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| 名前 | |||
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| その他の名前
フルオラン
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3Dモデル（JSmol）
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| チェビ |
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.028.759 | ||
| ケッグ |
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パブケム CID
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| RTECS番号 |
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| ユニ |
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| 国連番号 | 1052 | ||
CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |||
| HF | |||
| モル質量 | 20.006 グラムモル−1 | ||
| 外観 | 無色の気体または無色の液体（19.5℃以下） | ||
| 臭い | 不快 | ||
| 密度 | 1.15 g/L、気体（25 °C） 、0.99 g/mL、液体（19.5 °C） 、1.663 g/mL、固体（–125 °C） | ||
| 融点 | −83.6 °C (−118.5 °F; 189.6 K) | ||
| 沸点 | 19.5 °C (67.1 °F; 292.6 K) | ||
| 混和性（液体） | |||
| 蒸気圧 | 783 mmHg（20℃）[1] | ||
| 酸性度（p Ka） | 3.17（水中）
15（DMSO中）[2] | ||
| 共役酸 | フルオロニウム | ||
| 共役塩基 | フッ化物 | ||
屈折率( n D )
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1.00001 | ||
| 構造 | |||
| リニア | |||
| 1.86デイ | |||
| 熱化学 | |||
標準モル
エントロピー ( S ⦵ 298 ) |
8.687 J/g K (ガス) | ||
標準生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 ) |
−13.66 kJ/g (ガス) −14.99 kJ/g (液体) | ||
| 危険 | |||
| 労働安全衛生（OHS/OSH）： | |||
主な危険
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非常に有毒、腐食性、刺激性がある | ||
| GHSラベル: | |||
  
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| 危険 | |||
| H300+H310+H330、H314 | |||
| P260、P262、P264、P270、P271、P280、P284、P301+P310、P301+P330+P331、P302+P350、P303+P361+P353、P304+P340、P305+P351+P338、P310、P320、P321、P322、P330、P361、P363、P403+P233、P405、P501 | |||
| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |||
| 引火点 | なし | ||
| 致死量または濃度（LD、LC）： | |||
LD 50 (平均投与量)
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17 ppm（ラット、経口） | ||
LC 50 (中央濃度)
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1276 ppm（ラット、1時間） 1774 ppm（サル、1時間） 4327 ppm（モルモット、15分）[3] | ||
LC Lo (公表最低額)
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313 ppm（ウサギ、7時間）[3] | ||
| NIOSH（米国健康暴露限界）： | |||
PEL (許可)
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TWA 3 ppm [1] | ||
REL (推奨)
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TWA 3 ppm (2.5 mg/m 3 ) C 6 ppm (5 mg/m 3 ) [15分] [1] | ||
IDLH（差し迫った危険）
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30ppm [1] | ||
| 関連化合物 | |||
その他の陰イオン
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塩化水素 臭化水素 ヨウ化水素 アスタチン酸水素 | ||
その他の陽イオン
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フッ化ナトリウム フッ化カリウム フッ化ルビジウム フッ化セシウム | ||
関連化合物
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水 アンモニア | ||
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
 確認する （何ですか ？）
 インフォボックス参照
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フッ化水素（フルオラン）は、化学式H Fの無機化合物です。これは非常に有毒な無色の気体または液体で、水に溶けてフッ化水素酸と呼ばれる水溶液を生成します。これは、多くの場合フッ化水素酸の形でフッ素の主な工業供給源であり、医薬品やポリマー（ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）など）を含む多くの重要な化合物の製造における重要な原料です。HFは、石油化学産業で超酸の成分としても広く使用されています。強力で広範な水素結合のため、HFは室温近くで沸騰し、他のハロゲン化水素よりもはるかに高くなります。
フッ化水素は極めて危険なガスで、水分と接触すると腐食性があり浸透性のあるフッ化水素酸を形成します。また、このガスは角膜を急速に破壊して失明を引き起こすこともあります。
歴史
1771年、カール・ヴィルヘルム・シェーレはフッ化水素酸の水溶液を大量に調製したが、それ以前にもガラス業界ではフッ化水素酸は知られていた。フランスの化学者エドモン・フレミ（1814年 - 1894年）は、フッ素を単離しようとしてフッ化水素（HF）を発見したとされている。
構造と反応
HFは気相では二原子分子です。液体のHFは比較的強い水素結合を形成するため、沸点が比較的高くなります。固体のHFは、HF分子のジグザグ鎖で構成されています。長さ95 pmの短いH–F共有結合を持つHF分子は、155 pmの分子間H–F距離で隣接する分子と結合しています。[4] 液体のHFもHF分子の鎖で構成されていますが、鎖は短く、平均でわずか5または6個の分子で構成されています。[5]
他のハロゲン化水素との比較
フッ化水素は、より重いハロゲン化水素が−85℃（−120℉）から−35℃（−30℉）の間で沸騰するのとは対照的に、20℃まで沸騰しません。[6] [7] [8]このHF分子間の水素結合により、液相では高い粘度が生じ、気相では予想よりも低い圧力が生じます。
水溶液
HFは水と混和する（どんな割合でも溶解する）。対照的に、他のハロゲン化水素は水への溶解度が限られている。フッ化水素は、融点が−40℃（−40℉）の一水和物HF・H 2 Oを形成し、これは純粋なHFの融点より44℃（79℉）高い。[9]
HFの水溶液はフッ化水素酸と呼ばれます。希薄なフッ化水素酸は、他のハロゲン化水素酸とは異なり、水素結合イオン対[ H 3 O + ·F − ] を形成するため弱酸のように振舞います。しかし、濃縮溶液はイオン対ではなくフッ化水素アニオンが優勢であるため強酸です。液体無水HFでは、自己イオン化が発生します。[10] [11]
- 3 HF ⇌ H 2 F + + HF−2
非常に酸性度の高い液体（H 0 = −15.1）を形成する。
ルイス酸との反応
水と同様にHFは弱塩基として作用し、ルイス酸と反応して超酸を生成する。ハメットの酸性度関数（H0）は−21で、五フッ化アンチモン（SbF5）と反応してフルオロアンチモン酸を形成する。 [ 12] [13]
生産
フッ化水素は、通常、硫酸と純粋な蛍石鉱物との反応によって生成されます。[14]
- CaF 2 + H 2 SO 4 → 2HF + CaSO 4
製造されるHFの約20%は肥料製造の副産物であり、ヘキサフルオロケイ酸を生成します。この酸は熱分解や加水分解によってHFに分解されます。
- H 2 SiF 6 → 2 HF + SiF 4
- SiF 4 + 2 H 2 O → 4 HF + SiO 2
使用
一般に、無水フッ化水素は、その水溶液であるフッ化水素酸よりも工業的に一般的です。トン数ベースでの主な用途は、有機フッ素化合物の前駆物質と、アルミニウムの電気分解のための氷晶石の前駆物質です。[14]
有機フッ素化合物の前駆体
HFはクロロカーボンと反応してフルオロカーボンを生成する。この反応の重要な用途は、テフロンの前駆体であるテトラフルオロエチレン（TFE）の製造である。クロロホルムはHFによってフッ素化され、クロロジフルオロメタン（R-22）を生成する： [14]
- CHCl 3 + 2 HF → CHClF 2 + 2 HCl
クロロジフルオロメタンの熱分解（550～750℃）によりTFEが生成されます。
HFは有機化合物の電気化学的フッ素化における反応性溶媒である。この方法では、HFは炭化水素の存在下で酸化され、フッ素がC–H結合をC–F結合に置き換える。この方法でパーフルオロカルボン酸とスルホン酸が生成される。 [15]
1,1-ジフルオロエタンは、水銀を触媒としてアセチレンにHFを加えることによって製造されます。 [15]
- HC≡CH + 2 HF → CH 3 CHF 2
このプロセスの中間体は、ポリフッ化ビニルのモノマー前駆体であるフッ化ビニルまたはフルオロエチレンです。
金属フッ化物およびフッ素の前駆体
アルミニウムの電解採取は、溶融氷晶石中のフッ化アルミニウムの電気分解に依存しています。生産されるアルミニウム1トンあたり数キログラムのHFが消費されます。四フッ化ウランを含む他の金属フッ化物もHFを使用して生産されます。[14]
HFは、HFとフッ化カリウムの溶液を電気分解することで生成される元素状フッ素（F2 ）の原料です。無水HFは電気を通さないため、フッ化カリウムが必要になります。毎年数千トンのF2が生産されています。[16]
触媒
HFは製油所のアルキル化プロセスで触媒として機能します。これは、世界中の設置済みの直鎖アルキルベンゼン製造施設の大部分で使用されています。このプロセスでは、 n-パラフィンをオレフィンに脱水素化し、その後HFを触媒として使用してベンゼンと反応します。たとえば、石油精製所では、高オクタン価ガソリン の成分である「アルキレート」がアルキル化ユニットで生成され、C 3およびC 4オレフィンとイソブタンが結合されます。[14]
溶媒
フッ化水素は優れた溶媒です。HFの水素結合能力を反映して、タンパク質や炭水化物もHFに溶解し、回収することができます。対照的に、ほとんどの非フッ素無機化学物質はHFと反応しますが、溶解しません。[17]
健康への影響
フッ化水素は腐食性が強く、接触すると強力な毒物となる。曝露した場合は直ちに医師の診察を受ける必要がある。[18]フッ化水素は角膜を急速に破壊し、失明を引き起こす可能性がある。高濃度のフッ化水素を吸入したり、皮膚に接触したりすると、不整脈や肺水腫（肺に水がたまる）により死に至る可能性がある。[18]
参考文献
- ^ abcd NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド。「#0334」。国立労働安全衛生研究所(NIOSH)。
- ^ Evans, DA「無機酸とオキソ酸のpKa」（PDF） 。 2020年6月19日閲覧。
- ^ ab 「フッ化水素」。生命または健康に直ちに危険となる濃度（IDLH）。米国国立労働安全衛生研究所（NIOSH）。
- ^ Johnson, MW; Sándor, E.; Arzi, E. (1975). 「フッ化重水素の結晶構造」. Acta Crystallographica . B31 (8): 1998–2003. doi :10.1107/S0567740875006711.
- ^ マクレーン、シルビア E.;コロラド州ベンモア。 JE、シエウェニエ。ウルキディ、J.ターナー、JF (2004)。 「液体フッ化水素の構造について」。アンゲワンテ・ケミー国際版。43 (15): 1952 ～ 1955 年。土井：10.1002/anie.200353289。PMID 15065271。
- ^ ポーリング、ライナス A. (1960)。化学結合の性質と分子と結晶の構造：現代構造化学入門。コーネル大学出版局。pp. 454–464。ISBN 978-0-8014-0333-0。
- ^ アトキンス、ピーター、ジョーンズ、ロレッタ (2008)。化学原理：洞察の探求。WHフリーマン＆カンパニー。pp. 184–185。ISBN 978-1097774678。
- ^ エムズリー、ジョン（1981年）。「水素の隠れた強さ」。ニューサイエンティスト。91 （1264）：291-292。2023年7月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年12月25日閲覧。
- ^ グリーンウッド、NN; アーンショウ、A. (1998)。元素の化学（第2版）。オックスフォード：バターワース・ハイネマン。pp. 812–816。ISBN 0-7506-3365-4。
- ^ C. E. HousecroftとA. G. Sharpe 『無機化学』221ページ。
- ^ F. A. CottonとG. Wilkinson 『Advanced Inorganic Chemistry』111ページ。
- ^ W. L. Jolly「現代無機化学 」（McGraw-Hill 1984）、p.203。ISBN 0-07-032768-8。
- ^ FA Cotton、G. Wilkinson著『Advanced Inorganic Chemistry（第5版）』John Wiley and Sons：ニューヨーク、1988年、ISBN 0-471-84997-9、p.109。
- ^ abcde J. Aigueperse、P. Mollard、D . Devilliers、M. Chemla、R. Faron、R. Romano、JP Cuer (2000)。「フッ素化合物、無機」。Ullmann 's Encyclopedia of Industrial Chemistry。Weinheim : Wiley-VCH。doi :10.1002/ 14356007.a11_307。ISBN 3527306730。
{{cite encyclopedia}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク) - ^ ab G. Siegemund、W. Schwertfeger、A. Feiring、B. Smart、F. Behr、H. Vogel、B. McKusick (2005)。 「フッ素化合物、有機」。ウルマンの工業化学百科事典。ワインハイム: ワイリー-VCH。土井：10.1002/14356007.a11_349。ISBN 978-3527306732。
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{{cite encyclopedia}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)。 - ^ グリーンウッドとアーンショウ、「元素の化学」、pp.816-819。
- ^ ab フッ化水素（フッ化水素酸）に関する事実
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、フッ化水素に関連するメディアがあります。