칙한 심장박동 또는 폐부종(^[18]폐에 액체가 축적됨)으로 사망할 수 있습니다.

레퍼런스

^ ^a ^b ^c ^d NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. "#0334". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
^ Evans, D. A. "pKa's of Inorganic and Oxo-Acids" (PDF). Retrieved June 19, 2020.
^ ^a ^b "Hydrogen fluoride". Immediately Dangerous to Life or Health Concentrations (IDLH). National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
^ Johnson, M. W.; Sándor, E.; Arzi, E. (1975). "The Crystal Structure of Deuterium Fluoride". Acta Crystallographica. B31 (8): 1998–2003. doi:10.1107/S0567740875006711.
^ McLain, Sylvia E.; Benmore, C. J.; Siewenie, J. E.; Urquidi, J.; Turner, J. F. (2004). "On the Structure of Liquid Hydrogen Fluoride". Angewandte Chemie International Edition. 43 (15): 1952–55. doi:10.1002/anie.200353289. PMID 15065271.
^ Pauling, Linus A. (1960). The Nature of the Chemical Bond and the Structure of Molecules and Crystals: An Introduction to Modern Structural Chemistry. Cornell University Press. pp. 454–464. ISBN 978-0-8014-0333-0.
^ Atkins, Peter; Jones, Loretta (2008). Chemical principles: The quest for insight. W. H. Freeman & Co. pp. 184–185. ISBN 978-1-4292-0965-6.
^ Emsley, John (1981). "The hidden strength of hydrogen". New Scientist. 91 (1264): 291–292. Retrieved 25 December 2012.
^ Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. (1998). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Oxford: Butterworth Heinemann. pp. 812–816. ISBN 0-7506-3365-4.
^ C. E. 하우스크로프트와 A. G. 샤프 무기화학, 페이지 221.
^ F.A. 코튼과 G.윌킨슨 고급 무기 화학, 111페이지
^ W. L. Jolly "현대 무기 화학" (McGraw-Hill 1984), 페이지 203.ISBN 0-07-032768-8.
^ F.A. 코튼과 G.Wilkinson, 고급 무기 화학 (제5판)존 와일리와 아들들: 뉴욕, 1988년.ISBN 0-471-84997-9. 페이지 109.
^ ^a ^b ^c ^d ^e J. Aigueperse, P. Mollard, D. Devilliers, M. Chemla, R. Faron, R. Romano, J. P. Cuer (2000). "Fluorine Compounds, Inorganic". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a11_307.{{cite encyclopedia}}: CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크)
^ ^a ^b G. Siegemund, W. Schwertfeger, A. Feiring, B. Smart, F. Behr, H. Vogel, B. McKusick (2005). "Fluorine Compounds, Organic". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a11_349.{{cite encyclopedia}}: CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크)
^ M. Jaccaud, R. Faron, D. Devilliers, R. Romano (2005). "Fluorine". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a11_293.{{cite encyclopedia}}: CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크).
^ 그린우드와 언쇼, "원소의 화학", 816-819페이지.
^ ^a ^b 플루오르화수소(불산)에 관한 사실

외부 링크

ATSDR의 플루오르화수소 및 플루오르화수소. 2019년 9월 30일 회수
CDC - 화학적 위험에 대한 NIOSH 포켓 가이드
독성물질 사용저감연구소의 플루오르화수소 팩트시트

[PGCH-1] NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. "#0334". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).

[2] Evans, D. A. "pKa's of Inorganic and Oxo-Acids" (PDF). Retrieved June 19, 2020.

[IDLH-3] "Hydrogen fluoride". Immediately Dangerous to Life or Health Concentrations (IDLH). National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).

[4] Johnson, M. W.; Sándor, E.; Arzi, E. (1975). "The Crystal Structure of Deuterium Fluoride". Acta Crystallographica. B31 (8): 1998–2003. doi:10.1107/S0567740875006711.

[5] McLain, Sylvia E.; Benmore, C. J.; Siewenie, J. E.; Urquidi, J.; Turner, J. F. (2004). "On the Structure of Liquid Hydrogen Fluoride". Angewandte Chemie International Edition. 43 (15): 1952–55. doi:10.1002/anie.200353289. PMID 15065271.

[Pauling_HF_hydrogen_bonds-6] Pauling, Linus A. (1960). The Nature of the Chemical Bond and the Structure of Molecules and Crystals: An Introduction to Modern Structural Chemistry. Cornell University Press. pp. 454–464. ISBN 978-0-8014-0333-0.

[Atkins_HF-7] Atkins, Peter; Jones, Loretta (2008). Chemical principles: The quest for insight. W. H. Freeman & Co. pp. 184–185. ISBN 978-1-4292-0965-6.

[New_Scientist_HF-8] Emsley, John (1981). "The hidden strength of hydrogen". New Scientist. 91 (1264): 291–292. Retrieved 25 December 2012.

[9] Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. (1998). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Oxford: Butterworth Heinemann. pp. 812–816. ISBN 0-7506-3365-4.

[10] C. E. 하우스크로프트와 A. G. 샤프 무기화학, 페이지 221.

[11] F.A. 코튼과 G.윌킨슨 고급 무기 화학, 111페이지

[Jolly-12] W. L. Jolly "현대 무기 화학" (McGraw-Hill 1984), 페이지 203.ISBN 0-07-032768-8.

[Cotton_109-13] F.A. 코튼과 G.Wilkinson, 고급 무기 화학 (제5판)존 와일리와 아들들: 뉴욕, 1988년.ISBN 0-471-84997-9. 페이지 109.

[AigueperseMollard2000-14] J. Aigueperse, P. Mollard, D. Devilliers, M. Chemla, R. Faron, R. Romano, J. P. Cuer (2000). "Fluorine Compounds, Inorganic". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a11_307.{{cite encyclopedia}}: CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크)

[Ullmann-15] G. Siegemund, W. Schwertfeger, A. Feiring, B. Smart, F. Behr, H. Vogel, B. McKusick (2005). "Fluorine Compounds, Organic". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a11_349.{{cite encyclopedia}}: CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크)

[16] M. Jaccaud, R. Faron, D. Devilliers, R. Romano (2005). "Fluorine". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a11_293.{{cite encyclopedia}}: CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크).

[17] 그린우드와 언쇼, "원소의 화학", 816-819페이지.

[emergency.cdc.gov-18] 플루오르화수소(불산)에 관한 사실

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