フッ化か水素すいそ

フッ化か水素すいそ
IUPAC名めい フッ化か水素すいそ フルオラン
別称べっしょう フッ化か水素すいそ酸さん（水溶液すいようえき）
識別しきべつ情報じょうほう
CAS登録とうろく番号ばんごう	7664-39-3
特性とくせい
化学かがく式しき	HF
モル質量しつりょう	20.01 g/mol
外観がいかん	無色むしょく気体きたいまたは液体えきたい
密度みつど	0.922 kg m−3
融点ゆうてん	−84 °C, 189 K, -119 °F
沸点ふってん	19.54 °C, 293 K, 67 °F
水みずへの溶解ようかい度ど	任意にんいに混和こんわ（沸点ふってん以下いか）
酸さん解離かいり定数ていすう pKa	3.17（希薄きはく水溶液すいようえき）
熱ねつ化学かがく
標準ひょうじゅん生成せいせい熱ねつ ΔでるたfHo	-272.1 kJ mol-1（気体きたい） −299.78 kJ mol−1（液体えきたい）
標準ひょうじゅんモルエントロピー So	173.779 J mol-1K-1（気体きたい）
標準ひょうじゅん定圧ていあつモル比熱ひねつ, Cpo	29.133 J mol-1K-1（気体きたい）
危険きけん性せい
NFPA 704	0 4 1
関連かんれんする物質ぶっしつ
その他たの陰かげイオン	塩化えんか水素すいそ 臭におい化か水素すいそ ヨウ化か水素すいそ
特記とっきなき場合ばあい、データは常温じょうおん (25 °C)・常つね圧あつ (100 kPa) におけるものである。

フッ化か水素すいそ（フッかすいそ、弗どる化か水素すいそ、hydrogen fluoride）とは、水素すいそとフッ素ふっそからなる無機むき化合かごう物ぶつで、分子ぶんし式しきが HF と表あらわされる無色むしょくの気体きたいまたは液体えきたい。水溶液すいようえきはフッ化か水素すいそ酸さん (hydrofluoric acid) と呼よばれ、フッ酸さんとも俗称ぞくしょうされる。毒物どくぶつ及および劇げき物ぶつ取締とりしまり法ほうの医薬いやく用よう外がい毒物どくぶつに指定していされている。

製法せいほう

フッ化か水素すいそは、蛍ぼたる石せき（フッ化かカルシウム CaF₂ を主おもとする鉱石こうせき）と濃こ硫酸りゅうさんとを混合こんごうして加熱かねつすることで発生はっせいさせる

${\ce {CaF2 + H2SO4 -> 2HF + CaSO4}}$

水みずにフッ素ふっそを反応はんのうさせると、激はげしく反応はんのうしてフッ化か水素すいそと酸素さんそが生しょうじる（この反応はんのう様式ようしきは、塩素えんそや臭素しゅうそと異ことなる）。

${\ce {2H2O + 2F2 -> 4HF + O2}}$

性質せいしつ

分子ぶんしの性質せいしつ

融点ゆうてん -84 ℃、沸点ふってん 19.54 ℃ で、常温じょうおんでは気体きたいまたは液体えきたい。塩化えんか水素すいそなどの他ほかのハロゲン化か水素すいその場合ばあいに比くらべて性質せいしつが異ことなる点てんがある。まず、F-H の結合けつごうエネルギーが大おおきいために電離でんりし難がたく、希薄きはく水溶液すいようえきにおいては弱酸じゃくさんとして振舞ふるまう。これはフッ化物ばけものイオンのイオン半径はんけいが小ちいさいため、水素すいそイオンとの静電気せいでんき力りょくが強つよいことによるとも解釈かいしゃくされる。また、水素すいそ結合けつごうにより分子ぶんし間あいだに強つよい相互そうご作用さようを持もつことから、分子ぶんし量りょうの割わりに沸点ふってんが高たかくなっている。また、フッ素ふっその電気でんき陰性いんせい度どがあまりに大おおきいために、フッ化か水素すいそ同士どうしで二に量りょう体からだあるいはそれ以上いじょうの多量たりょう体たいを生成せいせいする。80℃以上いじょうの気体きたい状態じょうたいでは単たん量りょう体たいが主おもとなる。

溶媒ようばいとしての性質せいしつ

液体えきたいフッ化か水素すいそは、様々さまざまな物質ぶっしつに対たいし大おおきな溶解ようかい能のうを有ゆうする。プロトン性せい極性きょくせい溶媒ようばいであり、水みずなどと同様どうように自己じこ解離かいりが存在そんざいするが、フッ素ふっその高たかい陰性いんせいにより、フッ化物ばけものイオンは更さらに一いち分子ぶんしのHFと結合けつごうして溶媒ようばい和わする。0℃でのイオン積せきは以下いかのようになる。

${\ce {3HF<=>{H2F^{+}}+HF_{2}{^{-}}}}$

$K=\left[{\mbox{H}}_{2}{\mbox{F}}^{+}\right]\left[{\mbox{H}}{\mbox{F}}_{2}^{-}\right]=10^{-9.7}{\mbox{mol}}^{2}{\mbox{dm}}^{-6}\,$

フッ化か水素すいその水溶液すいようえき（フッ化か水素すいそ酸さん、弗どる酸さん）は濃度のうどにより酸性さんせい度どは著いちじるしく変化へんかし、純粋じゅんすいなフッ化か水素すいそではハメットの酸度さんど関数かんすうは H₀ = −11.03 を示しめし、純じゅん硫酸りゅうさんに近ちかい強酸きょうさん性せい媒体ばいたいである。さらに純じゅんフッ化か水素すいそに1mol%の五ごフッ化かアンチモンを加くわえたもの(フルオロアンチモン酸さん)は H₀ = −20.5 という超ちょう酸さんとしての性質せいしつが現あらわれる。

0℃における比ひ誘電ゆうでん率りつは83.6と、水みずの87.74（0℃）に近ちかく、イオン解離かいりに有利ゆうりな溶媒ようばいとしての性質せいしつを持もつが、強つよい酸性さんせい度どのためフッ化か水素すいそ中ちゅうで強酸きょうさんとしてはたらく物質ぶっしつは少すくなく、水みず、アルコールなど多おおくの分子ぶんしがプロトン化かを受うけ強つよ塩基えんきとして振ふる舞まう。

ガラスとの反応はんのう

フッ化物ばけものイオンの高たかい求もとめ核かく性せいによるケイ素けいそ原子げんしとの強つよい結合けつごう形成けいせいと、ケイ酸けいさん骨格こっかくへのプロトン化かの相互そうご作用さようにより、ガラス等ひとしに含ふくまれるケイ酸けいさん SiO₂ と反応はんのうして、ヘキサフルオロケイ酸さん H₂SiF₆ を生しょうじ、これらを腐食ふしょくさせる。この反応はんのうは、半導体はんどうたいの製造せいぞうプロセスにおいて重要じゅうようである。

${\ce {SiO2 + 6HF -> H2SiF6 + 2H2O}}$

ちなみに、気体きたいのフッ化か水素すいそは、ガラス等ひとしに含ふくまれる二酸化にさんかケイ素けいそ SiO₂ と反応はんのうし四よんフッ化かケイ素けいそ

${\ce {SiO2 + 4HF -> SiF4 + 2H2O}}$ となる。

その他た、ほとんど全すべての無機むき酸化さんか物ぶつを腐食ふしょくする。そのため、容器ようきとしてポリエチレンやテフロンのボトルが使用しようされる。

主おもな用途ようと

フッ化物ばけものの製造せいぞう原料げんりょうとして用もちいられる。フッ化か水素すいそは反応はんのう性せいが高たかく、さまざまなものを侵おかす。高こうオクタン価おくたんかガソリンを製造せいぞうするためのアルキル化か処理しょりの触媒しょくばいとなるほか、電線でんせん被覆ひふくや絶縁ぜつえん材料ざいりょう、フライパン・眼鏡めがねレンズのコーティングなどに使つかわれるフッ素ふっそ樹脂じゅしや、エアコンや冷蔵庫れいぞうこの冷媒れいばいとして使つかわれるフロン類るいの原料げんりょうでもある。これらの用途ようとに使つかわれるフッ化か水素すいそは99.9%以下いかの低てい純度じゅんど製品せいひんで、各国かっこくで生産せいさんされている。

一方いっぽう、半導体はんどうたい製造せいぞう工程こうてい用ようのフッ化か水素すいそには高こう純度じゅんどが要求ようきゅうされ、純度じゅんど99.999%以上いじょうの 5N (Nは Nine、すなわち 9 を示しめす) クラスのものは液晶えきしょうパネルなどの集積しゅうせき度どが比較的ひかくてき低ひくい製品せいひんに使用しようされる。最先端さいせんたん半導体はんどうたいプロセスにおいては不純物ふじゅんぶつの量りょうが歩留ぶどまりに直結ちょっけつするため特とくに超ちょう高こう純度じゅんどのものが要求ようきゅうされ、エッチング工程こうていなど向むけに 12N (99.9999999999%、不純物ふじゅんぶつ濃度のうど 1兆ちょう分ぶんの1) の超ちょう高こう純度じゅんど品ひんが生産せいさんされている。

この他ほか、モバイル機器きき用ようディスプレイパネルに使つかわれるフッ化かポリイミドの原料げんりょうとなるなど、フッ化か水素すいそは現在げんざいのハイテク産業さんぎょうを支ささえる重要じゅうような物質ぶっしつである。

• フッ化物ばけものやフロンガス、フッ素ふっそ樹脂じゅしの製造せいぞう原料げんりょう
• ガラスの加工かこう
  • 彫刻ちょうこく、エッチング、電球でんきゅう・ブラウン管ぶらうんかんのつや消けし
• 金属きんぞくの洗浄せんじょう、鋳造ちゅうぞう物ものの洗浄せんじょう、半導体はんどうたい物質ぶっしつのエッチング剤ざい等とう。

単体たんたいフッ素ふっそは、フッ化か水素すいそを電気でんき分解ぶんかいすることで得えられる。

${\ce {2HF -> F2 + H2}}$

1886年ねん6月がつ、アンリ・モアッサンの実験じっけんによって確立かくりつされ、現在げんざいでも基本きほん的てきにはこの方法ほうほうが用もちいられる。

ウラン濃縮のうしゅく用途ようと

核かく燃料ねんりょう製造せいぞうにあたってウラン濃縮のうしゅくのために必要ひつようとなる六ろくフッ化かウランの製造せいぞう過程かていにおいて使用しようされる。

詳細しょうさいは「酸化さんかウラン(IV)」および「四よんフッ化かウラン」を参照さんしょう

毒どくガス兵器へいき製造せいぞう用途ようと

有機ゆうきリン系けいの神経しんけいガスであるサリンの製造せいぞうに、フッ化か水素すいそまたはフッ化かナトリウムが使用しようされる。

プロセスについては「サリン#合成ごうせい及および構造こうぞう」を参照さんしょう

工業こうぎょう的てき生産せいさん量りょう

フッ化か水素すいそ酸さん（濃度のうど50%換算かんさん値ち）の2013年度ねんど日本にっぽん国内こくない生産せいさん量りょうは 64,841 t、出荷しゅっか量りょうは 56,758 t であった。

生産せいさん量りょうを国くに別べつで見みると、80%を日本にっぽんが占しめており、残のこり20%は中華人民共和国ちゅうかじんみんきょうわこくとなっている。

その他た、ロシア連邦れんぽうの核かく燃料ねんりょう製造せいぞう・供給きょうきゅう企業きぎょう TVEL 傘下さんかの電気でんき化学かがくプラント JSC “PA ECP”(Joint Stock Company Production Association Electrochemical Plant）で核かく燃料ねんりょう製造せいぞうの際さいに使用しようする超ちょう高こう純度じゅんどフッ化か水素すいそ酸すおよび超ちょう高こう純度じゅんど無水むすいフッ化か水素すいそを製造せいぞう・販売はんばいしている。

毒性どくせい

労働ろうどう安全あんぜん衛生えいせい法ほうの第だい2類るい特定とくてい化学かがく物質ぶっしつに指定していされている。

ヒトの経口けいこう最小さいしょう致死ちし量りょうは 1.5 g、あるいは体重たいじゅうあたり 20 mg/kg である。スプーン一いち杯はいの9%溶液ようえきの誤あやま飲いんで死亡しぼうした事例じれいもある。吸引きゅういんすると、灼熱しゃくねつ感かん、咳せき、めまい、頭痛ずつう、息苦いきぐるしさ、吐はき気け、息切いきぎれ、咽頭いんとう痛つう、嘔吐おうとなどの症状しょうじょうが現あらわれる。また、目めに入はいった場合ばあいは発赤はっせき、痛いたみ、重度じゅうどの熱傷ねっしょうを起おこす。皮膚ひふに接触せっしょくすると、体内たいないに容易よういに浸透しんとうする。フッ化か水素すいそは体内たいないのカルシウムイオンと結合けつごうしてフッ化かカルシウムを生しょうじさせる反応はんのうを起おこすので、骨ほねを侵おかす。濃度のうどの薄うすいフッ化か水素すいそ酸さんが付着ふちゃくすると、数時間すうじかん後ごにうずくような痛いたみに襲おそわれるが、これは生しょうじたフッ化かカルシウム結晶けっしょうの刺激しげきによるものである。また、浴あびた量りょうが多おおいと死しに至いたる。これは血液けつえき中ちゅうのカルシウムイオンがフッ化か水素すいそによって急速きゅうそくに消費しょうひされるために、血ち中ちゅうカルシウム濃度のうどが低下ていかし、しばしば重おも篤あつな低ていカルシウム血ち症しょうを引ひき起おこすためである。この場合ばあい、意識いしきは明晰めいせきなまま、心室しんしつ細ほそ動どうを起おこし死亡しぼうする。

歯科しか治療ちりょうにおいては、人工じんこう歯ぱ（義歯ぎし）の製造せいぞう工程こうていにフッ化か水素すいそが使つかわれる一方いっぽうで、歯はのう蝕（＝虫歯むしば）予防よぼうにフッ化かナトリウム (NaF) が使つかわれることがある。両方りょうほうともフッ化物ばけものなので混同こんどうの危険きけん性せいがある。実際じっさいに、両者りょうしゃの取とり違ちがえによる死亡しぼう事故じこ（八王子はちおうじ市し歯科しか医師いしフッ化か水素すいそ酸さん誤あやま塗布とふ事故じこ）が報告ほうこくされている。

皮膚ひふに接触せっしょくした場合ばあいの応急おうきゅう処置しょちとしては、直ただちに流水りゅうすい洗浄せんじょうし、グルコン酸さんカルシウムを患部かんぶに塗布とふする。

輸出ゆしゅつ管理かんり

フッ化か水素すいそはウラン濃縮のうしゅくやサリンなど毒どくガスの製造せいぞうにも用もちいられるため、生物せいぶつ化学かがく兵器へいき関連かんれんのオーストラリア・グループの枠組わくぐみにおいて輸出ゆしゅつが統制とうせいされる品目ひんもくであり、日本にっぽんでは外国がいこく為替かわせ及および外国がいこく貿易ぼうえき法ほうによって経済けいざい産業さんぎょう大臣だいじんの許可きょかなく輸出ゆしゅつすることが禁止きんしされている。

法令ほうれい上じょうは、政令せいれいである輸出ゆしゅつ貿易ぼうえき管理かんり令れい別表べっぴょう第だい一いちの三さんの項こう（一いち）において「軍用ぐんようの化学かがく製剤せいざいの原料げんりょうとなる物質ぶっしつ又または軍用ぐんようの化学かがく製剤せいざいと同等どうとうの毒性どくせいを有ゆうする物質ぶっしつ若もしくはその原料げんりょうとなる物質ぶっしつとして経済けいざい産業さんぎょう省しょう令れいで定さだめるもの」に該当がいとうする。フッ化か水素すいそは、この政令せいれいにいう経済けいざい産業さんぎょう省令しょうれいである輸出ゆしゅつ貿易ぼうえき管理かんり令れい別表べっぴょう第だい一いち及および外国がいこく為替かわせ令れい別表べっぴょうの規定きていに基もとづき貨物かもつ又または技術ぎじゅつを定さだめる省令しょうれい（貨物かもつ等とう省令しょうれい）の第だい二に条じょう一いち項こうの「ヘ」として掲かかげられている。

事故じこ・災害さいがい

市川いちかわ市しにおけるタンクローリーからの流出りゅうしゅつ

1970年ねん（昭和しょうわ45年ねん）9月がつ8日にち、千葉ちば県けん市川いちかわ市しの総武そうぶ線せんのガードにタンクローリーが衝突しょうとつ。タンク上じょうのバルブが壊こわれて積荷つみにのフッ化か水素すいそが漏出ろうしゅつした。現場げんばに出動しゅつどうした消防しょうぼう士し、地域ちいき住民じゅうみんなど60人にん以上いじょうが火傷かしょうによる負傷ふしょう。

八王子はちおうじ市し歯科しか医師いしフッ化か水素すいそ酸さん誤あやま塗布とふ事故じこ

詳細しょうさいは「八王子はちおうじ市し歯科しか医師いしフッ化か水素すいそ酸さん誤あやま塗布とふ事故じこ」を参照さんしょう

1982年ねん4月がつ20日はつか、東京とうきょう都と八王子はちおうじ市し内うちの歯科しか医院いいんで、歯科しか医師いしが虫歯むしば予防よぼう用ようのフッ化かナトリウム(NaF)と間違まちがえてフッ化か水素すいそ酸さんを当時とうじ3歳さいの女児じょじの歯はに塗布とふし、急性きゅうせい薬物やくぶつ中毒ちゅうどくで死亡しぼうさせる事件じけんが発生はっせいした。歯科しか医師いしは業務ぎょうむ上じょう過失かしつ致死ちし罪ざいにより禁錮きんこ1年ねん6月がつ執行しっこう猶予ゆうよ4年ねんの有罪ゆうざい判決はんけつを受うけた。

亀尾かめおフッ化か水素すいそ酸さん漏出ろうしゅつ事故じこ

詳細しょうさいは「亀尾かめおフッ化か水素すいそ酸さん漏出ろうしゅつ事故じこ」を参照さんしょう

2012年ねん9月27日にち、韓国かんこくの慶尚北道けいしょうほくどう亀尾かめお市しにある工場こうじょうでフッ酸さんが漏出ろうしゅつする事故じこが起おこり、作業さぎょう員いんら5人にんが死亡しぼう、住民じゅうみん4千せん人にんあまりが健康けんこう被害ひがいを受うけた。韓国かんこく政府せいふは、同年どうねん10月がつ8日にちに慶尚北道けいしょうほくどう亀尾かめお市し山東さんとう面めん鳳おおとり山里やまざと一帯いったいを特別とくべつ災難さいなん地域ちいきに指定していした。

関連かんれん項目こうもく

• オラー試薬しやく
• カール・ヴィルヘルム・シェーレ

外部がいぶリンク

• 弗どる化か水素すいそ 職場しょくばのあんぜんサイト 厚生こうせい労働省ろうどうしょう
• 安全あんぜんデータシート ふっ化か水素すいそ酸さん MSDS