武俠小說中常描述江湖上有一種神奇的物質——化骨水,能把血肉之軀和最堅韌的兵器化於無形。化骨水真的存在嗎?
在金庸小說《鹿鼎記》裡,韋小寶用化屍粉化掉了小太監小桂子的屍體,小說裡這樣描述道:「。。。升起淡淡煙霧。。。黃水。。。臭氣。。。連衣服。。。」消滅一個人如此簡單,真使人有點毛骨悚然。
那麼,這種化人於無形的化屍粉真的存在嗎?其實,在科技不發達的古代,這種神奇的化屍粉並不存在。而今天,化學家已經研製出比化屍粉厲害千百倍的「化骨水」了。
什麼樣的東西才能把人體腐蝕掉?最早、最有名的就是強酸和強鹼。
氫氧化鈉腐蝕雞爪
而硫酸、硝酸、鹽酸的腐蝕性更為人熟知。其中有代表性的就是濃硫酸,民間常常有向仇家潑濃硫酸毀容的事情發生。
濃硫酸為什麼能毀容呢?因為濃硫酸具有極強的脫水性,可將物質中的氫和氧湊成水吸取出來。皮肉中主要含有碳、氫、氧,當遭遇到濃硫酸脫水後,皮膚被碳化,就變為呈黑色了。
除此之外,硝酸也可以腐蝕我們日常生活中見到的很多物質,鹽酸的腐蝕能力則較差一些。硫酸、硝酸、鹽酸都是在中世紀西方鍊金術士手中誕生的,由於它們具有相當強的溶解金屬的能力,備受鍊金術士們的推崇。
【鍊金術士可是化學這門學科的開山鼻祖,他們試驗各種方法提煉長生不老的金丹,連大科學家牛頓都對鍊金術迷戀不已。長生不老的金丹從來就沒有煉成過,不過,種瓜得豆,鍊金術士嘗試出了很多實驗方法,都為後來的化學家所繼承,他們提煉出來的很多新的化合物,也對人類社會的發展做出了很大貢獻。】
話說回來,硫酸最多也就是毀毀皮肉,不可能把人完全化掉。另外,硫酸對諸如黃金這樣不活潑的金屬更是無可奈何的。
那麼有沒有能夠溶解黃金的化金水呢?化金水還真的有。公元800年左右,波斯一名簡稱叫哈楊的鍊金術士將食鹽與硫酸混合到一起時發現了鹽酸,後來,
他將鹽酸與硝酸混合在一起發明了能夠溶解黃金的王水。所謂「王水」,也叫「王酸」。這「王水」可真的不得了,它確實是一種連黃金都能溶解的水。雖然王水的兩個組成部分——鹽酸與硝酸,單獨都無法溶解黃金,但它們聯合起來卻可以溶解黃金。那個波斯鍊金術士確實是個天才,把兩大強酸相配,終於造就了一代酸王。
王水是濃鹽酸(HCl)和濃硝酸(HNO₃)按體積比3:1組成的混合物。當金屬浸入王水中,先是金屬外層原子的電子被濃硝酸拉跑了,使金屬原子帶上了正電。然後鹽酸中帶負電的氯離子立刻撲上去,與金屬離子結合在一起,形成了易溶的化合物。如此這般,金子就是這麼一點點被王水剝蝕並溶解掉的。
王水的這種能力常被過去的珠寶商用來偷取顧客的金首飾。當顧客拿著金首飾到珠寶商那清洗時,黑心的珠寶商用王水作為清洗液,可想而知,雖然金首飾會煥然一新,但也會被王水「扒掉幾層皮」。此法偷金子真是神不知鬼不覺!
濃鹽酸與濃硝酸的混合比例當然不一定是3:1,只是3:1的比例時腐蝕黃金等金屬的能力最強。而如果反過來,把濃鹽酸與濃硝酸按1:3的比例混合,則王水就變成了
逆王水。逆王水同樣具有超強的腐蝕性。白銀是王水無法啃動的硬骨頭,但逆王水就可以把白銀等金屬溶解掉。王水和逆王水可謂天生一對雙煞,有它們聯手,天底下它們溶解不了的金屬剩不下幾個了。但王水和逆王水並不是包打天下的豪傑,它們
對鉭、銥等少數金屬卻無可奈何,並且對石蠟等碳氫化合物和玻璃等無機物也無能為力。
有沒有既可以溶解金屬,又可以溶解石蠟和玻璃的全能強酸呢?
王水雖然足以令人恐懼,但為什麼對普通的石蠟和玻璃卻無計可施呢?原來石蠟是幾種高級烷烴的混合物,其分子結構很穩定,王水和逆王水根本都無法對其產生化學反應,所以無計可施。另外,王水對巖石等無機物也只能望而興嘆,這足以說明王水的溶解功力仍然有限,所謂「王」水,無非是「山中無老虎,猴子稱霸王」罷了。
時間在流逝,千年歲月倏忽而過,誰是真正的山中老虎、一代酸王呢?雖然科學在隆隆向前發展,但科學家的技藝卻沒能突破千年之前的鍊金術士。
直到上世紀60年代,一代新的超強酸誕生了——不過這種超強酸的構成太不大眾化了,需要我們費點腦筋才能記住——1966年聖誕前,美國的歐拉教授的學生偶然將一支聖誕蠟燭放入到氟磺酸-五氟化銻混合液中,驚奇地發現蠟燭竟然溶解了,歐拉教授立即做出了一系列相關測試,發現蠟燭居然已經分解,溶液中沒有任何蠟燭成分。
原來,由氟磺酸與五氟化銻(油狀液體)按不同比例混合後,得到的溶液就像獲得了魔法一樣,不但可以將金、銀、鉑等極不活潑的金屬溶解,還會把玻璃化掉。更可怕的是,它還能迅速溶解烷烴類的有機物,連蠟燭放進這種溶液中都很快就不見了蹤影。這種超強酸一問世,就被冠上了「
魔酸」的稱號。
魔酸可以溶解盛放王水的玻璃容器,一般的塑料也會被它化掉。所以為了尋找盛放魔酸的容器,人們犯了難。後來人們終於找到了一種能夠在魔酸攻擊下巋然不動的材料——聚四氟乙烯,魔酸才算是有了棲身之所。
魔酸不僅腐蝕性讓王水望塵莫及,就連酸性也非常強大。當氟磺酸和五氟化銻以最合適的比例混合時,魔酸的酸性竟然達到了純硫酸酸性的1千萬倍!
1994年,製造出魔酸的科學家因為對超強酸的研究而獲得了的諾貝爾化學獎。魔酸已經如此厲害,難道還有比它更兇悍的超強酸?有,最強的酸要比魔酸還強10億倍!它與魔酸的配料類似,只是用氟化氫代替了氟磺酸,另一種配料還是五氟化銻,形成的酸叫氟銻酸。
氟銻酸也是歐拉教授苦心研究的結果,與魔酸算是同胞兄弟。
氟銻酸不僅可以溶解各種金屬,還會與玻璃、沙石,甚至泥土等劇烈反應,幾乎可以溶解所有有機物(某幾種有機物除外)。如果韋小寶懷揣一小瓶氟銻酸(當然需要用聚四氟乙烯塑料裝著),遇到敵人,撒上幾滴,就會馬上在敵人身上腐蝕出幾個透心窟窿,並且會很快擴大。這可算真正的恐怖的化骨水!一是氟磺酸、五氟化銻和氟化氫各自的腐蝕性本來就很強,搭配組合成後當然天下無敵!二是它們腐蝕方式與王水類似,魔酸和氟銻酸中的氟化物是個邪派高手,氟離子可以與各種金屬離子結合,生成更容易溶解的物質,也就是說,當魔酸和氟銻酸攻擊金屬的時候,會把金表面的原子一層層地「咬」下來,使金屬很快地被溶解。魔酸兄弟倆的氟離子不但會與金屬結合,甚至還能與玻璃中的矽結合,生成四氟化矽(一種氣體)!所以,
玻璃一遇到魔酸,很快就消失得無影無蹤了。魔酸和氟銻酸之所以魔力如此之強,與它們都含氟很有關係,氟離子增進了它們的氧化性和酸性。而氟離子與金屬氧化物的快速結合,會讓氟銻酸的腐蝕性增強。可以說,由氟組成的化合物不少都有強烈的腐蝕性,以氫氟酸為例,它就是一種可怕的化骨水,人的身體與氫氟酸接觸後,氟離子不斷滲透到深層組織,與體內鈣、鎂離子結合,造成人體脫鈣,甚至於侵蝕骨骼與肌肉,造成骨骼組織變黑壞死。製造魔酸的氟磺酸,也是一種含氟的強酸,同樣有極強的刺激性和腐蝕性,揮發出的氣體能嚴重刺激眼睛、皮膚和呼吸系統,造成極其嚴重的灼傷,濺到皮膚上會讓皮膚瞬間變成焦炭。
人有一雙手,酸的厲害之處也在於它有兩隻手:左手是酸性,右手是腐蝕性。各種酸中,這兩隻手的作用並不是相同的,有的是「左撇子」,就是說酸性強的,腐蝕性不一定很強,這兩種性質並不成同比關係。
酸性強弱,主要看酸解離出的氫離子的多少,氫離子含量越大,酸性就越強。比如濃硫酸的酸性就不是特別強。
而
腐蝕性的強弱,是物質反應能力強弱的體現,對於酸,主要看酸中酸根離子是否與金屬或是化合物發生氧化反應。例如:濃硫酸是因為其高價硫的氧化性;王水中則是氯離子和硝酸根聯合發起攻擊,既有高價氮的氧化性,也有氯離子的絡合能力;而魔酸和氟銻酸之所以腐蝕性最強,是因為氟離子和五氟化銻的聯手,而氟離子的攻擊性更強。
所以我們不難發現:鹽酸的酸性不弱,但它的腐蝕性卻比濃硫酸差遠了,鹽酸濺到身上,只要馬上衝洗,就不會有太大問題,它算是酸中的「左撇子」。而魔酸和氟銻酸,不但酸性極強,而且腐蝕性也是酸中之王,屬於左右手都能搏擊的高手,所以武功蓋世,是真正的化骨水。
但工業生產中經常要用到酸,有沒有酸性極強,而腐蝕性很小的酸呢?2004年,美國加州大學的研究者合成出了另一種形式的超強酸,這種新的「既強又溫和」的超強酸名叫「碳硼烷酸」。它的酸度是濃硫酸的百萬倍,但腐蝕性卻微不足道。所以這名叫碳硼烷酸的超強酸就像武俠小說中的獨臂「劍客」,雖然只有一隻「左手」,但依然從容取勝。(來源:生活的化學,有刪改)