氟硅酸

氟硅酸

又稱硅氟氫酸。無水物是無色氣體。不穩定。易容分解為四氟化硅和氟化氫。水溶液無色,呈強酸性反應。有腐蝕性,能侵蝕玻璃。保存於蠟制或塑料制等容器中。濃溶液冷卻時析出無色二水物的晶體,熔點19℃。氟硅酸有消毒性能。用於制氟硅酸鹽和冰晶石,並用於電鍍、啤酒消毒、木材防腐等。由二氧化硅溶解於氫氟酸中或混和石英粉、氟化鈣和濃硫酸后加熱而製得。也可從磷肥廠中分解磷礦時逸出的四氟化硅氣體用水吸收而得。

物理性質


外觀與性狀:其水溶液為無色透明的發煙液體,有刺激性氣味。
相對密度(水=1):1.32g/mL
氟硅酸
氟硅酸
沸點(℃):108.5
溶解性:溶於水。

化學性質


酸性很強0.03mol/L濃度下PH為1.6(不考慮分解,酸性與硝酸相近),若用塑料容器存放,室溫下在稀溶液中穩定,絡離子氟硅酸根(SiF62-)很穩定,六個F的存在以及非常對稱的結構使得負電荷可以很好地分散,使得氟硅酸能夠很好地釋放出氫離子,其鹽類溶解度特殊,鉀鹽與鋇鹽不溶,銣鹽微溶,鈉鹽、鋰鹽和銨鹽可溶,銣鹽,亞鐵鹽極易溶解。受熱分解放出有毒的氟化物氣體。具有較強的腐蝕性。
具有酸的通性,與金屬劇烈反應,生成氫氣:
H2SiF6+2Na→Na2SiF6+H2↑
H2SiF6+Mg→MgSiF6+H2↑
H2SiF6+Zn→ZnSiF6+H2↑
H2SiF6+Fe→FeSiF6+H2↑
與鹼反應,形成鹽,
H2SiF6+2NaOH→Na2SiF6+2H2O
H2SiF6+Fe(OH)2→FeSiF6+2H2O
氟硅酸鹽在熱水中水解,
[SiF6](2-) + 3H2O = H2SiO3 + 2F(-) + 4HF,故氟硅酸鹽在熱水中呈弱酸性
能與金屬氧化物反應:
3H2SiF6+Fe2O3=Fe2(SiF6)3+3H2O
H2SiF6+CuO=CuSiF6+H2O
與鹽發生複分解反應:
H2SiF6+Na2CO3→Na2SiF6+CO2↑+H2O
H2SiF6+K2SO4→K2SiF6↓+H2SO4
H2SiF6+2KMnO4→K2SiF6↓+2HMnO4(用此方法可製得濃度較低的高錳酸,化學性質穩定)
H2SiF6+2KI→K2SiF6↓+2HI(由於氟硅酸是非氧化性酸,沒有副反應,所以氫碘酸中遊離碘含量很少,溶液基本無色)

化學數據


1、氫鍵供體數量:0;
2、氫鍵受體數量:7;
3、可旋轉化學鍵數量:0;
4、拓撲分子極性表面積(TPSA):0;
5、重原子數量:7;
6、表面電荷:0;
7、複雜度:62.7;
8、同位素原子數量:0;
9、確定原子立構中心數量:0;
10、不確定原子立構中心數量:0;
11、確定化學鍵立構中心數量:0;
12、不確定化學鍵立構中心數量:0;
13、共價鍵單元數量:3。

製備過程


1、硅石粉酸解法在襯鉛的酸解設備中先加入氫氟酸,然後逐漸加入硅石粉,使之反應。反應完成後,加入稻糠灰以中和遊離的氫氟酸,同時起到漂白溶液的作用,過濾溶液,在濾出的清液中加入適量的黃丹粉(PbO)以除去氫氟酸中帶入的硫酸根,再經過濾,製得氟硅酸成品。
6HF+SiO→HSiF+2HO
2、由濕法磷酸生產中釋放出四氟化硅經水吸收製得。亦可由硅砂與氫氟酸反應製得或用硅砂、氟化鈣和濃硫酸混合加熱製得。

實際應用


1、是製取氟硅酸鈉、鉀、銨、鎂、銅、鋇、鉛和其他氟硅酸鹽及四氟化硅的基本原料。用於金屬電鍍、木材防腐、啤酒消毒、釀造工業設備消毒(1%~2%HSiF)和鉛的電解精製等。還用作媒染劑和金屬表面處理劑。
2、用於測定鋇。分離鋇和鍶。鉛、錫的電解精製。氟硅酸鹽的製備。設備消毒。
3、氟硅酸也用於某些電鍍的添加劑,氟硅酸或鹽類用於鍍鉻添加,可與硫酸根有相似的作用,並可提高電流效率到20%左右,光亮度提高,光亮電流密度範圍加寬;氟硅酸對鍍鉻層有活化作用,斷電時間短,繼續復鍍,結合力幾乎不受影響,所以在鍍鉻中氟硅酸為必要的添加成分;氟硅酸可降低鍍鉻的電流密度,提高鍍層覆蓋能力,但增加了鍍液的腐蝕性。
3.製取氟硅酸鹽及四氟化硅的原料,也應用於金屬電鍍、木材防腐、啤酒消毒等。

使用注意事項


危險性概述

健康危害:皮膚直接接觸,引起發紅,局部有燒灼感,重者有潰瘍形成。對機體的作用似氫氟酸,但較弱。
燃爆危險:該品不燃,具強腐蝕性,可致人體灼傷。

對環境的影響

健康危害
侵入途徑:吸入、食入、經皮吸收。
危害健康:皮膚直接接觸,會引起發紅,局部有燒灼感,嚴重者有潰瘍形成。對機體的作用類似於氫氟酸,但較弱。
毒理學資料及環境行為
危險特性:受熱分解放出有毒的氟化物氣體。具有較強的腐蝕性。
燃燒(分解)產物:氟化氫。
現場應急監測方法
實驗室監測方法:參照氟分析方法
環境標準:參照氟標準

急救措施

皮膚接觸:立即脫去污染的衣著,用大量流動清水沖洗至少15分鐘。就醫。
眼睛接觸:立即提起眼瞼,用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫。
吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。
食入:用水漱口,給飲牛奶或蛋清。就醫。

消防措施

有害燃燒產物:氟化氫。
滅火方法:消防人員必須穿全身耐酸鹼消防服。
滅火劑:泡沫、乾粉、二氧化碳、砂土。

泄漏應急處理

應急處理:迅速撤離泄漏污染區人員至安全區,並進行隔離,嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿防酸鹼工作服。不要直接接觸泄漏物。儘可能切斷泄漏源。
小量泄漏:用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。也可以用大量水沖洗,洗水稀釋後放入廢水系統。
大量泄漏:構築圍堤或挖坑收容。用泡沫覆蓋,降低蒸氣災害。用泵轉移至槽車或專用收集器內,回收或運至廢物處理場所處置。

操作處置

操作注意事項:密閉操作,注意通風。操作儘可能機械化、自動化。操作人員必須經過專門培訓,嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防毒面具(全面罩),穿橡膠耐酸鹼服,戴橡膠耐酸鹼手套。遠離易燃、可燃物。防止蒸氣泄漏到工作場所空氣中。避免與鹼類接觸。搬運時要輕裝輕卸,防止包裝及容器損壞。配備泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。
儲存注意事項:儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不宜超過30℃。保持容器密封。應與易(可)燃物、鹼類分開存放,切忌混儲。儲區應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料。