氢氟酸(HF)的危害
氢氟酸是许多行业中广泛引用的化学品,特别是作为表面处理剂(玻璃、金属、陶瓷等)或作为反应添加剂。因此,从光伏电池的生产到食品加工业中的维护,在许多领域都可以看到它的应用。 尽管使用它有危险,但却很少或没有能够替代它的化学品或技术。这就是为什么全球的氢氟酸产量和需求一直在增长。
为什么酸性介质中的氟化物特别危险?
酸性介质中的氟化物,如氢氟酸,具有双重危害 :
- 酸性物质中的氢离子,具有腐蚀性
- 氟离子具有毒性,皮肤或眼睛的表层被酸性物质损伤后,氟离子可以渗入人体组织,与人体内的钙离子和镁离子结合,破坏机体平衡,导致人体组织严重坏死和代谢循环紊乱
酸灼伤主要对表皮层有破坏性,而氟离子在表皮层几乎不发生反应[1]. 表皮被破坏后,氢氟酸及其逐渐释放的氟离子将会渗入人体组织,导致组织液化性坏死。这种机制正是氢氟酸与其它酸类物质的区别所在,尤其是那些能够使组织蛋白质沉淀并使其凝固性坏死的强酸[2].
注:氢氟酸的危害来自于同一介质中的氢离子和氟离子。氢离子能够从各种酸性物质中分解出来,氟离子由氟化物分解产生。
在平衡状态下: HF ⇌ H+ + F–,氢离子是最先与人体反应的离子。
溶液的酸性越强,酸的浓度(即氢离子的浓度)越高,氟离子便越活跃,越容易发生反应(勒夏特列原理)。
这也就是为什么含氟化氢的混合物被单独分类的原因,化学品的毒性越强,分类标准越严格,即使浓度很低,氢氟酸依旧十分危险。
混合物中氟化氢的浓度; 列入欧盟第19次ATP(适应技术进步)危险化合物分类目录,第26条修订 |
分类 | 危险说明 |
≥ 7 % | 剧毒
有腐蚀性 |
R26/27/28 : 吸入、皮肤接触和吞咽时有剧毒。 R35 :造成严重化学灼伤 |
1 à 7 % | 有毒 | R23/24/25 :吸入、皮肤接触和吞咽时有毒, R34 :造成化学灼伤 |
0.1 à 1 % | 有害 | R20/21/22 :吸入、皮肤接触和吞咽时有毒, R36/37/38 :对眼睛、呼吸系统和皮肤有刺激性。 |
欧洲现行标签管理
通常,氢氟酸浓度为2%的混合物会贴有“有毒”和“有腐蚀性”的标签,即使其致死率比氢氟酸浓度为7 %以上的混合物低。
最新版欧盟CLPc法规(《欧盟物质和混合物分类、标签和包装法规》)中有关急性毒物的浓度界定较为模糊,但与皮肤接触的情况下(危险说明编码H310—皮肤接触有死亡风险),氢氟酸被归为I级急性毒物(极度危害)。
当化学反应缓慢(浓度较低),相关症状延迟出现
浓度 | 疼痛感 |
≥ 50% | 立即使伤者产生痛感,并迅速对人体组织造成明显破坏 |
20% – 50% | 喷溅后1 – 8小时产生痛感(红斑的产生也被延迟至同等时长) |
≤20% | 喷溅后24小时之后产生痛感(红斑的产生也被延迟至同等时长) |
什么是酸性介质中的氟化物 ?
一种溶液同时含有氢离子和氟离子,即为酸性介质中的氟化物。
例如,将一种强二元酸,如硫酸H2SO4,与氟化钠NaF混合:
- H2SO4 在水中离解,释放出两个氢离子
- NaF是一种盐类,在不饱和溶液中可水解:
NaF <-> Na+ + F–
比如在一种溶液中:硫酸含量为20 %(量浓度),氟化钠含量为40 %,水含量为40 %,则将产生40 %的游离氢离子及40 % 的游离氟离子。
此外,在化工领域会利用这一性质来增强化学酸洗的强度。
氢氟酸用于不锈钢零件的酸洗。
也可使用氟硝酸混合物作为酸洗液,即硝酸(HNO3)和氢氟酸(HF)的混合物。
以下是酸洗液的混合方式:
6 % 的HF 与15 % 的HNO3 – 混合至pH值为1
HF/ HNO3/ H2SO4 混合至 pH 值为 1
酸洗液的酸性很强:既含有HNO3 (和H2SO4)以及HF释放的氢离子,也有氟离子或HF。
注:氢氟酸与强酸的混合液会快速造成酸性灼伤,从而为氟离子打开“入口”,即使理论上氟离子的 “含量 “比氢离子的含量低。
如何清洗酸性介质中的氟化物 ?
答:正如应对氢氟酸喷溅一样。
主动有效冲洗这类喷溅的最好方法是 :
- 尽快采取行动,避免初步损伤;
- 使氢离子失去活性
- 结合氟离子
HEXAFLUORINE®(六氟灵)溶液可满足以上三个要求,并在作业时方便取用,便于携带。
HEXAFLUORINE®(六氟灵)溶液能够与酸反应并螯合氟离子。它的高渗性可将渗入眼部或皮肤组织的化学物吸除(渗透作用),因此能够限制氢氟酸在人体组织中的渗透和反应。
注:在喷溅事故发生后立即使用HEXAFLUORINE®(六氟灵)溶液,可避免或减少氢氟酸在人体组织中的渗透和反应,从而遏制灼伤进展,减少并发症。如冲洗不及时或不充分,请遵照医生指示涂抹葡萄糖酸钙软膏或凝胶。
酸性介质中氟化物示例如下:
硝酸-氢氟酸混合物:
- 6 %的HF / 15 %的HNO3 -混合至pH值为1
- 3 %的HF / 15 %的HNO3
- pH值为1的HF/ HNO3/ H2SO4的混合物
- HNO3/ H2SO4/NaF 或 HNO3/NaF的混合物
其他可能释放氟离子的酸 :
- BF3(三氟化硼)
- H2SiF6 (氟硅酸)
- SiF4(四氟化硅)