“雕花”能手_科普之友

玻璃最美妙的特性是透明，不生锈、抗腐蚀，这些优点悬其他材料，如各种优良的金属、砖石及木材等望尘莫及的。从埃及古墓中发掘出来的玻璃项珠，在地下埋了四千多年，至今仍然象当年制成的那样闪耀着美丽的光泽。
　　
　　玻璃的主要成分是石英石即二氧化硅（SiO2），它十分坚硬，此外，它具有透明的特性，它被广泛用作窗玻璃、光学仪器玻璃，以及各种化学和生活容器。人们在化学上的各种实验，总希望能直接看到容器内的化学反应，这只有玻璃才能胜任，因为它透明，而且还能抗各种化学物质的腐蚀。一般的金属遇到酸就要发生化学反应，连最稳定的“金属之王”的金子，在遇到由硝酸和盐酸混合成的“王水”时，也被驯服而溶解了。唯独玻璃不怕盐酸、硫酸、硝酸甚至王水的侵蚀。只有苛性碱才能略微腐蚀玻璃的一层表皮。因此玻璃成了化学家的宠儿，甚至成了化学家的代称“玻璃试管专家”。
　　
　　玻璃虽易碎，但却很硬，它受承受的压力远远超过了生铁。有人做过这样的实验；在同样大小的生铁块和玻璃块上加压重物。当重量达到一百斤时，生铁块就被压碎了，而玻璃却安然无恙。一直加压到一百八十斤以上时，玻璃块才破碎。面对这样坚硬的脾气，如果我们用普通钢材做的刀、剪、锥、锯都不能动他分毫时，只有用高级合金钢做的刀和金钢砂轮才能在玻璃上刻划出痕迹来。
　　
　　可是玻璃这样坚硬，我们怎样才能方便地在上面加工出各种美丽的花纹呢？
　　
　　我们不用着急，正如俗话说的那样，“卤水点豆腐，一物降一物”。有一种酸——氢氟酸，这种化学物质却能轻易地降服坚硬的玻璃，而能在玻璃上“雕刻”出美丽的花纹、人物等各种图案，真可谓一个“雕花”能手。氢氟酸为什么具有这么巨大的本领呢？
　　
　　原来，氟是最活泼的非金属元素。氟和氢能轻易地结合，生成氢氟酸。氟几乎能和所有的元素发生反应，氢氟酸继承了它的秉性，也具有了很强的腐蚀性，能和大多数金属、非金属发生反应。
　　
　　当氢氟酸遇到玻璃时就会和玻璃的化学成分发生化学反应：
　　
　　SiO2+4HFSiF4+2H2O
　　
　　玻璃中的主要成分二氧化硅与氢氟酸发生反应，生成了能挥发的四氟化硅气体和水，于是玻璃被腐蚀，成为毛玻璃，这也就是雕花的秘密。美丽的玻璃花就成了一门工艺点缀了人们的生活。
　　
　　如果人们要制造量筒，量杯上的刻度时，只要先将量筒放在溶化了的石蜡中浸一下，再用力刮去刻度位置上的蜡，再涂上氢氟酸（或放在氟化氢气体中）进行腐蚀。由于氢氟酸为会现石蜡发生化学反应，被腐蚀的只是量筒上刻去石蜡的地方，因此等脱去多余的氢氟酸和石蜡后，量筒等仪器上便会显出蚀成的刻度线来，于是量筒便制好了。
　　
　　我们前面还知道了在炼铁时还要用到氟化氢气体与铁矿石外的脉石（主要成分为二氧化硅）反应：
　　
　　SiO2+4HFSiF4+2H2O
　　
　　这个反应促进了炼铁的顺利进行。
　　
　　由于氢氟酸会腐蚀玻璃，因此氢氟酸不能储放在玻璃瓶内，而要放在聚乙烯塑料中，我们在做实验时，可将它放在铜制的器皿中。因为铜制的器皿经氢氟酸腐蚀后会在表面生成一层氟化铅PbF2，保护铅不再被腐蚀。我们要注意，氢氟酸有毒，实验一定要有通风的条件。
　　