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悉尼

这种“化肉水”比浓硫酸更恐怖,它腐蚀手指时你都没感觉(组图)

1个月前 来源: 把科学带回家 原文链接 评论0条

中学化学老师肯定会告诫你,强酸能够腐蚀人体,所以做实验的时候一定要特别小心。

可是,是不是弱酸就可以让人放心了呢,今天来介绍一种具有极强腐蚀性的弱酸,因为它伤害人体,靠的并不是它的酸性。

它,就是氢氟酸(HF)。


氢氟酸

英国皇家学会会员、大英帝国勋章获得者、诺丁汉大学的化学教授 Martyn  Poliakoff 介绍,实际上,化学家们基本都知道,氢氟酸会“吃人”——氢氟酸能够快速腐蚀神经,快到一旦你把手指浸入氢氟酸,你手指上的神经元就被杀死了,以至于你都无法感到疼痛。


Martyn  Poliakoff

Poliakoff  说,有许多案例报告,那些手套破了洞还不知道的人,接触了氢氟酸后,拿下手套时发现手少了一块。

在美剧《绝命毒师》(Breaking bad)里面,老白他们用的毁尸灭迹的“化尸水”就是氢氟酸。


《绝命毒师》

氢氟酸真有这么厉害吗?当然不可能找活人来实验咯,用小动物也太不人道了。

所以呢,Poliakoff 和BBC的媒体制作人 Brady Haran 就替我们做了这个实验。

他们把3根生的大鸡腿放在了盛有氢氟酸(浓度为48%),盐酸(浓度为37%)和硫酸(浓度为95%)的烧杯里。

氢氟酸泡鸡腿——

盐酸泡鸡腿——

浓硫酸泡鸡腿——

来张合照。注意到中间氢氟酸用的容器和大家都不太一了吗?之后会解释为什么。

好,浸了5分钟了,来看看大鸡腿的情况。

emmm,氢氟酸的这根好像变得有些灰白,类似于被煮过——

硫酸大鸡腿没有什么明显的变化——

过了半个小时,鸡腿们还没有发生什么重大的变化。

氢氟酸大鸡腿——

盐酸大鸡腿——

浓硫酸大鸡腿——

在泡了大概一个晚上(18个小时)以后,3种酸终于显现出了不同的效果。

先来个合照(从左到右分别是盐酸,氢氟酸,硫酸)——

看,这是泡在硫酸里的大鸡腿,红色物质被泡了出来——

硫酸里的这根,捞起来变成了啫喱状——

盐酸里的大鸡腿也有明显的红色物质析出。不过,没有泡到盐酸的部分看起来还是很新鲜的——

捞出来的时候也有一丢丢啫喱——

但是,氢氟酸里的这根鸡腿就不同了, 它看起来死气沉沉的,不管是浸入酸液的部分,还是酸液以上的部分,都是可怕的青灰色。而且氢氟酸本身并没有明显地变色。

靠近看——

看起来,它的底部就像是被手术刀切过一样平整。细思极恐。

三根鸡腿的对比图(左中右分别是盐酸,氢氟酸,硫酸)——

从这个对比图可以看出,氢氟酸似乎对大鸡腿里的红色部分,也就是肌红蛋白做了什么。肌红蛋白和血液里的血红蛋白类似,不过它主要在肌肉里负责储存氧气。实际上,许多半生的牛排流出的红色汁液不是血液,而是肌红蛋白。

Poliakoff 指出,氢氟酸能够分解铁卟啉族的化合物,也就是肌红蛋白和血红蛋白,所以泡在氢氟酸里的大鸡腿变得惨白。

好吧,这样处理过的大鸡腿是干垃圾还是湿垃圾呢?总之不能直接丢掉。

把它们先泡到碳酸钾(弱碱性)里面,这样大鸡腿里的酸就会和它发生反应,产生二氧化碳。

有趣的是,被硫酸泡过的大鸡腿一下子就沉下去了——

但是被氢氟酸泡过的大鸡腿却浮了起来——

盐酸泡过的大鸡腿也漂了起来——

氢氟酸泡过的大鸡腿吐出了更多泡泡,说明它吸收的酸液更多,氢氟酸的腐蚀性比其他两种酸更强。

为什么氢氟酸这么强?

氢氟酸的强腐蚀性,并不是依靠它的酸性。

氢氟酸的酸性并不如盐酸,硫酸那么强,因为H-F键并不容易离解,但是氢氟酸却是性质十分活泼的物质,而这全是因为氟这种元素。我们之前介绍过的C-F键(碳-氟键)就是世界上最难破坏的单键,就是这个缘故(点我查看)。

氢氟酸不但可以和金属、水泥、陶器,橡胶,皮革等物质反应,甚至可以和玻璃、搪瓷反应。所以你在实验里看到,盛装氢氟酸的不是玻璃杯。

不过,也是因为氢氟酸具有活泼的性质,许多工业都要用到氢氟酸,比如玻璃制造、半导体、不锈钢制造等等。因为可以腐蚀陶瓷,所以氢氟酸也被用来做陶瓷材料的蚀刻剂。

甚至在医疗领域,氢氟酸也有应用。牙科就经常用到氢氟酸。在装烤瓷牙的时候,牙医会用氢氟酸腐蚀烤瓷牙内部表面,使其容易和需要修补的部位贴合。

日常生活中,清洁大理石、砖石、马桶、空调时,有时也会用到氢氟酸作为清洁剂。

用于牙科的氢氟酸+硅烷偶联剂

那么,化学性质如此活泼的氢氟酸,除了能分解肌红蛋白和血红蛋白,它在人体内还会做什么呢?

氢氟酸和普通的酸不一样,普通酸的破坏力在于其酸性——氢离子,氢离子会使组织凝固性坏死(coagulative necrosis),坏死组织的蛋白质变性,但保持原样死在那里,所以酸液的破坏性可被死亡组织阻挡。

但是,氢氟酸的腐蚀性不在于其酸性(氢离子)。实际上,根据澳大利亚职业安全研究院(Australian Institute of Occupational Hygienists Newsletter),1980年一个死于浓度为70%的氢氟酸的实验室技术员的全身皮肤只有2.5%烧伤;1994年一名澳大利亚的地质实验室的技术员全身只有9%烧伤,当时他不小心把100毫升的浓度为70%的氢氟酸倒在了大腿上。

实际上,就像 Poliakoff 说的那样,氢氟酸可以轻易进入人体而不留下明显的伤口和疼痛,这就让它变得更加危险了。

一方面,进入人体后,和细胞里的钙和镁接触后,氟会和它们形成不溶于水的氟化钙(CaF2)和氟化镁(MgF2),导致细胞离子通道紊乱。

另一方面,氢氟酸具有很高的亲脂性,因此神经元和血管,肌腱等组织很快就会死亡。只要口服15毫升浓度为9%的氢氟酸溶液,就会引发死亡。

所以一句话,见识过氢氟酸厉害的同学们要注意了,接触含有氢氟酸的化工产品一定要万分小心。

最后来个彩蛋。

只有酸泡大鸡腿怎么能过瘾呢?和垃圾食品有仇的 Poliakoff 小分队又把金拱门的奶酪汉堡泡到了盐酸里。每个人的胃里都有盐酸,它是帮助分解食物的物质。

好了,3个半小时过去了,来看看大汉堡怎么样了。

当然,你的身体里还有更多分解食物的物质,比如各种消化酶,而且胃里的盐酸浓度大概是0.5%,没上图的浓度高,所以你胃里的情况可能比这个画面要好看那么一点点。

你现在大概能理解为什么便便是松松垮垮的样子了吧。

不过,Poliakoff 教授好像搞错了方向,我想许多同学想看的是,传说中的“明天见”金针菇是怎样在酸液里保持原本的形态的,对吧?

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