第三十一章 pKa

徐竞 / 著投票加入书签

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    几乎所有十五六岁的少年,在初中课本刚刚摸到《化学》的时候,经常就对“酸酸碱碱”的玩意儿特别好奇。

    少年嘛,心情可以理解,其实那个年龄段的男男女女肯定不会对各种复杂的方程式感兴趣,也不会对你的PH值究竟是大于七还是小于七感兴趣。

    令他们和她们沉迷的,只不过是在实验室的烧瓶里,这些个东西能溶石化金,能让生铁冒泡……

    简直比武林高手还屌。

    那既然是武林高手了,就总有华山论剑的那一天。

    因为这两种东西,它是“相克”的嘛,所以少年们没事的时候就在琢磨“矛与盾”的故事——到底最强的酸更牛逼呢,还是最强的碱更牛逼呢?

    这种思维是可以理解的吧?但是真正到了操作的时候呢,少年们就爆发出那种“外行看热闹”的心态了。

    你比方说酸吧,少年们是这么个对比法:

    “我的胃里就有盐酸,而我到目前为止还活得好好的,但是如果我现在喝一杯硫酸进去,可能就会把命给送掉,所以硫酸是比盐酸更强的酸。”

    我王八蛋就哄你,那些十五六岁的少年们就是这样琢磨问题的。

    所以当时不管教科书里怎么写,同学们一致认为氢氟酸是最强的酸。

    它能溶掉玻璃。

    其实大家都知道,那是因为它超强的络合性,跟酸不酸的没太大联系。

    说到碱,那就更加神秘了。

    神秘的原因很简单,因为在中学的化学实验室里,各种酸通常都是呈溶液的方式摆在那些瓶子里,你玩起来比较方便。而碱嘛,基本都是些粉粉面面,你玩起来会很麻烦。

    其实从这些个“外行看热闹”的视角来看呢,其实碱变态起来,杀伤力也是很恐怖的。

    对不起,我说的可不是你们在教科书里提起的什么火碱、烧碱之流的玩意儿。

    你比方说这次徐步摇操控那些黑骷髅们,施放出来的“氢化钠”吧,从理论上来说它好像是一种盐,但圈内人,都是将它当碱的。

    超强碱!

    一种物质,之所以为酸,或之所以为碱,当然不是那种外行人喜欢看的溶金销铁的本事,其实做这个分类,完全是一种物理层面的事情。

    就看你在水溶液中“解离”的程度如何。

    酸这个词,在化学上最早西方的词汇可不是用来形容你吃下这东西的口感,记得那个词应该叫做“Proton donor”。

    这个词的本意叫做“质子贡献者”。

    用水一溶,酸可以解离出大量的质子出来。

    本来这个描述是非常费解的。

    因为在化学的角度,“原子”就是最小的分析单位了,至于还要将原子再切开,去折腾原子内部的质子、中子和电子,这种事情应该是物理学家的工作。

    化学家经常要研究化学反应,有的时候两种物质在特定条件下一化合,形成了新的东西,那在这种过程中,无非就是每种元素将自己的原子献了出来,互相按照一定的比例——或者说“价位”相化合嘛,再怎么样,我也犯不着将原子核切开,献出里面的质子去参加反应好不好。

    但是读者朋友们,你们不应忘记,在这个世界上,有一个元素是例外的。

    那就是元素周期表第一位:氢。

    没错,氢在和别的东西发生化合反应的时候,也是将自己的原子核送出去嘛。

    但是大家注意了,氢的原子核里有什么?

    它一个中子都没有。

    只有质子,而且只有一个质子!

    所以能够贡献出氢离子的过程,不就等于是在一个一个地贡献质子么?

    酸,就是这么一种东西,它的溶液里,氢离子自由自在地四处奔放,因此这类物质便获得了“质子贡献者”的美名。

    之所以扯到“酸”之名的由来,是因为接下来,我要再介绍两个参数。

    如果您念大学的时候不是就读的有关化学专业,那么恐怕这辈子您就只会用PH值来判断酸性了。

    PH值小于7就是酸,PH值大于7就是碱。

    我没法子去非议教科书里这句话的正确性,但是我想说,这个参数对于“华山论剑”是没有什么含义的。

    PH值等于2的酸,就一定比PH值等于3的酸要牛逼么?

    各位,咱先得知道这个“PH”俩字母是怎么来的。

    两个字母嘛,肯定是简写。

    没错,但有一点跟您想的不一样,这种简写并非是针对英文。

    第一种说法,“P”是德语Potenz的首字母,这个词的意思是“力量”或“浓度”,而“H”代表的是氢离子,元素符号嘛。

    第二种说法就牛逼了,据说是古罗马帝国官方语种“拉丁文Pondus Hydrogenii的缩写。

    讲到这里大家也清楚了,所谓PH值,其实就是用来反馈溶液中氢离子浓度的指标。

    浓度又如何来表示强与弱呢?

    须知“浓度”那可是两厢情愿的事情,你不光要看这个物质本身的分量,还得看水的分量啊。

    比方说,稀硫酸的PH值就比浓硫酸高,那它们同样是硫酸,你也让它们为了这个事情去自己跟自己论个剑?

    所以这里也奉劝那些科幻类小说的作者朋友,以后别动不动就捏造出某某物质的PH值,然后就说什么什么是某某主角新研发的宇宙第一强酸。

    圈内人士真正给酸与酸、碱与碱互相玩论剑的,是另外一个参数:pKa。

    pKa在化学及生物化学中,被称为“酸度系数”,如果您想挑战一下自己对非人类术语的阅读理解能力,我可以将正统的解释告诉你:

    “酸度系数,又名‘酸离解常数’,在化学及生物化学中,是指一个特定的平衡常数,以代表一种酸离解氢离子的能力。该平衡状况是指由一种酸中,将氢离子——即一粒质子——转移至水。水的浓度是不会在系数中显示的。离解的化学反应平衡状况亦会以氢离子来表达,反映出酸质子理论。

    在这其中,由于在不同的酸这个常数会有所不同,所以酸度系数会以常用对数的加法逆元,以符号pKa,来表示:一般来说,较大的Ka值——或较小的pKa值——代表较强的酸,这是由于在同一的浓度下,离解的能力较强。利用酸度系数,可以容易的计算酸的浓度、共轭碱、质子及氢氧离子。如一种酸是部份中和,Ka值是可以用来计算出缓冲溶液的pH值。”

    瞅着想吐吧?

    其实说白了,我们还原到酸的本质——你不是“质子贡献者”么?那我就考察你各种酸在水里的“质子提供能力”——我怎么突然想起很多年前,自己在医院撸啊撸做过的婚前检查了?

    这才叫做华山论剑嘛,精准考察杀气值。

    所以说这个pKa参数跟PH值半毛钱关系都没有。

    唯一你要说两者的相似点,那就是对酸来说,这个pKa参数的评价体系也是个逆向的,你的数值越低,酸性就越牛逼。

    其实以上内容都是铺垫,现在我要告诉你的是——

    氢化钠,它的的pKa值,高达36!

    因此我说,这不是“强碱”,它是“超强碱”。

    少年时代我们在课本里,在实验室里接触过的氢氧化钠,也就是火碱,已经算得上是强碱了,使用的时候都要特别小心,关键它还是粉末状固态,万一扬到眼睛里……

    然而在学术界的官方界定中,氢氧化钠,只是“强碱和超强碱的分界线”罢了。

    公认的超强碱“四大金刚”:格林尼亚试剂、氮化锂、氢化钠、氢化钙。

    碱的通性大家都知道,那就是跟酸在水溶液中混合到一起的时候,碱的氢氧根和酸的氢离子化合成水,而同时,碱的金属根和酸根化合成盐,这个过程我们称之为“中和”。中和反应的关键是水分子的形成,这就导致氢元素不再游离,整体PH值向7趋于稳定。

    超强碱作为碱的一种,它当然也有同样的性质。

    但是,它的这种性质,会更加变态到一种极端的程度:认氢不认酸。

    那就是说,在超强碱的面前,我才不管你是不是酸,只要我发现你的组成成分中,有氢元素的存在,那我可就不管你是不是“游离”,我会直接“强抢”你的质子。

    也就是说,超强碱能够将含氢化合物脱质子化,比如说“丙烷”,这是一种有机物,并不是一种“酸”,但作为有机物,它里面当然含有氢了。

    那就对不起了,超强碱会直接将丙烷β碳上的质子给拿走,使之形成碳负离子……是不是很粗暴野蛮?

    有人就说了,那“水”也是含氢的化合物啊,按照你的介绍,这个氢化钠岂不是连纯净水都能折腾?

    您说对了,这玩意儿是不能直接往水里扔的。

    哪怕不是一盆水,而只是氢化钠处于“潮湿的空气中”,它都会强行“夺舍”水分子中的质子,发生剧烈的化学反应,直接生成可然物,因此有的时候你看古装片,到了夜里睡觉的时候,那些个衙门里的更夫都要上街打更,说什么“天干物燥,小心火烛”——可是这话放到氢化钠这里就是反过来的,你要真是天干物燥,它反而安全了,可你若是空气潮湿,立马就是冲天烈焰。

    徐步摇折腾出这么一种玩意儿,还是黑骷髅用“强吻”+“呕吐”+“强灌”的方式将氢化钠野蛮逼入了巨型丝虫的嘴巴里……

    反正氢化钠基于上述特性,它对人体的伤害是这样的:

    进眼睛,直接灼瞎;

    吸入呼吸道,直接休克;

    接触皮肤,直接烧伤;

    ……

    可怜的丝虫们。

    顺带说一句啊,如果是氢化钠引发了火灾,朋友们,听完我的介绍之后,您还会端着一盆冷水去救火么?

    那就真是火上浇油,越烧越旺了。

    包括泡沫灭火器、液态二氧化碳灭火器、卤代烃1211灭火剂等,全都不能用。

    正确的办法有干燥石墨、干燥白云石粉末等东西……但是话说回来,一般的读者你也弄不到这些玩意儿,就算弄到你也认不出来吧?

    好,我教你简单的办法:

    去偷一个窨井盖,就是城市排污管网,地下水道的那种盖子……你别找那种镂空网状的啊,最好是一块纯铁,圆形,上了古代战场能够直接拿来当盾牌的那种,用这种金属盖子直接去将火苗给“焖熄”。

    丝虫可没有人类那么灵活的骨骼和骨骼肌,它怎么举得起窨井盖,再说了,这么个穷乡僻壤的山沟里,你上哪儿找窨井盖啊。

    又是磷火,又是氢化钠,这些丝虫算是倒了八辈子霉,再加上之前又自作聪明的搞了个庞统连环计,将众多丝虫合体了,因此眼下旺财和黑骷髅人数虽然不多,但是这活干起来那叫配合得一个得心应手。

    没耗多少时间,就是满地的虫尸碎片了。

    六十多条巨型丝虫,团灭,无一漏网。

    “唉,只是可惜这一代要变成盐碱地了。”徐步摇掰着手指头似乎在测算着什么。

    “盐碱地?”姜老师没听明白,“难道说你那些氢化钠的分量下得太重了?”

    “那倒不是,”徐步摇解释说,“本身这批用来攻击咱们的丝虫只有这么多,但是你不敢保证,这片山谷的地下,是不是还有为数众多的异化丝虫或者它们的幼虫蚴呢?而且,最为恼人的就是,在这片山谷中,无论土壤还是植被,甚至野生动物身上,恐怕都已经弥漫着为数众多的虫卵啊。”

    这话大家倒是赞同,说实在的,到现在为止,大家都已经认定,这个可疑的村子,就是秘社那伙人,基于此地丰富的硫磺矿蕴藏量,而策划并实施的一个异化丝虫繁殖基地。

    “你,你该不会是想用氢化钠彻底覆盖这片地区吧?卧槽,”姜老师愣了,“那尼玛虫和虫卵倒是能有效杀灭,可是一旦来一场零星小雨或倾盆大雨,那可就是山火延绵啊。”

    “那倒不至于,氢化钠又不是什么容易制备的东西,我会考虑用别的东西来代替,但前提一定是重手施碱,这样才能在中和掉硫磺带来的酸性环境后,继续杀伤丝虫和丝虫的蚴、卵。至少也要让蚴在碱环境下无法发育,卵在碱环境中也无法孵化,这就算是达到了基本目标。好了,”徐步摇看了看一片狼藉的战场,又转向那四具黑骷髅,“现在是该考虑考虑他们的时候了。”