為什麼玻璃具有良好的化學穩定性?為什麼還是會有物質無法儲存在玻璃中?


謝邀。

玻璃穩定的原因主要是兩點:

首先是化學穩定性。玻璃主要成分是二氧化硅,另外還存在一些Al、Na、Ca、K的鹽。玻璃中的這些元素形成的化合物的價態都處於飽和,與大多數化合物不反應。

其次是結構的穩定性。玻璃中的Si與O形成硅氧四面體,這些Si-O四面體結構具備短程有序、長程無序的特徵,可以視為形成無定型的網路結構。穩定的Si-O四面體結構有利於玻璃的穩定性。

然而,如上面人所說的,玻璃還是可以遭到腐蝕的。氫氟酸會與SiO2反應,由於這個反應生成的H2SiF6有較好的溶解性,所以這個反應速度比較快,在工業上也經常用這個反應來在玻璃表面雕刻圖案。同時,玻璃也會和NaOH等強鹼反應,形成硅酸鈉,這個反應生成物硅酸鈉是一種膠狀物,反應速度一般比較慢。鹼性溶液不會用玻璃保存的原因是,鹼與玻璃反應的過程中會使得玻璃中的元素Si,Al等進入保存的試劑中,無法保證試劑的純度。


瀉藥

穩定是相對的

哎嘿有人點贊,那我再補兩句:

二氧化硅材料從結構上看是穩定,常溫下也能抵禦大部分常見試劑的侵蝕,具體原因不再贅述。可是硅原子不光有s p,還有d軌道啊,條件足夠的情況下是可以被親核進攻、親核水解的,所以怕鹼也怕氟。

所以你看,穩定只不過是相對的。


穩定,兩個方面的問題,一是動力學穩定,二是熱力學穩定。

簡單來說,動力學穩定關注的是反應速度,穩定的物質,即使會參與反應,但反應過慢以至於沒有明顯表現;熱力學穩定是能量上的穩定,放熱反應容易進行,吸熱反應難以進行,也就是說能量越低的物質越穩定。

玻璃是硅酸鹽類化合物,原子晶體,主要含有Si和O,結構是sp3雜化的四面體,Si成四個鍵,O成兩個鍵,成鍵很穩定。如果玻璃的成分要參與其他反應,首先需要克服相鄰價鍵,即使是表層原子也至少被兩個價鍵束縛,接觸面積小,因此參與反應是很不利的。要判斷反應自發性還需要判斷反應過程的熵變,由於生產的Si化合物大多熵較低(相比同一族的C化合物而言),對反應也是不利的。


謝邀請,回答的都很好了啊,穩定是相對的。氫氟酸裡面的氟更易取代氧對二氧化硅發生反應,鹼類可以促進並且和玻璃本身發生類似中和的反應。大多情況下因為二氧化硅以及玻璃裡面的其他化學鍵已經足夠穩定所以沒有明顯反應。


瀉藥。占坑!

學懂了再來答。


玻璃並沒有特別穩定。只不過玻璃比較便宜。比如玻璃的容量瓶只要十幾塊錢,聚乙烯的要幾百甚至幾千。


首先瀉藥。

這裡談的玻璃指主要成分是SiO2的普通硅酸鹽玻璃。這玻璃對水,酸,鹼,鹽等的反抗能力稱之為耐腐蝕性,穩定性。

我談談我對玻璃腐蝕的看法。

腐蝕劑主要對玻璃中的R2O、RO和硅氧鍵作用。

1:首先是水:作用A:水中的H+和Na+交換,之後水化、中和。作用B:水分子也直接作用硅氧鍵,生成[Si(OH)4],最後形成SiO2·xH2O薄膜,硅酸凝膠保護膜。pH&<8時,穩定,阻止腐蝕,,稱之為自抑制作用。

2:然後是酸:除氫氟酸外,一般酸不直接腐蝕玻璃,通過水作用腐蝕。R2O含量高時,作用A主要;SiO2含量高時,作用B主要。氫氟酸腐蝕是因為生成SiF4。

最後看鹼腐蝕:鹼中的OH-集中在玻璃表面,把玻璃中陽離子吸附到表面;OH-直接破壞硅氧結構,Si-O斷裂;生成的硅酸離子與表面的陽離子形成硅酸鹽,溶解。不產生保護膜,腐蝕快慢與硅酸鹽的溶解度和R-O鍵強有關。溶解度小,R-O鍵強大,玻璃就耐腐蝕。

最後,玻璃有良好的穩定性,並不是絕對的穩定性。

碼字好累。

也不知道說的有沒有錯誤。

紅紅火火恍恍惚惚。


如果我沒記錯的話,人教版高一化學上冊就會講氫氟酸會腐蝕玻璃,以及鹼液存放時不能用玻璃塞。


結構決定性質,玻璃的主要結構是硅氧四面體,而硅和它周圍的四個氧可以生成d-p大π鍵,大大提升了硅氧鍵的鍵能,所以它穩定。

氫氟酸能腐蝕玻璃的原因則是硅氟鍵的鍵能也非常高,理由同上。


玻璃的主要成分是SiO2,題主問題意思是玻璃作為一種容器材質時,為什麼不容易和瓶中的溶液或者固體發生化學反應吧?因為SiO2的性質是比較穩定的,不容易反應或者反應很緩慢。

但是SiO2其實也有很多反應。SiO2是酸性氧化物,和一般酸不反應,但是和HF酸反應會生成粘合劑,所以HF酸不能放在玻璃瓶中,並且六氟化銥也不能放在玻璃瓶中呢。

每每這時都覺得化學的神奇,沒有完全不反應的物質,都是相對而言。


這個很簡單,有的物質會和玻璃發生反應,其次與被儲存物質的化學物理特性有關,沒有萬能的儲存容器。


謝邀。

玻璃的主要成分是二氧化硅。二氧化硅內部是一個硅與四個氧組成的一個個硅氧四面體共頂點或共邊連成的。由於硅氧鍵鍵能十分大,斷開需要巨大的能量,所以構成了二氧化硅化學穩定性的基礎。二氧化硅中,硅已經最高價,不會被氧化,能儲存強氧化物。而由於硅氧鍵強度大,還原需要苛刻的條件(高溫高壓),對常見的強還原劑也穩定。酸穩定性看兩方面,一是氫離子,再者看酸根離子的親和性。氫離子對二氧化硅無影響,酸根離子除了氟離子外,都無法破壞硅氧鍵,所以二氧化硅對除了氫氟酸以外的其他常見酸穩定。但是二氧化硅本身有極弱的酸性,在強鹼溶液下如濃氫氧化鈉水溶液,會與氫氧化鈉反應生成硅酸鈉而溶解,所以玻璃不能儲存鹼溶液。


SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O

其它的一樓答覆的已經很詳細了。


上學的時候老師說,裝氫氧化鈉溶液和碳酸鈉溶液的玻璃瓶要用橡膠塞!用玻璃塞的話,時間長了會和玻璃反應生成硅酸鈉黏在一起,會打不開瓶子。

可是在實際實驗中,有時候配置的氫氧化鈉溶液直接放容量瓶里用,時間一長,真的就打不開容量瓶的塞子了!

他們真的在反應啊!


哈哈 我玻璃專業的!首先不是所有的玻璃都是硅酸鹽玻璃,也就是說不是所有的玻璃都有二氧化硅,還有硼酸鹽玻璃,磷酸鹽玻璃,金屬玻璃了。其次目前好像還沒有物體可以儲存所有的東西!


謝邀,前面的回答多從學術的角度已經回答的很全面了,玻璃的主要成分為二氧化硅,硅氧鍵也確實非常穩定,但是玻璃並不是結晶度很好的二氧化硅,也就是說玻璃中的硅原子和氧原子的排列並不是那麼規整的,這也是為什麼光學器件要用石英玻璃而不用普通玻璃的原因,石英玻璃二氧化硅晶形比普通玻璃好,也更加穩定,可以說硅氧原子的不規整排列降低了普通玻璃的穩定性。此外,化學穩定性的概念是「物質在化學因素作用下保持原有物理化學性質的能力」(百度百科),也就是說玻璃經受化學因素而不發生物化性質改變的耐受性比較好,但並沒有說絕對不會發生變化,好比石頭非常堅硬,一滴水不會改變其形貌,但水滴石穿的事情也是實實在在的。

更深層次的探討涉及到熱力學第二定律的問題,氧化硅原子排列地非常規整是熱力學上的低熵態,在統計熱力學來看,在外界化學因素的一個向下,低熵態會向高熵態轉變,一般教科書上描述是「原子排列混亂度增加」,如果要抑制這種轉變,需要做功。因此,化學穩定性高並不是絕對穩定,如果一直保持穩定,需要有一種力時時刻刻把原子調整回最初的位置,目前還沒有這種作用。


謝邀!因為玻璃是二氧化硅,屬於原子晶體,空間網狀結構無限延伸,這種結構性質穩定(比如金剛石也是空間網狀)。當然也不是不能反應,遇到更活潑的自然就反應了


比如,氫氧化鈉溶液就會和玻璃反應。這個世界上什麼都是相對的,穩定的東西也只是與其他東西相比較得出的。凡事都有例外。


樓上的回答著眼點主要在化學物質與玻璃反應上,除此之外物質就算不和玻璃反應也有可能發生變化:光照發生周環反應,室溫下分解/居合,等等。很多植物化學做出來的樣品即使在棕色玻璃器皿中低溫保存幾年後扔會出現雜質點,純度下降,這還是固體儲存狀態;溶液中更容易反應;此外玻璃並不是純凈的二氧化硅,其中的金屬鹽類離子有可能催化這些反應。


謝邀。

第一次被邀,我非常的激動啊。。。。非常激動。。。。我畢竟是個剛混知乎沒兩天的人。。。。我決心要好好寫寫答案!!!!

————————分界線——————————言歸正傳——————————————

1.穩定性

一般來講,玻璃的主要成分是二氧化硅以及硅酸鹽。一般的氧化物呢,都是分子晶體。然而,二氧化硅是原子晶體!!!!同為原子晶體的還有金剛石和單晶硅!!!!看吧看吧,都是一堆硬邦邦而且穩定的東東。結構相似,性質自然也相似。

2.可反應

古話說,一物降一物。百鍊鋼也難敵繞指柔。同樣,堅硬的二氧化硅遇到溫柔的氫氟酸,也會反應。請注意,兩者的反應具有唯一性!!!二氧化硅跟且只跟氫氟酸反應!!!!真是相愛相殺的好伴侶!!!!

在鹼方面,二氧化硅可以與氫氧化鈉反應,生成膠狀的硅酸鈉。所以,一般不用玻璃儲存鹼性物質。

其實高中化學就有講。

要好好聽課啊。


推薦閱讀:

玻璃能用來製作刀具嗎?
哪裡有單面玻璃賣?就像很多電影里的,玻璃牆裡面的人可以看到外面,外面的人看不到裡面的。
為什麼單反鏡頭不用藍寶石玻璃?
為什麼廢品回收人員現在很少願意收玻璃了?
如何解決擦玻璃時因水痕而越擦越髒的問題?

TAG:化學 | 玻璃 | 材料科學 |