氟化氢（hydrogen fluoride），化学式为HF，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）。

氟元素是中国的优势资源之一，氟化氢（AHF）是生产各种氟化合物的基本原料，从1931年起被应用于在化学工业、国防工业及电子工业。中国生产AHF已有40余年历史，从引进国外技术到国产化共历经三个阶段。

（1）土法生产（1959-1963）：从国防建设需求出发，通过大锅熬制每年仅能生产40余吨；

（2）转炉生产（1969-1989）：由于土法生产造成较为严重的设备腐蚀，加上生产能力受限等缺陷，中国于1963年开始试制采用反应转炉生产无水氟化氢；

（3）引进发展（1989-）：近年来中国无水氟化氢生产发展迅猛，成功引进万吨级生产技术和设备，产生了一批具有较强实力的企业。

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（20℃以下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。

注：1bar = 100kPa = 0.1MPa，表中数据源于Aspen Plus V14物性数据库。

注：一般而言，同族元素自上至下熔沸点依次增加。

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。在水溶液中氟化氢是一种很弱的酸，而其他氢卤酸却是很强的酸这一现象与在氧族元素同氢的化合物中水是极弱的酸，而硫化氢、硒化氢和碲化氢的酸性较强的情况很相似。

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5mol/L（5M）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℃（355K）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）和氧化钠（Na2O）为例，反应方程式如下。

HF + NaOH → NaF + H2O

Na2O + 2HF → 2NaF + H2O

氟化氢作为溶质是很弱的酸，而作为溶剂是很强的酸。在HF-H2O混合体系中，随着氟化氢浓度的增加，体系酸度增大。而当氟化氢作为溶剂时，水的行为相当于很强的碱。故在研究将氟化氢作为溶质或溶剂时，它们的酸性是不完全相同的。值得注意的是在稀的水溶液中，一个游离的HF分子提供一个质子给H2O分子的聚集体并同时形成一个水合氟离子。当体系中仅有少量水存在时，则情况是很不相同的，这时有一个质子转移到从聚合的HF溶剂中游离出来的一个水分子上，而氟离子则形成为一个稳定的多聚配位阴离子。在H2O-HF体系中氟离子处于两种极端组分的不同溶剂化作用上，可能这正是决定质子转移难易程度的主要因素。

氟化氢是酸性很强的溶剂，其酸度与无水硫酸相当，但比氟磺酸弱。能够给予氟化氢以质子的化合物是极少的，在水溶液中许多呈酸性的化合物在氟化氢溶剂中却呈碱性或两性。例如，硝酸、高锰酸和硫酸呈碱性：

HONO2 + HF → (HO)2NO+ + F-

HMnO4 + 2HF → MnO3F + H3O+ + F-

H2SO4 + 2HF → HOSO2F + H3O+ + F-

高氯酸呈两性：

HClO4 + HF → H2ClO4+ + F- (HClO4为碱的情况)

HClO4 + HF → H2F+ + ClO4- (HClO4为为酸的情况)

醇类作为碱而离解：

ROH + HF → ROH2+ + F-

在氟化氢溶剂中，能与质子争夺氟离子的化合物都是电子对接受体，如三氟化硼、五氟化砷和五氟化锑等：

BF3 + 2HF → BF4- + H2F+

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↑

氟化氢与水相似，具有介电常数大的特点，因而它是一种较理想的溶剂。根据溶质在氟化氢中的不同作用，可以把它们分成为以下几种类型：①溶解时发生电离或不发生电离的情况；②是否发生溶剂分解反应；③在溶剂中发生酸-碱反应；④在溶剂中发生氧化-还原反应等。所谓溶剂分解反应，在这里主要是指溶质与溶剂之间的化学反应是不可逆的，有些简单的可逆反应如溶剂化作用和酸-碱反应也可看成溶剂分解反应的例子。

与水一样，氟化氢作为溶剂时本身存在自偶电离。以氟化氢作溶剂的体系中，氟化氢本身可以看作是能够发生电离的，即：HF ↔ H+ + F-。然而无论从水溶液或其他溶剂体系中，裸质子都是不可能独立存在的，故在氟化氢溶剂中，质子和F-离子都应是溶剂化的。因此，用以下电离平衡更能表达其电离过程：

3HF ↔ H2F+ + HF2-

二氟氢离子HF2-是一个具有对称性的阴离子，其生成热约为-167kJ/mol。晶体结构的研究表明还存在着H2F3-阴离子，它们能以固态的氟氢化钾KHF2和KH2F3形式析出，说明HF2-可以有更大程度的溶剂化。H2F+离子可能存在于一些盐如H2F+SbF6-和H2F+AsF6-中。

近乎纯净的氟化氢在0℃时，其最低的电导率约为1×10-6Ω-1·cm-1，摩尔电导为623Ω-1·cm2，由此计算出在氟化氢中的离子物种浓度为[H+]=[F-]=1.6×10-6mol·L-1。氟化氢溶剂的相应离子积为2.6×10-12mol2·L-2，其pK值是13.3。即使这样高纯度的氟化氢仍难免存在有微量的水和其他杂质，因此实际的值要更小一些。

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）。

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1.5g 以上HF可致人死亡。

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。

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）

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PTFE（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）。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。