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刚入职那年,一老工程师讲,大跃进期间他用氢氟酸溶矿石,结果拇指沾到氢氟酸,他用水冲洗后没当回事,后来他感觉疼痛,直到晚上他疼到不能忍受了,去了医院,医院大夫很有经验,在大拇指注射了葡萄糖酸钙,观察到天亮,疼痛止住了,他回单位,从那以后他拇指的指纹不再清楚,几乎不见了… 多年后出差到一个实验室,周末在山里接到电话,加班的人觉得自己碰到了氢氟酸,正在医院,医院不知道如何处置…有老工程师给我讲的,我说要注射葡萄糖酸钙,问接触多长时间了,她们说肯定多于一个小时…我说如果真接触了这时应该感觉到疼了…后来她们就一直在医院观察,一直没疼,没事及…就回去了,其实没真的触碰到了氢氟酸… 直到前段时间,有报导浙江一女士踩到氢氟酸瓶子,氢氟酸洒到脚,当时就不能走了,送医院不幸去世… 这些事让人想氢氟酸性质到底是怎样的,为什么那么容易渗透进人体? 应该很多人,做化学研究的人特别是研究氟化学的人肯定很清楚这里的原理… 但本人一直不能弄懂氢氟酸,现就本人所能理解的做个分析… 如果细致分析元素原子的轨道半径,氢和氟是最小的,氟的轨道半径比别的原子小得多,跟氢差不多大…氢氟结合非常紧密,氟电负性最大,氟与氢结合电子云几乎完全靠近氟这边,氢几乎成为一个裸露的质子,这意味着氢氟酸能自身及与其它有能力形成氢键的官能团间形成最强的氢键,氢氟酸是弱酸酸性不强,但随着氢氟酸浓度的增加,它变成强酸… ![]() 如上图,一般氢氟酸按1式水解,氢氟酸是弱酸,主要以HF分子存在… 但当氢氟酸浓度变大,氢氟酸分子会和氟离子间形成强氢键,形成二氟化氢负离子,如上图2式,这个过程使1式平衡又移,电离出更多氢离子,酸性变强… 一开始总以为氟离子半径和氢离子半径特别小,氢氟酸分子也小且不带电,所以渗透性好,能渗透进人体…但实际情况可能没这么简单… 我曾有过经历,不太稀的盐酸,根本渗透不进皮肤,手指伸到不太稀的盐酸中手指没什么感觉,我想手指浸氟化钠溶液中手指也不会有什么感觉…但上面说的两种情况你千万不要去试…强调一遍别去试…禁止去试… 其实单独氟离子,性质应该相对稳定,因为氟离子是八电子结构,就像同周期的惰性气体氖,它不具有成一般共价键的能力,虽然能成离子键,还能有些情况成配位键… 那么究竟什么原因让氢氟酸轻易渗透进人体皮肤呢?人体皮肤应该是一种蛋白,人体组织大多由蛋白质构成,所以推测:氢氟酸轻易渗透进人体皮肤,是因为氢氟酸能破坏皮肤蛋白的肽键,也就是酰胺键… 具体过程这样…氢氟酸分子首先以强氢键吸附在人体皮肤蛋白质的羧基、氨基、和酰胺基的羰基氧和亚氨基上,吸附在皮肤表面的氢氟酸浓度要比溶液相氢氟酸浓度高得多,即皮肤表面氢氟酸按上面图片中的两式水解,皮肤表面的氢氟酸变成强酸,分解出大量质子,酸作用下最简单可认为发生如下反应… ![]() 但究竟氢氟酸分子在其中能起到啥作用,不敢确定… 一般分子不能破坏皮肤也不会渗透进皮肤,包括盐酸,水,等等…(…盐酸浸泡久了,可能也会破坏皮肤…毕竟盐酸是更强的酸,只是不像氢氟酸与皮肤蛋白那样能形成那么强的氢键?…) 浓硫酸破坏皮肤是它能强烈夺取水分子,直接使皮肤碳化,是整体破坏了有机物… 所以可能是氢氟酸断裂了皮肤蛋白的肽键破坏了皮肤,同时氢氟酸分子又小,才使氢氟酸轻易渗透进皮肤,渗透进人体… 上面分析不保证正确…如果错了就当没说… 现在回想老工程师说的:自沾氢氟酸后,他大拇指指纹几乎没有了,这正意味着氢氟酸破坏了皮肤… …… 氢氟酸另一个性质是它能够溶解玻璃,溶解二氧化硅、溶解石英。但这里却有一个反例,氢氟酸完全不能溶解高压的柯石英和斯石英… 普通石英晶体中硅氧呈四配位,形成硅氧四面体,而柯石英和斯石英晶体中硅和氧呈六配位,形成硅氧八面体…这是氢氟酸轻易溶解普通石英,却完全伤害不了柯石英和斯石英的原因… 氟和硅刚好有两种配位方式,相应形成两种化合物,四配位的四氟化硅气体,和六配位的氟硅酸… 硅氧四面体留给氢氟酸分子足够接触到硅的空间,而对于硅氧八面体,氢氟酸分子完全没有接触硅的空间…也就奈何不了硅氧六配位的柯石英和斯石英… 氢氟酸溶解普通石英,是氢氟酸分子直接进攻硅,而不是氢氟酸分子攻击氧或硅氧键使硅氧键断裂,氟硅键取而代之,因为如果是这样,按说氢氟酸也应该能溶解柯石英和斯石英……但实际情况它不能,不能溶解柯石英、斯石英… |
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