化学人的日夜追求:解锁干净玻璃的终极奥秘

嘉慧浏览趣事 2024-11-10 01:41:53
一、鲜为人知的干净玻璃标准

平时在生活中的干净的玻璃杯,只要是用清水或者洗洁精洗干净的就可以算。但应该有小伙伴还记得,在学校教材上有提到过,真正干净的玻璃其标准状态应当是“水在其表面既不聚成水滴,也不成股流下”。所以我敢断言,99.9%的人都未曾见过真正干净的玻璃究竟是什么模样。

二、脏玻璃的 “水滴与水流” 现象

想象一下,有一块不慎沾染油污的玻璃,当水洒落在上面时,一颗颗硕大的水滴就会形成,它们牢牢地附着在玻璃表面,就像顽固的小卫士,极难滚落。这便是所谓的 “聚成水滴”。倘若再往上面多泼一些水,你会发现水似乎只沿着某些特定的路径流淌,进而形成一道道水流,这就是 “成股流下”。其实若从更有文化内涵的角度来理解 “脏” 这个概念,用 “聚成水滴成股流下” 来形容真是再贴切不过了。就拿培养皿来说,肉眼看上去它似乎挺干净的,可当我们往上面浇点水,水依然容易聚集成一颗颗水滴,而且在滑落过程中也会形成一股股水流,而不是均匀地铺展开来形成水滩,这充分表明它实际上并没有我们想象中那么干净。

三、干净玻璃上的神奇水膜

所以真正干净的玻璃又是怎样的样子呢?当水浇在干净玻璃的表面时,水会当场无比丝滑地铺展开来,形成一层薄薄的水膜,这水膜均匀而又柔软。即便把玻璃竖起来,水膜依然能够完整地附着在玻璃表面。你几乎看不到水流成股地往下流,那感觉就好像是一整张柔软的膜在缓缓向下流淌,玻璃表面也不会有水滴挂壁的现象。将干净玻璃和不干净玻璃放在一起对比,二者的区别一目了然。这种 “既不聚成水滴,也不成股流下” 的现象,背后其实蕴含着丰富的化学知识,如果没有一定的知识积累,学习化学可真会让人头疼不已。

四、现象背后的化学原理

那么为什么会出现这种现象呢?这是因为玻璃表面存在着大量的硅氧基,这种基团具有很强的亲水性。在干净的玻璃表面,水会在硅氧基的作用下自动铺展开来形成水滩,而不会聚集成一团。但是如果玻璃表面沾染了一些脏东西,比如油污、颜料,或者是做实验后留下的不明物质残渣,这些杂质基本都比玻璃更疏水。当水接触到这些被污染的玻璃表面时,就会在上面聚集成一个个小水珠。对于普通人来说,仅仅通过肉眼观察很难判断玻璃的亲水性。所以观察水在玻璃上的表现,就成了判断玻璃是否干净的最便捷方法。

五、教材中的巧妙表述与化学科研人的追求

如果要从正面来描述干净的玻璃,那就是水在玻璃上会均匀地铺展成薄薄的水膜,不过这种理想状态很是微妙,难以精准把握。因此我国教材的编者们巧妙地采用了反向描述的方式,将其表述为 “既不聚成水滴,也不成股流下”。这种表述不仅朗朗上口,而且非常适合作为两分的填空题来考查学生。瞧,这就是干净玻璃的奥秘所在。在我攻读化工博士之后,每天都要花费大量时间清洗瓶子。我尝试过用去离子水清洗,用乙醇丙酮清洗,也用过硝酸铬酸来清洗,我甚至还见过在一楼有人用氢氟酸清洗。对于无数化学科研人而言,“既不聚成水滴,也不成股流下” 这句话,已然成为了他们日夜追求的清洁标准。

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