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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