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这种化肉水多恐怖?腐蚀手指没感觉(图)

2019-07-21 | 来源: 把科学带回家 | 转到微信 | 有0人参与评论 | 字体: 放大缩小 | 收藏 | 打印

　　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。

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　　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？