玻璃是一種較為透明的固體物質(zhì),,其主要成分是石英石,即二氧化硅,。玻璃最美妙的特性是透明性,,它被廣泛用作窗玻璃、光學(xué)儀器玻璃,以及各種化學(xué)容器和生活容器,。玻璃不怕鹽酸,、硫酸、硝酸甚至王水的侵蝕,,只有苛性堿才能略微腐蝕玻璃的一層表皮,。所以人們?cè)诓A舷胍坛龌y,需要依靠一種會(huì)“啃”玻璃的化學(xué)物質(zhì),。
這種會(huì)“啃”玻璃的化學(xué)物質(zhì)就是氫氟酸,,它是人們刻蝕玻璃的好幫手。在玻璃制品的表面,,先均勻地涂上一層致密的石蠟,,然后用工具小心地在蠟層上刻畫(huà)圖案或刻度,使要雕刻部分的玻璃露出來(lái),。然后把適量的氫氟酸涂在沒(méi)有蠟層的表面上,,氫氟酸遇上裸露的玻璃,就會(huì)把玻璃“啃”去一層,。最后去除石蠟,,就能在玻璃器皿上雕出各種各樣的花紋了。
生產(chǎn)雕花玻璃過(guò)程所依據(jù)的化學(xué)原理是:由于Si—F鍵的鍵能大于Si—O鍵的鍵能,,因此,,氫氟酸中的F與玻璃中的Si能夠形成性能更為穩(wěn)定的Si—F鍵,迫使SiO2中的Si—O鍵斷裂,,生成具有揮發(fā)性能的四氟化硅氣體(SiF4),,并放出熱量,該反應(yīng)在常溫下便可進(jìn)行,。其化學(xué)反應(yīng)方程式為:SiO2+4HF=SiF4(氣體)+2H2O,。
那氫氟酸到底是什么呢?氫氟酸是氟化氫氣體的水溶液,,為無(wú)色透明至淡黃色冒煙液體,具有刺激性氣味,。氫氟酸最明顯的特點(diǎn)是腐蝕性非常強(qiáng),,它能和大多數(shù)金屬、非金屬發(fā)生反應(yīng),。此外,,氫氟酸還對(duì)硅的化合物具有強(qiáng)腐蝕性,將氟化氫氣體溶于水得到的氫氟酸溶液可用于雕刻玻璃,,因?yàn)闅浞峥梢耘c玻璃的主要成分二氧化硅發(fā)生反應(yīng),,而其他強(qiáng)酸則不能,質(zhì)量濃度為1.5%的氫氟酸溶液即可腐蝕玻璃以達(dá)到雕花的目的。
氫氟酸在工業(yè)中的用途非常廣泛,,主要是被用為生產(chǎn)碳-氟工業(yè)產(chǎn)品,,比如冰箱和空調(diào)中所用的制冷氟利昂。因?yàn)闅浞崮苋芙庋趸?,所以它在鋁和鈾的提純中起著重要作用,。氫氟酸也用來(lái)清洗鑄件上的殘砂、控制發(fā)酵,、電拋光和清洗腐蝕半導(dǎo)體硅片,。在工業(yè)的煉油廠(chǎng)中,氫氟酸是一種催化劑,,可以用作催化異丁烷和丁烷的烷基化反應(yīng),,氫氟酸還可以用作除去不銹鋼表面的含氧雜質(zhì),表現(xiàn)在“浸酸”過(guò)程中,。
通過(guò)上面的講述,,大家是不是更了解氫氟酸這一神奇的化學(xué)物質(zhì)呢?
本文由石家莊市藁城區(qū)第九中學(xué)高級(jí)教師韓素娟進(jìn)行科學(xué)性把關(guān),。
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