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弱,卻依然讓人望之卻步 熱門指數 : 1859

作者:Waiting

打過電動的人都知道,當遇到弱小的對手的時候,就可以放心地進行攻擊,而且通常都可以輕易的擊倒對手,而遇上較強的對手時,就可能要思考攻略(戰術)、準備後勤(補血的藥水)、選擇技能甚至是組隊才能順利得到勝利。任何人都知道在遇到強勁對手時要謹慎小心,但是有些「東西」,可千萬別看他弱,就掉以輕心,以為他是好欺負的,一個不小心,可能會讓你失明、截肢甚至是死亡。 

 

在化學的世界裡面,我們常常用「粒子」來解釋各種化學現象,這些粒子因為不同的定義而有不同的名字。不過這些粒子都是從原子所組成或是分裂而得到的。例如:原子可以組成分子,原子可以形成離子,原子還可以分裂成質子、中子與電子。因此我們常常說,原子是組成一切的最基本粒子,這種說法並不為過。 

 

而對於化學家而言,如何正確且有效的對物質進行確認並且有效的分類,是一直以來的目標。在許久之前,人們為了認知「物質」,最直接的方法就是放進嘴巴裡面嚐嚐看(當然,這也是最危險的方法),而「酸味」是當時人們最感到好奇的一種特性。於是,科學家開始去尋找,是什麼緣故造成酸味,在這酸味的背後,又是什麼機制在運作著? 

差點拿不到博士的阿瑞尼士 

 

1897年英國化學家湯姆森(Joseph John Thomson, 1856-1940)發現電子之前,化學界普遍認同英國物理化學家道耳頓(John Dalton, 1766-1844)所提出的「物質是由不能再被分割的最小粒子——原子所組成」,因此,當阿瑞尼士把他的研究結果「強酸、強鹼、及鹽類分子溶於水,會『裂開』,以陰離子與陽離子存在於水中。」寫入博士論文時,極度不被口試委員所接受。於是這篇論文,只被給予了剛好及格的成績。 

 

雖然不被口試委員所接受,不過這篇論文卻引起了其他化學家的研究興趣,最後終於在西元1887年提出了「離子學說」,揭露了在水溶液中能釋放出氫離子(H+)的物質,稱為酸;在水溶液中能釋放出氫氧根離子(OH-)的物質,稱為鹼。這是第一次使用完整而嚴謹的模型來定義酸與鹼。 

不是在水中,可以嗎? 

 

上面提到,阿瑞尼士的離子說,必須在水溶液的狀態下才能進行判斷,為了讓酸鹼學說的適用範圍更加廣泛,西元1923年,丹麥物理化學家布忍斯特(Johannes Nicolaus Brønsted, 1879-1947)與英國有機化學家洛瑞(Thomas Martin Lowry, 1874-1936)不約而同地提出了「質子學說」,提出在反應中能提供質子的物質,稱為酸;在反應中能接受質子的物質,稱為鹼。使得酸鹼的判斷不再侷限於水溶液中。 

 

不過,質子學說畢竟還是有所限制:要在反應涉及質子供應與接受的狀況下才能適用,於是在同年,美國物理化學家路易斯(Gilbert Newton Lewis, 1875-1946)提出了更為廣泛的「電子學說」。把反應不涉及質子供應與接受的狀況也納入了考慮,路易士認為:在反應中能接受電子的物質(即電子受體)稱為酸;反之,反應中能提供電子的物質(即電子予體)。這個理論把所有反應狀況都考慮了進去,讓所有的物質都可以透過反應來定義出相對的酸鹼性。 

 

透過前面提到的離子學說、質子學說以及電子學說,可以有效的利用定性以及定量的方式來對酸鹼進行比較與歸類,但是,在日常生活中有件事情比更重要,那就是這個酸有沒有腐蝕性?對人體有沒有害處? 

 

很多人都會很直覺地認為:強酸就是有強腐蝕性啊!這其實不完全錯,因為大部分的強酸確實也都具有很強的腐蝕性,不過事實上,酸性與腐蝕性在意義上面是完全不同的。 

 

腐蝕性又是什麼呢? 

 

其實腐蝕性就是氧化能力的大小,而所謂的氧化能力,也就是搶走電子的能力,因為在化學的定義之中,氧化就是失去電子的過程。氧化可以使得鐵生鏽、使得肌肉被分解甚至產生化學灼傷、使得人體的生理機能喪失,也因為氧化可能對人體造成巨大的影響,所以才被俗稱為腐蝕。 

 

而且酸性與腐蝕性之前並沒有相關性,儘管強酸似乎都有強腐蝕性,但是有些著名的弱酸也有很強的腐蝕性,例如:醋酸(稀釋過後可以作為食醋使用)以及氫氟酸(就是在武俠小說裏面鼎鼎大名的化骨水),都是屬於這類型的物質,因此在使用上一定要特別的小心,做好必要的防護措施(例如戴手套以及穿著防護衣),千萬不要以為是弱酸就掉以輕心。 

 

以上都了解了之後,再回頭看新聞,其中的這段文字,應該不難看出那裏出了問題。 

 

「氫氟酸是一種無色但有刺激性味道,它可以氣體或液態的方式存在,威力有如武俠小說中的『化骨水』一般,氫氟酸是一種具有強烈腐蝕性的物質,當它侵蝕皮膚會產生類似灼傷的病變,雖然氫氟酸是強酸的一種,但它與一般強酸不同,主要的傷害來自氟離子甚於氫離子。」 

 

可以看出這位記者完全被酸性與腐蝕性之間的差異混淆了。雖然氫氟酸的確有相當強的腐蝕性,不過這項性質與強酸完全沒有關係,而是因為氟離子本身的原子大小以及電子排列,使得氟離子有著非常強的氧化性(也就是腐蝕性),所以才造就氫氟酸的危險性,傷害是來自於氟離子的氧化力沒錯,不過氫氟酸絕對不是強酸,因為在經過化學家的量測之後,氫氟酸充其量只能算是稍強的弱酸而已,距離強酸的標準,還有一段不小的差距呢。 

 

雖然醋酸與氫氟酸一樣,是潛伏在弱酸中的強腐蝕性物質,不過,只要處理得當,氫氟酸一樣可以是很有用的清潔劑,而醋酸也一樣可以是很美味的調味料。

 

創作分享:
生活中充斥者許多化學藥劑,其中有些對於人體是有害的,而有些藥劑是常常被誤解的。這篇文章就是要對這些被誤解藥劑平反,其實很多時候恐怖的不是這些藥品本身,真正恐怖的是錯誤的觀念。希望能夠透過這篇文章來導正一些被誤解的觀念。

 

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