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這種「化肉水」有多恐怖?腐蝕你手指時都沒感覺

中學化學老師肯定會告誡你,強酸能夠腐蝕人體,所以做實驗的時候一定要特別小心。

可是,是不是弱酸就可以讓人放心了呢,今天來介紹一種具有極強腐蝕性的弱酸,因為它傷害人體,靠的並不是它的酸性。

它,就是氫氟酸(HF)。

氫氟酸

英國皇家學會會員、大英帝國勳章獲得者、諾丁漢大學的化學教授 Martyn Poliakoff介紹,實際上,化學家們基本都知道,氫氟酸會“吃人”——氫氟酸能夠快速腐蝕神經,快到一旦你把手指浸入氫氟酸,你手指上的神經元就被殺死了,以至於你都無法感到疼痛。

Martyn Poliakoff

Poliakoff說,有許多案例報告,那些手套破了洞還不知道的人,接觸了氫氟酸後,拿下手套時發現手少了一塊。

在美劇《絕命毒師》(Breaking bad)裏面,老白他們用的毀屍滅跡的“化屍水”就是氫氟酸。

《絕命毒師》

氫氟酸真有這麼厲害嗎?當然不可能找活人來實驗咯,用小動物也太不人道了。

所以呢,Poliakoff和BBC的媒體製作人 Brady Haran就替我們做了這個實驗。

他們把3根生的大雞腿放在了盛有氫氟酸(濃度為48%),鹽酸(濃度為37%)和硫酸(濃度為95%)的燒杯里。

氫氟酸泡雞腿——

鹽酸泡雞腿——

濃硫酸泡雞腿——

來張合照。注意到中間氫氟酸用的容器和大家都不太一了嗎?之後會解釋為什麼。

好,浸了5分鐘了,來看看大雞腿的情況。

emmm,氫氟酸的這根好像變得有些灰白,類似於被煮過——

硫酸大雞腿沒有什麼明顯的變化——

過了半個小時,雞腿們還沒有發生什麼重大的變化。

氫氟酸大雞腿——

鹽酸大雞腿——

濃硫酸大雞腿——

在泡了大概一個晚上(18個小時)以後,3種酸終於顯現出了不同的效果。

先來個合照(從左到右分別是鹽酸,氫氟酸,硫酸)——

看,這是泡在硫酸里的大雞腿,紅色物質被泡了出來——

硫酸里的這根,撈起來變成了啫喱狀——

鹽酸里的大雞腿也有明顯的紅色物質析出。不過,沒有泡到鹽酸的部分看起來還是很新鮮的——

撈出來的時候也有一丟丟啫喱——

但是,氫氟酸里的這根雞腿就不同了,它看起來死氣沉沉的,不管是浸入酸液的部分,還是酸液以上的部分,都是可怕的青灰色。而且氫氟酸本身並沒有明顯地變色。

靠近看——

看起來,它的底部就像是被手術刀切過一樣平整。細思極恐。

三根雞腿的對比圖(左中右分別是鹽酸,氫氟酸,硫酸)——

從這個對比圖可以看出,氫氟酸似乎對大雞腿里的紅色部分,也就是肌紅蛋白做了什麼。肌紅蛋白和血液里的血紅蛋白類似,不過它主要在肌肉里負責儲存氧氣。實際上,許多半生的牛排流出的紅色汁液不是血液,而是肌紅蛋白。

Poliakoff指出,氫氟酸能夠分解鐵卟啉族的化合物,也就是肌紅蛋白和血紅蛋白,所以泡在氫氟酸里的大雞腿變得慘白。

好吧,這樣處理過的大雞腿是干垃圾還是濕垃圾呢?總之不能直接丟掉。

把它們先泡到碳酸鉀(弱鹼性)裏面,這樣大雞腿里的酸就會和它發生反應,產生二氧化碳。

有趣的是,被硫酸泡過的大雞腿一下子就沉下去了——

但是被氫氟酸泡過的大雞腿卻浮了起來——

鹽酸泡過的大雞腿也漂了起來——

氫氟酸泡過的大雞腿吐出了更多泡泡,說明它吸收的酸液更多,氫氟酸的腐蝕性比其他兩種酸更強。

為什麼氫氟酸這麼強?

氫氟酸的強腐蝕性,並不是依靠它的酸性。

氫氟酸的酸性並不如鹽酸,硫酸那麼強,因為H-F鍵並不容易離解,但是氫氟酸卻是性質十分活潑的物質,而這全是因為氟這種元素。我們之前介紹過的C-F鍵(碳-氟鍵)就是世界上最難破壞的單鍵,就是這個緣故(點我查看)。

氫氟酸不但可以和金屬、水泥、陶器,橡膠,皮革等物質反應,甚至可以和玻璃、搪瓷反應。所以你在實驗里看到,盛裝氫氟酸的不是玻璃杯。

不過,也是因為氫氟酸具有活潑的性質,許多工業都要用到氫氟酸,比如玻璃製造、半導體、不鏽鋼製造等等。因為可以腐蝕陶瓷,所以氫氟酸也被用來做陶瓷材料的蝕刻劑。

甚至在醫療領域,氫氟酸也有應用。牙科就經常用到氫氟酸。在裝烤瓷牙的時候,牙醫會用氫氟酸腐蝕烤瓷牙內部表面,使其容易和需要修補的部位貼合。

日常生活中,清潔大理石、磚石、馬桶、空調時,有時也會用到氫氟酸作為清潔劑。

用於牙科的氫氟酸+硅烷偶聯劑

那麼,化學性質如此活潑的氫氟酸,除了能分解肌紅蛋白和血紅蛋白,它在人體內還會做什麼呢?

氫氟酸和普通的酸不一樣,普通酸的破壞力在於其酸性——氫離子,氫離子會使組織凝固性壞死(coagulative necrosis),壞死組織的蛋白質變性,但保持原樣死在那裡,所以酸液的破壞性可被死亡組織阻擋。

但是,氫氟酸的腐蝕性不在於其酸性(氫離子)。實際上,根據澳大利亞職業安全研究院(Australian Institute of Occupational Hygienists Newsletter),1980年一個死於濃度為70%的氫氟酸的實驗室技術員的全身皮膚只有2.5%燒傷;1994年一名澳大利亞的地質實驗室的技術員全身只有9%燒傷,當時他不小心把100毫升的濃度為70%的氫氟酸倒在了大腿上。

實際上,就像 Poliakoff說的那樣,氫氟酸可以輕易進入人體而不留下明顯的傷口和疼痛,這就讓它變得更加危險了。

一方面,進入人體後,和細胞里的鈣和鎂接觸後,氟會和它們形成不溶於水的氟化鈣(CaF2)和氟化鎂(MgF2),導致細胞離子通道紊亂。

另一方面,氫氟酸具有很高的親脂性,因此神經元和血管,肌腱等組織很快就會死亡。只要口服15毫升濃度為9%的氫氟酸溶液,就會引發死亡。

所以一句話,見識過氫氟酸厲害的同學們要注意了,接觸含有氫氟酸的化工產品一定要萬分小心。

最後來個彩蛋。

只有酸泡大雞腿怎麼能過癮呢?和垃圾食品有仇的 Poliakoff小分隊又把金拱門的奶酪漢堡泡到了鹽酸里。每個人的胃裡都有鹽酸,它是幫助分解食物的物質。

好了,3個半小時過去了,來看看大漢堡怎麼樣了。

當然,你的身體里還有更多分解食物的物質,比如各種消化酶,而且胃裡的鹽酸濃度大概是0.5%,沒上圖的濃度高,所以你胃裡的情況可能比這個畫面要好看那麼一點點。

你現在大概能理解為什麼便便是鬆鬆垮垮的樣子了吧。

不過,Poliakoff教授好像搞錯了方向,我想許多同學想看的是,傳說中的“明天見”金針菇是怎樣在酸液里保持原本的形態的,對吧?

阿波羅網責任編輯:夏雨荷 來源:把科學帶回家 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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