훅화 수소

훅화 수소
IUPAC명 훅화 수소
별칭 훅화 수소산(수용액)
식별 정보
CAS 등록 번호	7664-39-3
특성
화학식	HF
몰 질량	20.01 g/mol
외관	무색 기체 또는 액체
밀도	0.922 kg m－3
융점	−84℃
비점	19.54 ℃
물에의 용해도	임의에 혼화(비점 이하)
산해리 정수 pKa	3.17(희박 수용액)
열화학
표준 생성열ΔfHo	−272.1 kJ mol－1(기체)[1] −299.78 kJ mol－1(액체)
표준 몰 엔트로피 So	173.779 J mol－1 K－1(기체)
표준정압몰비열, Cpo	29.133 J mol－1 K－1(기체)
위험성
NFPA 704	0 4 2
관련하는 물질
그 외의 음이온	염화수소 취화수소 옥화 수소
특기없는 경우, 데이터는 상온(25оC)・상압(100 kPa)에 있어서의 것이다.

훅화 수소(훅이나 수소, 불화 수소, hydrogen fluoride)란, 수소와 불소라든지들 되는 무기 화합물로, 분자식이 HF와 나타내지는 무색의 기체 또는 액체.수용액은 훅화 수소산(hydrofluoric acid)으로 불려 불화수소산과도 속칭된다.독물 및 연극물 단속법의 의약용외 독물로 지정되어 있다.

목차

제법

훅화 수소는, 형석(훅화 칼슘 CaF₂를 주로 하는 광석)과 농황산을 혼합해 가열하는 것으로 발생시킨다.

${\displaystyle {\rm {CaF_{2}+H_{2}SO_{4}\longrightarrow 2HF+CaSO_{4}}}}$ 

물에 불소를 반응시키면, 격렬하게 반응해 훅화 수소와 산소가 생긴다(이 반응 양식은, 염소나 취소와 다르다).

${\displaystyle {\rm {2H_{2}O+2F_{2}\longrightarrow 4HF+O_{2}}}}$ 

성질

분자의 성질

융점-84℃, 비점 19.54℃로, 상온으로는 기체 또는 액체.염화수소등의 다른 할로겐화 수소의 경우에 비해 성질이 다른 점이 있다.우선, F-H의 결합 에너지가 크기 위해(때문에) 전리 하기 어렵고, 희박 수용액에 대하고는 약산으로서 행동한다.이것은 훅화물 이온의 이온 반경이 작기 때문에, 수소이온과의 정전기력이 강한 것에 밤이나 해석된다.또, 수소결합에 의해 분자간에 강한 상호작용을 가지는 것부터, 분자량의 나누기에 비점이 높아지고 있다.또, 불소의 전기 음성도가 너무나 크기 위해(때문에), 훅화 수소끼리로 2량체 혹은 그 이상의 다량체를 생성한다.80℃이상의 기체 상태로는 단량체가 주가 되는[²].

용매로서의 성질

액체 훅화 수소는 플로톤성극성 용매이며, 물등과 같이 자기 해리가 존재하지만, 불소의 지나친 음성을 위해 훅화물 이온은 더욱 1분자의 HF와 결합해 용매화 해, 0℃의 이온적은 이하와 같은[³].

${\displaystyle {\rm {3HF\ {\overrightarrow {\longleftarrow }}\ H_{2}F^{+}+HF_{2}^{-}}}}$ 

${\displaystyle K=\left[{\mbox{H}}_{2}{\mbox{F}}^{+}\right]\left[{\mbox{H}}{\mbox{F}}_{2}^{-}\right]=10^{-9.7}{\mbox{mol}}^{2}{\mbox{dm}}^{-6}\,}$ 

훅화 수소의 수용액(훅화 수소산, 불산)은 농도에 의해 산성도는 현저하게 변화해, 순수한 훅화 수소로는 하멧트의 산도 함수는 H₀ =－11.03을 나타내, 순황산에 가까운 강산성 매체인[⁴].한층 더 순훅화 수소에 1 mol%의 5 훅화 안티몬을 더한 것은 H₀ =－20.5라고 하는 초산으로서의 성질이 나타난다.

0℃에 있어서의 비유전률은 83.6과 물의 87.74(0℃)에 가까워, 이온 해리에 유리한 용매로서의 성질을 가지지만, 강한 산성도이기 때문에 훅화 수소중에서 강산으로서 일하는 물질은 적고, 물, 알콜 등 많은 분자가 플로톤화를 접수강염기로서 행동하는[³].

유리와의 반응

훅화물 이온의 높은 구핵성에 의한 규소 원자와의 강한 결합 형성과 규산 골격에의 플로톤화의 상호작용에 의해, 유리등에 포함되는 규산 SiO₂와 반응하고, 헥사 플루오르 규산(H₂SiF₆·nH₂O)를 일으켜 이것들을 부식시킨다.이 반응은, 반도체의 제조 프로세스에 대해 중요하다.

${\displaystyle {\rm {SiO_{2}+6HF\longrightarrow H_{2}SiF_{6}+2H_{2}O}}}$ 

덧붙여서, 기체의 훅화 수소는, 유리등에 포함되는 이산화 규소 SiO₂와 반응해

${\displaystyle {\rm {SiO_{2}+4HF\longrightarrow SiF_{4}+2H_{2}O}}}$  된다.

그 외, 거의 모든 무기산 화물을 부식한다.그 때문에, 용기로서 폴리에틸렌이나 테플론의 보틀이 사용된다.

주된 용도

훅화물이나 프론가스, 불소 수지의 제조 원료, 유리의 조각, 전구・브라운관의 불투명, 금속의 세정, 주조물의 세정, 반도체 물질의 에칭제등.

공업적 생산량

훅화 수소산(농도50% 환산치)의 2013년도 일본 국내 생산량은 64,841 t, 출하량은 56,758 t인[5^].

독성

사람의 경구 최소 치사량= 1.5 g, 또는 20 mg/kg(체중 근처).스푼 한 잔의 오음(9% 용액)으로 사망의 사례도 있는[⁶].흡인하면, 작열감, 기침, 현기증, 두통, 가슴이 답답함, 구토, 헐떡임, 인두통, 구토등의 증상이 나타난다.또, 눈에 들어왔을 경우는 발적, 아파, 중증의 화상을 일으킨다.피부에 접촉하면, 체내에 용이하게 침투한다.훅화 수소는 체내의 칼슘 이온과 결합해 훅화 칼슘을 일으키게 하는 반응을 일으키므로, 뼈를 침범한다.농도의 얇은 훅화 수소산이 부착하면, 수시간 후에 쑤시는 아픔에 습격당하지만, 이것은 생긴 훅화 칼슘 결정의 자극에 의하는 것이다.또, 받은 양이 많으면 죽음에 이른다.이것은 혈액중의 칼슘 이온이 훅화 수소에 의해서 급속히 소비되기 위해서, 혈중 칼슘 농도가 저하해, 자주 시게아츠인 저칼슘혈증을 일으키기 때문에 있는[⁷].이 경우, 의식은 명석 날것 뭐, 심실세동을 일으켜 사망하는[⁸].

덧붙여 치과 치료에 대해서는, 인공치아(의치)의 제조 공정에 훅화 수소가 사용되는 한편으로, 치아노우식(=충치) 예방에 훅화 나트륨(NaF)이 사용되는 일이 있다.실제로, 양자의 잡아 차이에 의한 사망 사고(하치오지시 치과 의사 훅화 수소산오도포 사고)가 보고되고 있는[⁹][¹⁰](양쪽 모두 훅화물이므로 혼동의 위험성이 있다).피부에 접촉했을 경우의 응급 처치로서는, 즉시 유수 세정해, 그르콘산칼슘을 환부에 도포한다.

사고・재해

2012년 9월 27일에 한국의 경상북도 카메오의 공장에서 불화수소산이 누출하는 사고가 일어나, 작업원과 부근의 주민 포함해 3,500명 이상이 사상했다.한국 정부는, 동년 10월 8일에 경상북도 구미시 산토우면펭산마을 일대를 특별 재난 지역으로 지정한[¹¹].

각주

1. ^ D.D. Wagman, W.H. Evans, V.B. Parker, R.H. Schumm, I. Halow, S.M. Bailey, K.L. Churney, R.I. Nuttal, K.L. Churney and R.I. Nuttal, The NBS tables of chemical thermodynamics properties, J. Phys. Chem. Ref. Data 11 Suppl. 2 (1982).
2. ^ F. A. 코튼, G. 윌 킹슨저, 중원승엄역 「코튼・윌 킹슨 무기 화학」배풍관, 1987년
3. ^ ^{a b}샤로 「용액내의 화학반응과 평형」등영타이치로우, 사토 마사노리역, 마루젠, 1975년
4. ^ R. A. Cox, K. Yates, Can. J. Chem., 61, 2225 (1983)
5. ^경제 산업성 생산 동태 통계-경제 산업성
6. ^ (재) 일본 중독 정보 센터：훅화 수소(의사를 위한 중독 정보)
7. ^훅화 수소 산중독의 증례
8. ^나이토 유타카사 「중독 백과」난코우당, 2001년
9. ^쇼와 57년(1982년) 4월 22일 요미우리 신문 기사
10. ^도쿄 지방재판소 하치오지 지부 쇼와 58년 2월 24일 판결일의 총연 워킹 페이퍼 No. 93일의 총연 헤세이 16년 1월 20일에 관련 정보 있어
11. ^동아일보 「불화수소산 누설의 카메오 지역, 특별 재난 지역으로 지정」2012년 10월 10일 13시 30분 열람

관련 항목

• 오라 시약

외부 링크

• 훅화 수소

「https://ja.wikipedia.org/w/index.php? title=훅화 수소&oldid=60920661」으로부터 취득

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