氟硅酸

无色透明的发烟液体

硅酸也叫氟锈酸, 分子式 为H 2 SiF 6 ,分子量为144.09,是无色透明的 发烟 液体,有刺激性气味,呈强酸性反应。

无水氟硅酸为无色气体,不稳定,易分解为 四氟化硅 和 氟化氢 ,在室温已有约50%分解。浓的氟硅酸溶液冷却时能析出无色 二水磷酸钠 物 晶体 (H 2 SiF 6 ·2H 2 O)。氟硅酸可溶于水,有消毒性能。氟 硅酸 的最高浓度为60.92%,当组分含氟硅酸13.3%时最稳定, 蒸馏 时不分解。

氟硅酸来源于化工厂的“三废”,如 磷肥厂 的废气中含有氟化硅,可将它通入水中就可得氟硅酸溶液(滤掉 二氧化硅 沉淀)。

氟硅酸是制取 氟硅酸钠 、钾、 、镁、铜、 、铅和其他 氟硅酸盐 及四氟化硅的原料,用于金属 电镀 、木材防腐、啤酒消毒、酿造工业设备消毒(1%~2%H 2 SiF 6 )、铅的 电解 精制等, 还可以用来防治小麦锈病,在发病前、后均可施用。

物理性质

外观与 性状 :其 水溶液 为无色透明的 发烟 液体,有刺激性气味。

相对密度(水=1):1.32g/mL

沸点 (℃):108.5

溶解性:溶于水。

化学性质

酸性很强0.03mol/L浓度下PH为1.6(不考虑分解,酸性与 硝酸 相近),若用塑料容器存放,室温下在稀溶液中稳定, 配位化合物 氟硅酸根(SiF62-)很稳定,六个F的存在以及非常对称的结构使得负电荷可以很好地分散,使得氟硅酸能够很好地释放出 氢离子 ,其盐类 溶解度 特殊, 钾盐 与 钡盐 不溶, 盐微溶, 钠盐 、锂盐和 铵盐 可溶,铷盐, 亚铁盐 极易溶解。受热分解放出有毒的 氟化物 气体。具有较强的腐蚀性。

具有酸的通性,与金属剧烈反应,生成 氢气 :

H2SiF6+2Na→ Na2SiF6 +H2↑

H2SiF6+Mg→MgSiF6+H2↑

H2SiF6+Zn→ZnSiF6+H2↑

H2SiF6+Fe→FeSiF6+H2↑

与碱反应,形成盐,

H2SiF6+2 氢氧化钠 →Na2SiF6+2H2O

H2SiF6+Fe(OH)2→FeSiF6+2H2O

氟硅酸盐 在热水中 水解 ,

[SiF6](2-) + 3H2O = H2SiO3 + 2F(-) + 4HF,故氟硅酸盐在热水中呈 弱酸 性

能与金属 氧化物 反应:

3H2SiF6+ 氧化铁 =Fe2(SiF6)3+3H2O

H2SiF6+ CuO = CuS iF6+H2O

与盐发生 复分解反应 :

H2SiF6+ Na2CO3 →Na2SiF6+ CO2 ↑+H2O

H2SiF6+ 硫酸钾 →K2SiF6↓+ 硫酸

H2SiF6+2K MnO4 →K2SiF6↓+2HMnO4(用此方法可制得浓度较低的高锰酸, 化学性质 稳定)

H2SiF6+2KI→K2SiF6↓+2HI(由于氟硅酸是非 氧化性酸 ,没有副反应,所以 碘化氢 中游离碘含量很少,溶液基本无色)

化学数据

1、 氢键 供体数量:0;

2、氢键受体数量:7;

3、可旋转 化学键 数量:0;

4、拓扑分子 极性表面积 (TPSA):0;

5、重 原子 数量:7;

6、表面电荷:0;

7、复杂度:62.7;

8、 同位素 原子数量:0;

9、确定原子立构中心数量:0;

10、不确定原子立构中心数量:0;

11、确定化学键立构中心数量:0;

12、不确定化学键立构中心数量:0;

13、 共价键 单元数量:3。

制备过程

1、 硅石 粉 酸解 法在衬铅的酸解设备中先加入 氢氟酸 ,然后逐渐加入硅石粉,使之反应。反应完成后,加入 稻糠 灰以中和游离的氢氟酸,同时起到漂白溶液的作用,过滤溶液,在滤出的清液中加入适量的 红铅 (PbO)以除去氢氟酸中带入的 硫酸根 ,再经过滤,制得氟硅酸成品。

6HF+ sio →HSiF+2HO

2、由湿法磷酸生产中释放出 四氟化硅 经水吸收制得。亦可由 硅砂 与氢氟酸反应制得或用硅砂、 氟化钙 和 硫酸 混合加热制得。

实际应用

1、是制取 氟硅酸钠 、钾、 铵 、镁、铜、 钡 、铅和其他 氟硅酸盐 及四氟化硅的基本原料。用于金属 电镀 、木材防腐、啤酒消毒、酿造工业设备消毒(1%~2%HSiF)和铅的 电解 精制等。还用作媒 染剂 和 金属表面处理剂 。

2、用于测定钡。分离钡和 。铅、锡的电解精制。氟硅酸盐的制备。设备消毒。

3、氟硅酸也用于某些电镀的添加剂,氟硅酸或盐类用于镀铬添加,可与 硫酸根 有相似的作用,并可提高电流效率到20%左右,光亮度提高,光亮 电流密度 范围加宽;氟硅酸对镀铬层有活化作用,断电时间短,继续复镀,结合力几乎不受影响,所以在镀铬中氟硅酸为必要的添加成分;氟硅酸可降低镀铬的电流密度,提高镀层覆盖能力,但增加了镀液的腐蚀性。

3.制取 氟硅酸盐 及 四氟化硅 的原料,也应用于金属 电镀 、木材防腐、啤酒消毒等。

使用注意事项

危险性概述

健康危害:皮肤直接接触,引起发红,局部有 烧灼感 ,重者有 溃疡 形成。对机体的作用似 氢氟酸 ,但较弱。

燃爆危险:该品不燃,具强腐蚀性,可致人体灼伤。

对环境的影响

健康危害

侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。

危害健康:皮肤直接接触,会引起发红,局部有烧灼感,严重者有溃疡形成。对机体的作用类似于氢氟酸,但较弱。

毒理学 资料及环境行为

危险特性:受热分解放出有毒的 氟化物 气体。具有较强的腐蚀性。

燃烧(分解)产物: 氟化氢 。

现场应急监测方法

实验室监测方法: 参照氟分析方法

环境标准: 参照氟标准

急救措施

皮肤接触:立即脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。

眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或 生理盐水 彻底冲洗至少15分钟。就医。

吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持 呼吸道 通畅。如 呼吸困难 ,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。

食入:用水 漱口 ,给饮牛奶或蛋清。就医。

消防措施

有害燃烧产物: 氟化氢 。

灭火方法:消防人员必须穿全身耐酸碱消防服。

灭火剂:泡沫、干粉、 二氧化碳 、 砂土 。

泄漏应急处理

应急处理:迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并进行隔离,严格限制出入。建议应急处理人员戴自给 正压 式呼吸器,穿防酸碱工作服。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏源。

小量泄漏:用砂土或其它不燃材料 吸附 或吸收。也可以用大量水冲洗,洗水稀释后放入 废水 系统。

大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。用泡沫覆盖,降低蒸气灾害。用泵转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。

操作处置

操作注意事项:密闭操作,注意通风。操作尽可能 机械化 、自动化。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸 过滤式防毒面具 ( 全面罩 ),穿橡胶耐酸碱服,戴橡胶 耐酸碱手套 。远离易燃、 可燃物 。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与碱类接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。

储存注意事项:储存于阴凉、通风的库房。远离 火种 、热源。库温不宜超过30℃。保持容器密封。应与易(可)燃物、碱类分开存放,切忌混储。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。

参考资料

  1. 氟硅酸 pubchem 2024-10-28