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连金都可以溶解的化尸水,我们用什么瓶子来装呢?

 是植物园 2019-11-10

提起腐蚀性最强的物质,大多数人第一时间就会想到王水。王水的知名度相当高,甚至成为了众多武侠小说与侦探小说中化尸水的原型。王水是浓硝酸与浓盐酸的混合物,它的腐蚀性主要体现在以下几个方面:

1.本身显酸性能与大部分金属作用;

2.具有强氧化性,能够与惰性金属作用,同时侵蚀塑料等高分子材料。

3.含有氯离子,可以导致合金材料的晶间腐蚀,同时可以与贵金属形成配位作用加速溶解贵金属。

在这几种性质的共同作用下,王水就连金也能溶解,可以说腐蚀性是非常强了。那么腐蚀性如此强的物质我们究竟能用怎样的容器来盛放呢?其实这个问题也不难,王水腐蚀性虽强,但是那也只是针对金属与高分子材料的,只要我们在无机非金属材料里面找就能非常容易找到低于王水的物质。

最简单便宜的就是玻璃。玻璃是一种无规则结构的非晶态固体,玻璃内部的化学键异常牢固,是非常好的惰性材料。因此在化学实验室里,大家都使用玻璃瓶,玻璃烧杯装王水。

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玻璃瓶中的王水

但是玻璃有一个不好的地方就是热导率特别低,如果是需要对王水进行加热和冷却,那么用玻璃就不是一个理想选择了,这里我们就要请出陶瓷界的代表,碳化硅。

碳化硅内部的结构类式于金刚石,只不过金刚石是完全由碳组成的,碳化硅则是碳硅交替成键。碳化硅的类金刚石结构也保证了其自身的稳定性,除此之外,碳与硅都是导热元素,碳化硅的导热性能非常好,能达到传统不锈钢的4倍以上。

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碳化硅,兼具耐腐蚀性与导热性的优良材料

当然无机材料尽管有各种各样的有点,但是始终面临着一个问题,那就是质地非常脆,容易碎裂,不能用在压力较高的条件下。随身带着一瓶王水,不小心碰裂了那后果就不堪设想了。所以最好还是能在高分子材料里找一种,但是我们之前说过了,王水氧化性过强会破坏高分子材料的分子链,因此大多数材料不耐王水。但是凡事都有例外,我塑料中的王者,塑料王—特氟龙不服。

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四氟瓶,可以耐各种材料腐蚀

特氟龙学名聚四氟乙烯是耐腐蚀性最好的塑料,没有之一可以耐各种酸碱有机溶剂,正所谓百毒不侵。当然他也有弱点,既然是塑料,那么耐高温能力自然就不够看了。特氟龙熔点在230℃左右,所以温度一高它就熔化了。所以如果你不幸要在高温高压下使用王水的化还是要考虑金属。惰性金属是肯定不行的,因为王水氧化性过强,可以氧化铅,铜等金属,此外还要避免使用容易形成配合物的金属。一个可以选择的就是钽,我们现在使用的各种测量电极尖端的一层薄膜就是钽制作的。不过作为一种大多数人没有听说过的元素,它的价格自然是非常感人的,做探头的时候用的就是薄薄一层,做容器还是不要想了。

那么有没有更便宜的选择呢?

有的,一些比较活泼的金属可以在表面与空气反应形成钝化膜,如果这层膜可以耐受王水,那么这样的金属也会有很好的耐腐蚀性。最经典的就是钛合金,钛合金可以抵御王水腐蚀。

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钛合金,由于表面钝化层的存在可抵抗包括王水在内的做种物质腐蚀

你要问还有没有更便宜的材料呢?还真有,一些牌号的高硅铸铁由于能在生成氧化硅钝化膜也可以耐王水腐蚀,一般要求铸铁含硅18%左右,最好还要添加一些钼元素。

那么还有没有更便宜皮实的解决方案呢?这个单一材料要想解决所有耐高温,耐压,耐腐蚀性的问题是非常困难的,但是我们可以用多种材料组合来解决这个问题。最经济可行的方法就是衬里。前文说过的玻璃和特氟龙不是不能耐高压吗,我们可以把它们做成一个薄层涂在钢瓶内部,这样一来钢铁提供强度支撑,涂层提供防腐能力,一举多得,各取所需。这样一来我们就能愉快地使用王水了。

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