フッ化水素酸 (HF) の性質、用途、危険性
フッ化水素酸は、フッ化水素の水溶液です。化学式はHFで、工業ではエッチング、フッ素化学品の製造、石油処理に使われ、人や材料に対してきわめて危険です。
概要
フッ化水素酸は、気体のフッ化水素を水に溶かした水溶液の一般名である。化学式はHFで、強い腐食性をもつ液体であるだけでなく、水中で解離してフッ化物イオンの供給源にもなる。多くの鉱酸とは異なり、フッ化水素酸は独特の化学的性質と特有の危険性を示し、特別な取扱いと緊急対応が必要である。親化合物の気体についてはフッ化水素、溶媒については水を参照。
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3 画像化学的性質と反応
HFは、Brønstedの意味では他のハロゲン化水素酸より弱酸である。これは、溶液中で分子間の水素結合が強いためである。それでも、この酸は酸化物やケイ酸塩に対して非常に反応性が高い。ガラスやケイ酸塩を含む材料を侵し、シリカをフルオロケイ酸塩化合物へ変える。このエッチング作用は、ガラス仕上げに意図的に利用され、ガラスの構造をなすシリカを破壊しながら、ヘキサフルオロケイ酸に関連する種を生じる(ガラスのエッチング)。HFがプロトンを与えるとフッ化物イオンが生成し、さまざまなフッ化物化合物や塩(フッ化物塩)を形成する。
製造と工業用途
工業的な製造は通常、鉱物の蛍石(フルオルスパーとも呼ばれる)から始まる。蛍石を高温の硫酸と反応させるとフッ化水素ガスが放出され、それを水に吸収させてフッ化水素酸をつくる。この酸は、有機フッ素化合物や、PTFE(テフロン)などのフッ素樹脂、歴史的にフロンとして販売されていた冷媒、その他多くの特殊フッ素化学品の製造における重要な原料である。また、石油精製やアルキル化工程(石油処理)では触媒または試薬として、さらに金属洗浄や表面処理、ガラスの制御されたエッチングやつや消しにも用いられる。
危険性と医療上の考慮
フッ化水素酸は特に危険である。ほかの強酸と同様に組織を損傷するが、フッ化物イオンが体内の二価陽イオン、とりわけカルシウムとマグネシウムに結合するため、全身毒性も引き起こす。この生理的なイオンの隔離は、深部組織の強い損傷、症状の遅れて現れる熱傷、吸収量が十分な場合には心拍リズムの生命を脅かす異常につながる。
応急処置と治療
フッ化水素酸への曝露は、いかなる場合も直ちに医療的対応を要する。基本的な応急処置には、ただちに長時間水で洗い流すこと、汚染された衣服を脱がせること、そして速やかに救急医療へ搬送することが含まれる。皮膚への曝露には、フッ化物イオンを中和するためにカルシウム含有ゲルなどの特殊な局所処置がその場で用いられる。医療従事者は追加のカルシウムを投与し、電解質と心機能を監視することがある。眼への曝露や蒸気の吸入は救急医療上の緊急事態である。中和と除染の手順(脱プロトン化と中和)およびフッ化物化合物への曝露に対する医療管理についても参照。
取扱い、安全性、特筆すべき点
HFはガラスや多くの金属を侵すため、適合するプラスチックや特殊合金に保管し、取り扱う。個人用保護具、工学的管理、緊急対応計画は、HFを使用する職場で不可欠である。フッ化水素酸は、溶液中では弱酸でありながら、反応性の高いフッ化物イオンの強力な供給源でもある点で他の鉱酸と異なる。こうした性質が、工業的価値と異常な危険性の両方を説明している。より広い文脈として、フッ素化学やフッ素化製品の製造に関する産業・安全資料(フッ化物塩、ヘキサフルオロケイ酸、冷媒、および空調用途)を参照するとよい。
- 代表的な工業用途: エッチングとガラス処理、フッ素化学品の合成、石油のアルキル化、金属洗浄。
- 製造の要点: 蛍石と硫酸からHFガスを得て、水に吸収させる。
- 医療上の危険: フッ化物イオンがカルシウムやほかのイオンに結合し、全身毒性を起こしうる。
詳細な手順、法規上の義務、緊急時対応については、製造業者や労働安全当局が維持する信頼できる化学安全資料および物質安全データシート(HFの性質、工業用途、応急処置)を参照。
関連項目
著者
AlegsaOnline.com フッ化水素酸 (HF) の性質、用途、危険性 Leandro Alegsa
URL: https://ja.alegsaonline.com/art/46088
出典
- doi.org : 10.1063/1.2090259
- pubmed.ncbi.nlm.nih.gov : 16292908