三酸两水的故事：酸氏三兄弟

 

 

Hello，本期我们讲讲重要的化工原料——三酸两水（不是酸溜溜的第五道菜的酸，也不是大自然的搬运工的那个水，而是在化工界赫赫有名的硫酸、硝酸、盐酸和氨水、双氧水）。因为篇幅有限，分为上下两期，这一期主要聊聊“酸氏三兄弟”的故事。

 

酸氏三兄弟是谁？它们是最早、最有名的三大强酸。为什么称为三兄弟？因为他们都有同一个“爷爷”。

 

 

公元八世纪，阿拉伯炼金术士贾比尔·伊本·哈扬(Jabir ibn Hayyan)通过干馏硫酸亚铁晶体得到硫酸，在干馏硝石的时候发现并制得了硝酸，将氯化钠和硫酸混合从而第一次制取了盐酸。

 

 

炼金术催生了一门现代科学的诞生——化学

 

三兄弟中，自然要有大小之分。谁先面世的小编不敢妄下定论（主要是怕说错了被扣鸡腿），如果就按照体重来分，硫酸是当之无愧的大哥，硝酸排行老二，盐酸是小弟。下面，我们按照长幼顺序来给大家介绍这三兄弟。

 

稳重的大哥硫酸

 

 

硫酸是一种二元无机强酸，化学式是H2SO4。常温下的硫酸是无色无味的液体，较稳定，易溶于水，不易挥发。这也造就了硫酸比较稳重的性格，总是一副老大哥的样子。

 

硫酸一般分为浓硫酸和稀硫酸。质量分数大于或等于70%的硫酸溶液称为浓硫酸，俗称坏水（不是打错字，是真的叫坏水），高浓度的硫酸有强脱水性，与水混合时，亦会放出大量热能，因此可用作脱水剂。

 

硫酸是世界上用量最大、用途最广的化工基本原料之一，故素有“化学工业之母”之称。硫酸常用作化肥、农药、医药、炸药、蓄电池、酸洗、试剂、干燥剂等。其中，硫酸的最大消费领域是化肥工业，用以制造磷酸、过磷酸钙和硫酸铵。

 

容易发飙的老二硝酸

 

 

硝酸属于一元无机强酸，化学式为HNO₃，其水溶液俗称硝镪水或氨氮水。纯硝酸是无色，有刺激性气味、易挥发，易溶于水。硝酸有三种状态，稀硝酸呈无色液体；质量分数为69%的硝酸为浓硝酸，浓硝酸呈淡黄色液体；比浓硝酸更浓的硝酸质量分数为98%以上，也称发烟硝酸，更易挥发，遇潮湿空气形成白雾。

 

 

图源《唐伯虎点秋香》

 

相较于大哥和三弟，浓硝酸不稳定，越浓越容易分解，遇光或热会分解而放出有毒的NO₂自产自销，而使硝酸呈黄色。所以，硝酸要盛放于棕色瓶中，置于冷暗处。

 

 

在工业上，硝酸可用于制化肥、农药、医药、炸药、染料、盐类等；在有机化学中，浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的硝化试剂。（俗话说“男人不坏，女人不爱”，这位脾气有点暴的哥们遇见了名门贵族的“银小姐”，抱得美人归，这就是我们之前介绍过的→硝酸银的逆袭。）

 

人缘最好的小弟盐酸

 

 

盐酸属于一元无机强酸，化学式为HCl，是氯化氢的水溶液。它的学名叫做"氢氯酸"，可是很少有人这么叫，无论是专业的书上还是一些商品上，用的都是"盐酸"这两个字。质量分数大于或等于的37%盐酸溶液称为浓盐酸，具有极强的挥发性。

 

盐酸在工业加工中有着广泛的应用，例如酸洗钢材、制备有机化合物、制备无机化合物、分析化学、控制pH及中和碱液等。它不仅是重要的化工原料，还在生活中起着重要作用。如洁厕精里的主要成分是盐酸和一些其他酸。需要注意的是，洁厕精和八四消毒液不能混用，因为它们的化学反应会释放出剧毒的氯气，因此不慎丧生的人不算个例。

 

虽然三兄弟都“酸”得令人害怕，但盐酸与人之间存在一种微妙的联系，让人离不开它。每个人的胃里都有盐酸，帮助人体消化和分解食物，只不过浓度非常非常稀而已。

 

 

盐酸分解汉堡

 

三个大胃王

 

前面只是简单的介绍硫酸、硝酸和盐酸的基本性质，这三兄弟还有一个大家熟知的性质，就是具有很强的腐蚀性。

 

就拿硫酸来说，大家应该都有听过街坊的八卦，常有人向仇家泼浓硫酸毁容的事情发生。

 

泡在硫酸里的鸡腿捞起来变成了啫喱状

 

浓硫酸为什么能毁容呢？因为浓硫酸具有极强的吸水能力，而皮肉的细胞一般是碳水化合物组成的，有碳、有氢、有氧，当遭遇到浓硫酸后，氢和氧就会乖乖跑出来，凑成水被浓硫酸吸走。之后，被浓硫酸打劫后的皮肉就只剩下碳，呈黑色了。浓硫酸中的酸根离子也很厉害，它和其它物质发生反应的能力很强，可以与一些人体的有机物反应，使人体面目全非。这样一来，人的皮肉不就完蛋了？

 

因为具有强腐蚀性，所以他们被统称为“镪水”。镪水三兄弟都爱“吃”东西，特别擅长“吃”金属，这三个大胃王吃完后都有个很不好的习惯——释放气体，俗称“放屁”。

 

 

所以通过检验化学反应生产的气体，就能大概猜出是哪个镪水在吃金属。

 

兄弟齐心其利断金

 

虽然三兄弟都很能“吃”，能腐蚀很多种类的金属单质，但是他们对黄金却没有办法。一次偶然的机会，硝酸发现与三弟通过一定比例的融合，培育出了一代“酸王”——王水，可以溶解黄金的“水”。兄弟俩将秘方公之于众，王水是按1∶3的比例将浓硝酸与浓盐酸混合后配成的混合酸。

 

 

王水溶解金属

 

当金属浸入王水中，先是金属外层原子的电子被浓硝酸拉跑了，使金属原子带上了正电。然后，盐酸中带负电的氯离子立刻扑上去，与金属离子结合在一起，形成了易溶的化合物。如此这般，金子就是这么一点点被王水剥蚀并溶解掉的。

 

王水的这种能力常被过去的珠宝商用来偷取顾客的金首饰。黑心的珠宝商用王水作为清洗液，可想而知，虽然金首饰会焕然一新，但也会被王水“扒掉几层皮”。

 

看到二弟与三弟的联手这么成功，大哥也有新的想法。大哥硫酸与硝酸联手，以甘油为原料，做出了得到一种黄色的油状透明液体。这种产物，就是大名鼎鼎的炸药——硝化甘油，也是治疗和预防心绞痛的“救命神药”。后来，硫酸和硝酸又有了新想法，用甲苯作原料，做出了一种更好的炸药——TNT。

 

 

 

硫酸、硝酸、盐酸属于管制类化学品，易制毒、易制爆，必须有相关资质才可生产运输，其购买需要有关证件与证明。