氢氟酸|玻璃真的可以存在200万年?其实这才是它的真正归宿!

【氢氟酸|玻璃真的可以存在200万年?其实这才是它的真正归宿!】
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综艺节目《奔跑吧》在一期节目中提到:一个玻璃瓶降解需要200万年 。
乍一听 , 玻璃的降解貌似的确很艰难 。
已有的生活常识也给我们同样的感觉 , 玻璃——这种人造物可以被高温融化 , 可以被碎成渣滓、粉末 , 但也只是如此 。 好像大自然并不能再进一步地奈它如何 。
玻璃的生命力当真如此顽强 , 它真的可以存在200万年吗?
玻璃、沙子与二氧化硅
在科学上 , 玻璃的定义比较广泛 , 任何加热到液态时会出现玻璃转化的无定形固体都可以称为玻璃 。
玻璃转化是指物质在玻璃态与高弹态之间的转化过程 。 玻璃态是指加热会变软 , 再加热会熔化的状态 , 高弹态是指具有弹性的状态 。
玻璃大致可以分为有机玻璃和无机玻璃两大类 , 而我们通常所说的玻璃就是指无机玻璃 。
无机玻璃一般是以多种无机矿物为主料 , 再辅以少量其他原料制成的 , 常见的主料有石英砂、硼砂、长石等 。
无机玻璃的主要成分是二氧化硅(SiO?) , 它是一种性质比较稳定的酸性氧化物 , 在自然界中主要以石英的形式存在 。
石英
石英是地壳中含量仅次于长石的矿石 , 我们所熟知的水晶正是石英的一种 , 只有无色且完全透明的石英才叫水晶 。
虽然颜色发黄的沙子与透明的玻璃除了都有点硬之外 , 其他方面好像都不怎么搭边 , 但其实一般的沙子与玻璃一样 , 主要成分也是二氧化硅 。
既然主要成分一样 , 那我们自然会联想到用沙子来炼制玻璃 。 事实上 , 至今为止这种做法已经相当成熟 。
比如石英玻璃就是以纯净的硅砂炼制而成 , 因为成分的单一纯净性 , 石英玻璃具有比普通玻璃更好的抗热震性和耐热性 。
顽固的玻璃
根据上面的介绍 , 我们知道了玻璃其实就是二氧化硅和其他硅酸盐的混合物 , 玻璃的性质本质上是二氧化硅和硅酸盐的性质 。
玻璃的稳定甚至是“顽固”可以从二氧化硅以及硅酸盐的化学性质和物理性质来解释 。
首先 , SiO?的基本结构单元是四面体 , 一个Si在四面体的中心 , 四个O分别位于四面体的四个顶点 。
显然 , 这是一种很牢固的组成结构 。 而对于整个晶体来说 , 它是许许多多个正四面体连成的空间立体网状结构 。
这一奇特的骨架结构 , 赋予二氧化硅相当出色的物理性质 , 比如较大的硬度 , 耐高温 , 抗震等 。
而这种硅-氧四面体结构同时存在于硅酸盐中 。
玻璃的稳定性 , 正来源于此 。
SiO?晶体结构
特殊的物理结构赋予二氧化硅和硅酸盐出色的物理性质 , 也自然使得玻璃在物理层面具有了“极顽强的生命力 。 ”
你尽可以将它们砸成碎渣 , 烧成液态 , 但却无法破坏其根本 。
显然 , 玻璃“不吃硬”! , 那它是否吃软?
其实 , 二氧化硅除了具有稳定的物理特性 , 还具有稳定的化学性质 , 一般不与生物反应 。 只与强碱(比如氢氧化铯)和酸中的氢氟酸可以发生反应 。