フッ化水素のソースを表示

{{特殊文字|説明=[[Microsoftコードページ932]]（[[はしご高]]）}}
{{Chembox
| Name = フッ化水素
| ImageFileL1 = Hydrogen-fluoride-2D-dimensions.svg
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| ImageFileR1 = Hydrogen-fluoride-3D-vdW.svg
| ImageSizeR1 = 100px
| ImageFile = Hydrogen-fluoride-solid-chains-3D-vdW.png
| ImageSize = 200px
| IUPACName = フッ化水素
[[フルオラン]]
| OtherNames = フッ化水素酸（水溶液）
| Section1 = {{Chembox Identifiers
| CASNo = 7664-39-3
| RTECS =
| SMILES =
 }}
| Section2 = {{Chembox Properties
| Formula = HF
| MolarMass = 20.01 g/mol
| Appearance = 無色気体または液体
| Density = 0.922 kg m<sup>−3</sup>
| Solubility = 任意に混和（沸点以下）
| MeltingPtC = −84
| BoilingPtC = 19.54
| pKa = 3.17（希薄水溶液）
 }}
| Section3 = {{Chembox Structure
 }}
| Section4 = {{Chembox Thermochemistry
| DeltaHf = -272.1 kJ mol<sup>-1</sup>（気体）<ref name=Parker>D.D. Wagman, W.H. Evans, V.B. Parker, R.H. Schumm, I. Halow, S.M. Bailey, K.L. Churney, R.I. Nuttal, K.L. Churney and R.I. Nuttal, The NBS tables of chemical thermodynamics properties, ''J. Phys. Chem.'' Ref. Data 11 Suppl. 2 (1982).</ref><br />−299.78 kJ mol<sup>−1</sup>（液体）
| DeltaHc =
| Entropy = 173.779 J mol<sup>-1</sup>K<sup>-1</sup>（気体）
| HeatCapacity = 29.133 J mol<sup>-1</sup>K<sup>-1</sup>（気体）
 }}
| Section7 = {{Chembox Hazards
| MainHazards =
| MolShape =
| Dipole =
| NFPA-H = 4
| NFPA-F = 0
| NFPA-R = 1
| NFPA-O =
| FlashPt =
| RPhrases =
| SPhrases =
 }}
| Section8 = {{Chembox Related
| OtherAnions = [[塩化水素]]<br />[[臭化水素]]<br />[[ヨウ化水素]]
| Function =
| OtherFunctn =
 }}
}}
'''フッ化水素'''（フッかすいそ、弗化水素、{{en|hydrogen fluoride}}）とは、[[水素]]と[[フッ素]]からなる[[無機化合物]]で、[[分子式]]が HF と表される無色の気体または液体<ref name="Murahashi">{{Cite journal|和書|author=村橋俊介|author2=榊原俊平|title=無水フッ化水素|publisher=有機合成化学協会|journal=有機合成化学協会誌|date=1967|volume=25|issue=12|pages=1176-1191|doi=10.5059/yukigoseikyokaishi.25.1176}}</ref>。水溶液は'''[[フッ化水素酸]]''' ({{en|hydrofluoric acid}}) と呼ばれ、'''フッ酸'''とも俗称される。[[毒物及び劇物取締法]]の医薬用外[[毒物]]に指定されている。

== 製法 ==
フッ化水素は、[[蛍石]]（[[フッ化カルシウム]] {{chem|CaF|2}} を主とする鉱石）と濃[[硫酸]]とを混合して加熱することで発生させる
: <chem>CaF2 + H2SO4 -> 2HF + CaSO4</chem>
[[水]]にフッ素を反応させると、激しく反応してフッ化水素と酸素が生じる（この反応様式は、[[塩素]]や[[臭素]]と異なる）。
: <chem>2H2O + 2F2 -> 4HF + O2</chem>

== 性質 ==
=== 分子の性質 ===
[[融点]] -84 ℃、[[沸点]] 19.54 ℃ で、常温では気体または液体。[[塩化水素]]などの他の[[ハロゲン化水素]]の場合に比べて性質が異なる点がある。まず、F-H の結合エネルギーが大きいために電離し難く、希薄水溶液においては[[弱酸]]として振舞う。これは[[フッ化物イオン]]の[[イオン半径]]が小さいため、[[水素イオン]]との[[静電気力]]が強いことによるとも解釈される。また、[[水素結合]]により分子間に強い相互作用を持つことから、分子量の割りに沸点が高くなっている。また、フッ素の[[電気陰性度]]があまりに大きいために、フッ化水素同士で[[二量体]]あるいはそれ以上の多量体を生成する。80℃以上の気体状態では単量体が主となる<ref name=Cotton>F. A. コットン, G. ウィルキンソン 著, 中原 勝儼 訳 『コットン・ウィルキンソン無機化学』 培風館、1987年</ref>。

=== 溶媒としての性質 ===
[[液体]]フッ化水素は、様々な物質に対し大きな溶解能を有する<ref name="Murahashi"/>。[[プロトン性極性溶媒]]であり、[[水]]などと同様に[[自己解離]]が存在するが、フッ素の高い陰性により、フッ化物イオンは更に一分子のHFと結合して溶媒和する。0℃でのイオン積は以下のようになる<ref name=Charlot>シャロー 『溶液内の化学反応と平衡』 藤永太一郎、佐藤昌憲訳、丸善、1975年</ref>。
: <chem>3HF <=> {H2F^+} + HF_2{^-}</chem>

: <math>K = \left[\mbox{H}_2\mbox{F}^+ \right] \left[\mbox{H}\mbox{F}_2^- \right] = 10^{-9.7} \mbox{mol}^{2}\mbox{dm}^{-6} \,</math>

フッ化水素の水溶液（フッ化水素酸、弗酸）は濃度により酸性度は著しく変化し、純粋なフッ化水素ではハメットの[[酸度関数]]は ''H''<sub>0</sub> = −11.03 を示し、純[[硫酸]]に近い強酸性媒体である<ref>{{cite journal |author=Robin A. Cox|author2=Keith Yates|date=1983|title=Acidity functions: an update|url= |journal=Canadian Journal of Chemistry|publisher=Canadian Science Publishing|volume=61|issue=10|pages=2225-2243|doi=10.1139/v83-388}}</ref>。さらに純フッ化水素に1mol%の[[五フッ化アンチモン]]を加えたもの([[フルオロアンチモン酸]])は ''H''<sub>0</sub> = −20.5 という[[超酸]]としての性質が現れる。

0℃における[[比誘電率]]は83.6と、水の87.74（0℃）に近く、イオン解離に有利な[[溶媒]]としての性質を持つが、強い酸性度のためフッ化水素中で強酸としてはたらく物質は少なく、水、[[アルコール]]など多くの分子がプロトン化を受け[[強塩基]]として振る舞う<ref name=Charlot /><ref name="Murahashi"/>。

=== ガラスとの反応 ===
[[フッ化物イオン]]の高い[[求核性]]による[[ケイ素]]原子との強い結合形成と、[[ケイ酸]]骨格へのプロトン化の相互作用により、[[ガラス]]等に含まれるケイ酸 {{chem|SiO|2}} と反応して、[[ヘキサフルオロケイ酸]] {{chem|H|2|SiF|6}} を生じ、これらを腐食させる。この反応は、[[半導体]]の製造プロセスにおいて重要である。
: <chem>SiO2 + 6HF -> H2SiF6 + 2H2O</chem>
ちなみに、気体のフッ化水素は、[[ガラス]]等に含まれる[[二酸化ケイ素]] SiO<sub>2</sub> と反応し[[四フッ化ケイ素]]
: <chem>SiO2 + 4HF -> SiF4 + 2H2O</chem> となる。

その他、ほとんど全ての無機[[酸化物]]を腐食する。そのため、容器として[[ポリエチレン]]や[[テフロン]]のボトルが使用される。

=== 主な用途 ===
フッ化物の製造原料として用いられる。フッ化水素は反応性が高く、さまざまなものを侵す。高オクタン価ガソリンを製造するためのアルキル化処理の触媒となる<ref>{{Cite web|和書|url=https://oilgas-info.jogmec.go.jp/termlist/1000201/1000239.html|title=アルキレーション (あるきれーしょん)|publisher=[[石油天然ガス・金属鉱物資源機構]]|accessdate=2019-11-02}}</ref>ほか、電線被覆や絶縁材料、フライパン・眼鏡レンズのコーティングなどに使われる[[フッ素樹脂]]や、エアコンや冷蔵庫の冷媒として使われる[[フロン類]]の原料でもある。これらの用途に使われるフッ化水素は99.9%以下の低純度製品で、各国で生産されている。

一方、半導体製造工程用のフッ化水素には高純度が要求され、純度99.999%以上の 5N (Nは Nine、すなわち 9 を示す) クラスのものは液晶パネルなどの集積度が比較的低い製品に使用される。最先端半導体プロセスにおいては不純物の量が歩留まりに直結するため特に超高純度のものが要求され、エッチング工程など向けに 12N (99.9999999999%、不純物濃度 1兆分の1) の超高純度品が生産されている。

この他、モバイル機器用ディスプレイパネルに使われるフッ化ポリイミドの原料となるなど、フッ化水素は現在のハイテク産業を支える重要な物質である<ref name=":0">{{Cite web|和書|author=ノ・ソクチョ |title=輸出優遇除外：ロシアのフッ化水素供給提案に韓国業界は困惑 |url=http://www.chosunonline.com/site/data/html_dir/2019/07/13/2019071380010.html |website=Chosun online 朝鮮日報 日本語版 |publisher=朝鮮日報 |date=2019-07-13 |accessdate=2019-07-19 |archive-url=https://web.archive.org/web/20190713134506/http://www.chosunonline.com/site/data/html_dir/2019/07/13/2019071380010.html |archive-date=2019-07-13}}</ref><ref name=":1">{{Cite web|和書|title=朴智元議員「日本は129フッ化水素生産計画…文大統領は検討を」|url=https://japanese.joins.com/JArticle/255786?sectcode=A10&servcode=A00r|website=[[中央日報]]日本語版|accessdate=2019-07-22}}</ref>。

* [[フッ化物]]や[[フロン]]ガス、[[フッ素樹脂]]の製造原料
* [[ガラス]]の加工
** 彫刻、エッチング、[[電球]]・[[ブラウン管]]のつや消し
* [[金属]]の洗浄、[[鋳造]]物の洗浄、[[半導体]]物質の[[エッチング]]剤等。

単体[[フッ素]]は、フッ化水素を電気分解することで得られる。
:<chem>2HF -> F2 + H2</chem>

1886年6月、[[アンリ・モアッサン#研究|アンリ・モアッサン]]の実験によって確立され、現在でも基本的にはこの方法が用いられる。

==== ウラン濃縮用途 ====
[[核燃料]]製造にあたって[[ウラン濃縮#遠心分離法|ウラン濃縮]]のために必要となる[[六フッ化ウラン]]の製造過程において使用される<ref name=":2">{{Cite web|和書|title=転換処理|url=https://www.jsme.or.jp/jsme-medwiki/12:1008816|website=www.jsme.or.jp|accessdate=2021-08-14|publisher=[[日本機械学会]]}}</ref>。

{{Main|酸化ウラン(IV)|四フッ化ウラン}}

==== 毒ガス兵器製造用途 ====
[[有機リン化合物|有機リン系]]の[[神経ガス]]である[[サリン]]の製造に、フッ化水素または[[フッ化ナトリウム]]が使用される<ref name=":0" /><ref name=":3">{{Cite news|title=「日本、経済報復の世論戦のために自国民のトラウマ『サリン』まで活用」|newspaper=[[中央日報]]|date=2019-07-10|url=https://japanese.joins.com/JArticle/255390?sectcode=A10&servcode=A00}}</ref>。

{{For2|プロセス|サリン#合成及び構造}}

== 工業的生産量 ==
フッ化水素酸<!--月報には「ふっ化水素酸」で記載-->（濃度50%換算値）の2013年度日本国内生産量は 64,841 t、出荷量は 56,758 t であった<ref>[https://www.meti.go.jp/statistics/tyo/seidou/result/ichiran/08_seidou.html#menu5 経済産業省生産動態統計] - 経済産業省</ref>。

生産量を国別で見ると、80%を日本が占めており、残り20%は中華人民共和国となっている。

その他、ロシア連邦の核燃料製造・供給企業 [[TVEL]] <ref>[https://www.tvel.ru/wps/wcm/connect/tvel/tvelsite.eng/ TVEL Fuel Company]</ref>傘下の電気化学プラント JSC “PA ECP”(Joint Stock Company Production Association Electrochemical Plant）で核燃料製造の際に使用する超高純度フッ化水素酸および超高純度無水フッ化水素を製造・販売している<ref>[http://www.ecp.ru/eng/ Stock Company «Production Association «Electrochemical plant»]</ref>。

== 毒性 ==
[[労働安全衛生法]]の[[特定化学物質#第2類物質|第2類特定化学物質]]に指定されている。

ヒトの経口最小致死量は 1.5 g、あるいは体重あたり 20 mg/kg である。スプーン一杯の9%溶液の誤飲で死亡した事例もある<ref>[http://wwwt.j-poison-ic.or.jp/ippan/O13300O.pdf (財)日本中毒情報センター：フッ化水素（医師向け中毒情報）]{{リンク切れ|date=2022-03-21}}</ref>。吸引すると、灼熱感、咳、めまい、頭痛、息苦しさ、吐き気、息切れ、咽頭痛、嘔吐などの症状が現われる。また、目に入った場合は発赤、痛み、重度の熱傷を起こす。皮膚に接触すると、体内に容易に浸透する。フッ化水素は体内の[[カルシウム|カルシウムイオン]]と結合してフッ化カルシウムを生じさせる反応を起こすので、骨を侵す。濃度の薄いフッ化水素酸が付着すると、数時間後にうずくような痛みに襲われるが、これは生じた[[フッ化カルシウム]][[結晶]]の刺激によるものである。また、浴びた量が多いと死に至る。これは血液中のカルシウムイオンがフッ化水素によって急速に消費されるために、血中カルシウム濃度が低下し、しばしば重篤な[[低カルシウム血症]]を引き起こすためである<ref>[http://www.jichi.ac.jp/usr/gakuyu/kyudobu/er/card/card4-20.html フッ化水素酸中毒の症例]{{リンク切れ|date=2022-03-21}}</ref>。この場合、意識は明晰なまま、[[心室細動]]を起こし死亡する<ref>内藤裕史『中毒百科』南江堂、2001年</ref>。

歯科治療においては、人工歯（[[義歯]]）の製造工程にフッ化水素が使われる一方で、歯の[[う蝕]]（＝虫歯）予防に[[フッ化ナトリウム]] (NaF) が使われることがある。両方とも[[フッ化物]]なので混同の危険性がある。実際に、両者の取り違えによる死亡事故（[[八王子市歯科医師フッ化水素酸誤塗布事故]]）が報告されている<ref>昭和57年（1982年）4月22日 読売新聞記事</ref><ref>東京地方裁判所八王子支部昭和58年2月24日判決 [http://www.jmari.med.or.jp/research/dl.php?no=233 日医総研ワーキングペーパー No.93]{{リンク切れ|date=2022-03-21}} 日医総研 平成16年1月20日に関連情報あり</ref>。

皮膚に接触した場合の[[応急処置]]としては、直ちに流水洗浄し、[[グルコン酸カルシウム]]を患部に塗布する。

== 輸出管理 ==
フッ化水素は[[ウラン濃縮]]<ref name=":2" />や[[サリン]]など毒ガスの製造<ref name=":3" />にも用いられるため、[[生物化学兵器]]関連の[[オーストラリア・グループ]]の枠組みにおいて[[輸出管理|輸出が統制]]される品目であり<ref>{{Cite web|和書|title=国問研戦略コメント（No.11） 韓国向け輸出管理の運用見直しについて>|url=https://www2.jiia.or.jp/RESR/column_page.php?id=362&fbclid=IwAR0zDWwmTZb3vTm9_wfApFiVM1ql6WZyhxCPcq1BFTKiXjoDwCG6gmjACNg|website=www2.jiia.or.jp|accessdate=2021-08-14|publisher=[[日本国際問題研究所]]|last=髙山|first=嘉顕}}</ref>、日本では[[外国為替及び外国貿易法]]によって[[経済産業大臣]]の許可なく輸出することが禁止されている。

法令上は、[[政令]]である輸出貿易管理令別表第一の三の項（一）において「軍用の化学製剤の原料となる物質又は軍用の化学製剤と同等の毒性を有する物質若しくはその原料となる物質として[[経済産業省]]令で定めるもの」に該当する<ref>{{Cite web|和書|title=輸出貿易管理令 {{!}} e-Gov法令検索|url=https://laws.e-gov.go.jp/law/324CO0000000378|website=elaws.e-gov.go.jp|accessdate=2021-08-14}}</ref>。フッ化水素は、この政令にいう経済産業[[省令]]である輸出貿易管理令別表第一及び外国為替令別表の規定に基づき貨物又は技術を定める省令（貨物等省令）の第二条一項の「ヘ」として掲げられている<ref>{{Cite web|和書|title=輸出貿易管理令別表第一及び外国為替令別表の規定に基づき貨物又は技術を定める省令 {{!}} e-Gov法令検索|url=https://laws.e-gov.go.jp/law/403M50000400049|website=elaws.e-gov.go.jp|accessdate=2021-08-14}}</ref>。

== 事故・災害 ==
=== 市川市におけるタンクローリーからの流出 ===
[[1970年]]（昭和45年）9月8日、千葉県市川市の総武線のガードに[[タンクローリー]]が衝突。タンク上のバルブが壊れて積荷のフッ化水素が漏出した。現場に出動した[[消防士]]、地域住民など60人以上が火傷による負傷<ref>猛毒フッ化水素、民家襲う　60数人、やけどや炎症 事故トラックから噴出『朝日新聞』1970年（昭和45年）9月8日夕刊 3版 11面</ref>。

=== 八王子市歯科医師フッ化水素酸誤塗布事故 ===
{{main|八王子市歯科医師フッ化水素酸誤塗布事故}}
[[1982年]][[4月20日]]、[[東京都]][[八王子市]]内の歯科医院で、歯科医師が虫歯予防用の[[フッ化ナトリウム]](NaF)と間違えてフッ化水素酸を当時3歳の女児の[[歯]]に塗布し、急性薬物中毒で死亡させる事件が発生した。歯科医師は[[業務上過失致傷罪|業務上過失致死罪]]により[[禁錮]]1年6月[[執行猶予]]4年の有罪判決を受けた<ref>[[判例タイムズ]] 678号60頁</ref>。

=== 亀尾フッ化水素酸漏出事故 ===
{{Main|亀尾フッ化水素酸漏出事故}}
[[2012年]][[9月27日]]、[[大韓民国|韓国]]の[[慶尚北道]][[亀尾市]]にある工場でフッ酸が漏出する事故が起こり、作業員ら5人が死亡、住民4千人あまりが健康被害を受けた。韓国政府は、同年10月8日に慶尚北道亀尾市山東面鳳山里一帯を特別災難地域に指定した<ref>[http://japanese.donga.com/srv/service.php3?biid=2012100995888 東亜日報「フッ酸漏えいの亀尾地域、特別災難地域に指定」] 2012年10月10日13時30分閲覧</ref>。

== 脚注 ==
{{Reflist}}

== 関連項目 ==
* [[オラー試薬]]
* [[カール・ヴィルヘルム・シェーレ]]

== 外部リンク ==
* [https://anzeninfo.mhlw.go.jp/anzen/gmsds/0063.html 弗化水素] 職場のあんぜんサイト 厚生労働省
* [https://products.kanto.co.jp/products/denshi/pdf/denshi_sdsjhydrofluoricacid01.pdf 安全データシート ふっ化水素酸] MSDS

{{水素の化合物}}
{{Normdaten}}
{{DEFAULTSORT:ふつかすいそ}}
[[Category:無機化合物]]
[[Category:フッ化物]]
[[Category:水素の化合物]]
[[Category:毒物]]
[[Category:カール・ヴィルヘルム・シェーレ]]