氟化氢（hydrogen fluoride）化学式为HF，为极性分子，在常温常压（25 ℃、101.325 kPa）下为无色、有刺激性气味的有毒气体，具有强吸湿性和腐蚀性，暴露于空气中易与水蒸气结合产生白雾（酸雾），极易溶于水，其水溶液为氢氟酸（一元弱酸），室温下在水溶液中的电离常数为6.3×10-4（pKa = 3.17）。

得益于其化学活泼性，氟化氢在可发生的亲核取代、亲电加成和开环氟化等反应 ，被广泛用于有机合成和氟化物制造等领域；氟化氢的工业生产方法主要有传统的萤石-硫酸法和新型的氟硅酸法。

中文名：氟化氢

外文名：hydrogen fluoride

化学式：HF

分子量：20.0063

CAS登录号：7664-39-3

EINECS登录号：231-634-8

熔点：-83.36 ℃

沸点：19.52 ℃

水溶性：易溶于水

密度：0.818 kg/m³

外观：无色、有刺激性气味气体

应用：刻蚀玻璃、氟化物制造、有机合成、塑料

安全性描述：S26、S36/37/37、S45、S7/9、S28

危险性符号：T+、C

危险性描述：R26/27/28、R35

氟化氢（HF）在常温常压下为无色、有刺激性气味的有毒气体，具有强吸湿性，暴露于空气中易与水蒸气结合产生白色酸雾（俗称“发烟”现象），极易溶于水（与水以任意比例互溶）。

相较于其他卤化氢，氟化氢因其结构的特殊性，而具有出与众不同的性质和与一般元素周期律不符的特征，在氢键（hydrogen bond）、缔合等作用下，其熔点、沸点偏高 ，详见下表。

注：1 bar = 100 kPa = 0.1 MPa.

注：一般而言，同族元素自上至下熔沸点依次增加.

弱酸性

相较于氯化氢、溴化氢和碘化氢溶于水形成的一元强酸（三大无机强酸），氢氟酸则为弱酸，室温下的解离平衡常数为6.3×10-4（pKa = 3.20），其电离平衡如下所示。

HF H+ + F- Ka = 6.3×10-4

HF + H2O H3O+ + F-

其中，p代表取负对数，H3O+为水合氢离子。氢氟酸的解离度与浓度呈正相关，当浓度高于5 mol/L（5 M）时，氢氟酸为强酸。

造成这一反常现象的原因是，体系自发形成了缔合离子，如HF2-（二氟氢离子）、H2F3-（三氟氢离子）等 ，可促进解离过程，增强酸性，详见下式。

F- + HF HF2-

HF2- + HF H2F3-

实际上，由于HF分子之间存在较强的氢键作用，氟化氢在气、液、固三态都存在不同程度的缔合，如常温常压下的H2F2，即（HF）2，或H3F3，即（HF）3，在固态时其结构为长的锯齿状，在水溶液中电离可产生二氟氢离子 ，如下。

H2F2 H+ + HF2-

注：氟化氢以单分子存在的温度范围大致为82 ℃（355 K）以上。

此外，HF还可与部分氢氧化物和金属氧化物反应生成盐和水，以氢氧化钠（NaOH）和氧化纳（Na2O）为例，反应方程式如下。

HF + NaOH → NaF + H2O

Na2O + 2HF → 2NaF + H2O

腐蚀性

氟化氢或氢氟酸有强烈的腐蚀性和毒性，可与二氧化硅反应生成气态四氟化硅，故氟化氢可用于玻璃刻蚀领域，储存氢氟酸的仪器亦因此多为塑料瓶而非玻璃瓶，原理如下。

SiO2 + 4HF → SiF4↑+ 2H2O

此外，大多数金属单质能被氟化氢腐蚀，发生置换反应并产生易燃易爆的氢气 ，同时生成不溶于HF的氟化物保护膜，如铁（Fe）、铝（Al）、镍（Ni）、镁（Mg），反应方程式如下。

2Fe + 6HF → 2FeF3 + 3H2↑

2A+ 6HF → 2AlF3 + 3H2↑

Ni + 2HF → NiF2 + H2↑

Mg + 2HF → MgF2 + H2↑

毒性

无水氟化氢与人体皮肤接触可产生灼烧感，不仅能破坏蛋白质结构使其溶解，还能穿透角质层溶解细胞膜，重者可通过与钙离子结合为不溶或微溶的氟化钙，导致体内钙离子浓度底下，从而破坏骨骼结构、危害神经系统和心血功能 。

倘若不慎吸入氟化氢可能会诱发支气管炎、肺水肿等症状 ，摄入1.5 g 以上HF可致人死亡。

其他性质

氟化氢为不可燃气体，但与某些物质混合接触时易发生化学反应，释放大量热量并引发爆炸，如金属钠（Na）、氧化钙（CaO）、硝酸甲酯（CH3NO3）、氯酸钠（NaClO3）。

疏水参数计算参考值（XlogP）：0.6

氢键供体数量：1

氢键受体数量：1

可旋转化学键数量：0

互变异构体数量：0

拓扑分子极性表面积：0

重原子数量：1

表面电荷：0

复杂度：0

同位素原子数量：0

确定原子立构中心数量：0

不确定原子立构中心数量：0

确定化学键立构中心数量：0

不确定化学键立构中心数量：0

共价键单元数量：1

1、急性毒性：LC50：1276ppm（大鼠吸入，1h）；342ppm（小鼠吸入，1h）

2、刺激性：大鼠经皮：50%（3min），重度刺激；人经眼：50mg，重度刺激。

3、亚急性与慢性毒性：家兔吸入33~41mg/m3，平均20mg/m3，经过1~5.5个月，可出现黏膜刺激，消瘦，呼吸困难，血红蛋白减少，网织红细胞增多，部分动物死亡。

4、致突变性

DNA损伤：黑腹果蝇吸入1300ppb（6周）。

性染色体缺失和不分离：黑腹果蝇吸入2900ppb。

细胞遗传学分析：大鼠吸入1mg/m3，每天6h，共24d（间断性）。

5、大鼠吸入最低中毒浓度（TCLo）：4980μg/m3（孕1~22d），引起胎死。

无水氟化氢AHF（anhydrous hydrogen fluoride）是氟化工行业最为基础的化工原料，其主要生产方法（制备技术）为萤石法和氟硅酸法。氟硅酸法又可细分为硫酸分解法、氟硅酸铵法、石灰法、火焰水解法，后三种方法因工艺路线不成熟或经济效益欠佳而未能实现成熟的工业化 ]。

截至2020年，中国以氟硅酸法生产无水氟化氢的企业共五家且均位于南方（详见下表），总生产能力为11万吨/年 。

萤石-硫酸法

萤石法主要以回转窑设备生产氟化氢，以浓硫酸和萤石（有效成分为CaF2）为原料，在外加热条件下粗制氟化氢，再通过冷凝、精馏等纯化工序制得无水氟化氢 ；亦可以三氧化硫代替硫酸，反应过程如下。

回转窑设备图

CaF2 + H2SO4（浓） → CaSO4 + 2HF↑ ∆H = -53.6 kJ

CaF2 + SO3 + H2O → CaSO4 + 2HF↑

此外，还有研究者开发了以气液固相流化床反应器生产氟化氢，该反应器具有较高传质和传质效率，广泛用于气固、气液或气液固催化或非催化反应。

氟硅酸法

氟硅酸法主要以氟硅酸（H2SiF6）和质量分数为98 wt%的浓硫酸为原料，经氟硅酸浓缩脱水、四氟化硅解吸、氟化氢吸收等工序，可制得质量分数达98 wt%的高纯度氟化氢 ，反应方程式如下。

H2SiF6 + H2SO4（浓） → SiF4 + 2HF↑+ H2SO4（稀）

流化床反应器示意图

包装

常使用铜、铁、镍、银铂或蒙乃尔合金容器，在有压力操作的情况下使用内衬塑料或氟塑料的钢制压力容器；气瓶采用含硅量低的无缝钢瓶，高温下使用镍或镍基合金、蒙乃尔合金材料。密封材料在常温常压下可用氟橡胶、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯等，在250℃以内使用聚四氟乙烯，高于250℃推荐使用紫铜密封垫。氟化氢的充瓶压力位2.0MPa，充装系数为0.83 kg/L。

贮运

氟化氢钢瓶贮存于阴凉、通风、室内温度不超过40℃的仓库内。严禁烟火，远离火种、热源，防止阳光直射和雨淋；气瓶应载有安全保护帽，直立存放并固定。仓库内设置泄漏检测报警装置，备有止漏及紧急处理装置（如自动喷淋装置等），定期检查，做好记录。

塑料

目前，氟化学在核工业、航空航天等领域扮演越来越重要的作用。由于氟元素具有元素周期表中最强的电负性（electronegativity，χ），其值为4.0，导致碳氟键（C-F，458 kJ/mol）相较于碳碳键（C-C，347kJ/mol）和碳氢键（C-H，414 kJ/mol）的具有较高的键能。因此，通过在传统的碳氢有机物中引入含氟基团，可赋予其特殊的理化性能 。例如，在塑料领域聚四氟乙烯PTEF（polytetrafluoroethylene）被称为“塑料之王”，相较于传统的高分子材料聚乙烯PE（polythene），展现出更好的耐高温、抗腐蚀以及高强度等性质，因此被用于制造耐热涂层（如火箭材料）或防粘涂层（如不粘锅）。

炼油

此外，氢氟酸（HF）可作为烷基化过程中的催化剂，全球大多数直链烷基苯的生产设施中都使用了氢氟酸。该过程涉及正链烷烃的脱氢生成烯烃以及在氢氟酸催化下与苯反应。例如，在炼油厂中，烷基化单元通过碳三和碳四烯烃与异丁烷的结合生成高辛烷值汽油 。

电解

铝电解精炼的关键在于在熔融冰晶石中电解氟化铝，而每生产一吨铝或其他金属氟化物（如四氟化铀UF4）则需要消耗几千克氢氟酸。氢氟酸是元素氟的重要化合物，但由于无水氢氟酸不导电，因此在生产过程中需要加入氟化氢氟钾以生产氟 。

（01）工业氢氟酸 GB 7744-2023（代替GB 7744-2008年）；

（02）化学试剂 氢氟酸 GB/T 620-2011（代替GB/T 620-1993年）；

（03）工业高纯氢氟酸 HG/T 4509-2013；

（04）氢氟酸生产技术规范 GB/T 27569-2011；

（05）太阳电池用电子级氢氟酸 GB/T 31369-2015；

（06）工业无水氟化氢 GB 7746-2011（代替GB 7746-1997年）；

（07）固定污染源废气 氟化氢的测定 离子色谱法 HJ 688-2019（代替HJ 688-2013年）；

（08）不锈钢硝酸 氢氟酸腐蚀试验方法 GB/T 4334.4-2000；

（09）氟石化学分析方法 氢氟酸重量法测定二氧化硅量 GB/T 5195.9-1985；

（10）基础化学原料制造业卫生防护距离 第8部分：氢氟酸制造业 GB 18071.8-2012；

（11）硅质耐火材料化学分析方法 第3部分：氢氟酸重量法 测定二氧化硅量 GB/T 6901.3-2004（GB/T 6901.3-1986年）；

（12）锅炉用水和冷却水分析方法 全硅的测定 低含量硅氢氟酸转化法 GB/T 12148-2006（GB/T 12148-1989年）；

（13）酸类物质泄漏的处理处置方法 第9部分：氢氟酸 HG/T 4335.9-2012；

（14）进出口危险化学品检验规程 氟化氢、氢氟酸 SN/T 4211-2015；

（15）氢氟酸使用与储存安全技术规范 DB36/T 948-2017；

（16）金刚砂 碳化硅含量的测定 氢氟酸重量法 YB/T 175-2017；

（17）用电感耦合等离子体发射光谱法测定氢氟酸中金属元素的含量 SJ/T 11554-2015；

（18）FCC平衡催化剂中镍和钒测定法（氢氟酸/硫酸分解-原子光谱分析法） SH/T 0696-2000；

（19）T/ZFHB 0001-2022 副产氢氟酸；

（20）T/SDAS 402-2022 副产氢氟酸；

（21）T/ICMTIA PC007-2021 集成电路用氢氟酸；

（22）T/CNIA 0062-2020 电子工业用高纯氢氟酸；

（23）T/NAIA 0125-2022 工业氢氟酸总酸度测定 自动电位滴定法；

（24）T/CNIA 0117-2021 电子工业用高纯氢氟酸中痕量阴离子含量的测定 离子色谱法。