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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:

  1. H2SO4  在水中离解,释放出两个氢离子
  2. 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 :

  1. 尽快采取行动,避免初步损伤;
  2. 使氢离子失去活性
  3. 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)

[1]: JP·麦克库雷,DW·怀丁,MG·博蒂,SE·洛贝,氢氟酸对于眼部的灼伤,职业及环境医学期刊 [J],1983, 25, 447-50.
[2]: DG·迪贝尔,RE·艾维森,W·琼斯,DR·罗布,MS·麦迪逊,氢氟酸对于手部的灼伤,JBJS骨与关节外科杂志[J],1970年7月;52(5):931-6.
分类标签包装—欧洲第1272/2008号法规