近日看到一則新聞,在中興大學化工研究所,

有一間有機化學合成的實驗室發生起火意外,

有學生因而受到二度灼傷,

記者報導禍首疑似是倒進垃圾桶的「硫酸鎂」Magnesium Sulfate

http://news.ltn.com.tw/news/society/breakingnews/2100293

興大.png

 

誠如上面的報導內容所言,硫酸鎂是化學實驗室極為常見的化學藥品,

但是報導內容中關於「高溫下…」云云完全是與本事件無關的胡扯。

試問,垃圾桶中存在著什麼樣的環境,也讓硫酸鎂發生這樣的熱分解?

 

那硫酸鎂到底是做什麼的?

不要看它名字中有「硫酸」兩個字就被嚇到了,

其實這是一種「鹽類」,是一種強酸強鹼鹽,性質相當溫和,你可以當作它被中和了。

像我們常吃的食鹽「氯化鈉」也是這個分類 (以上是高中化學的內容)

不過鎂離子 Mg2+和氫氧離子 OH-具有稍微高的親合性,所以水溶液中的OH-被帶走後,

[H+]相對於[OH-]的濃度稍微高,導致其水溶液會呈現微弱的酸性。

蛤你要考我計算? 別了吧,我離高中快十年了 XD

 

其實它更適宜的名字應該叫「無水硫酸鎂」,

原因是我們一般是利用它在無水狀態下很強的親水性而形成含水晶體的特性,做為乾燥劑使用。

在無水狀態下的硫酸鎂,會是狀似奶粉的白色粉狀,不過比奶粉還要緊實很多,

不過在吸水後,會變成塊狀的晶體,非常容易分辨,英文版維基百科有很漂亮的照片。

Magnesium sulfate anhydrous.jpgMagnesium sulfate.JPG

如果跟水很容易分離的化合物或是溶劑,或是要利用於對無水環境並非很要求的反應,

常利用硫酸鎂來進行除水,是很便宜快速的手法。

筆者過去經常用硫酸鎂對環己烷 (cyclohexane)進行簡單的除水處理。

一般大學的化學實驗室在購買硫酸鎂時,常是至少一公斤的罐裝,可見其普遍性,

更何況,在大學部的實驗課程中,硫酸鎂就已經常常被用來當成除水劑了,

在「萃取」相關的實驗中,從「有機層」取出的溶液,常常會用硫酸鎂來進一步除水。

如果是很危險的藥品,是絕對不會出現在大學部課程的 (所以大學生基本上碰不到鈉條,後敘)。

 

但是危險性低並不代表完全沒有風險,

原因是無水硫酸鎂吸水成為含水化合物的反應,其實是放熱反應

所以環境的溫度會稍微上升。

這是乾燥劑非常主要的機制,基本上乾燥劑和水湊在一起都是放熱反應

這也就是為何在食物包裝中很常見的袋裝乾燥劑是絕對不能食用的,

因為一放進嘴巴,和你的唾液和濕氣接觸之後,乾燥劑會馬上反應,

急速上升的溫度有很高的風險會灼傷你的舌頭。

如果不是如矽膠顆粒一樣透過物理機制吸水的乾燥劑,那會有高溫以外的風險等著你,下篇再談。

所以在此呼籲各位讀者,尤其是家裡有小朋友的家長們,

不要因為乾燥劑隨處可見就對其掉以輕心,不要拆開,也不要丟進水裡,

更不要讓小孩子接觸。

上面的警告標語,都是認真的

「乾燥劑」的圖片搜尋結果

 

或許看倌們讀到這裡,會認定: 嗯,這宗起火案的禍首看來就是硫酸鎂了。

但筆者在此要說,可能性並不高,

原因是雖然這個反應的確會放熱,但其實是相當溫和的,因為這只是簡單的吸水反應,

並沒有涉及大量的化學鍵斷裂、生成的過程。

 

各位可以在穿戴好防護設備後,做個小實驗: 把一小杯水滴進一大坨硫酸鎂中,

看看會發生什麼事。

筆者相信這杯水大概只會默默潛入硫酸鎂中,然後有一小部分硫酸鎂會因而結塊。

不會有什麼大噴發產生。

 

來點形象化的比較吧,

涉及化學放熱反應的乾燥劑,就像是一對準備要交往的男生與女生,

在曖昧期為了吸引彼此在一起,雙方的「拒人於千里之外」的氣場 (也就是能量)會降低,

男生會變得喜歡噓寒問暖,女生也會變得柔腸百轉,(呃…應該是吧…)

可是能量守恆嘛,所以放出的能量自然而然會使周圍環境的溫度上升囉。

而硫酸鎂遇到水形成含水化合物的過程,

就像是理工科系的團康活動中,7個男生圍著一個女生跳土風舞,

這時男生與女生之前會有什麼火花發生嗎?   沒有

因此對於周圍環境的影響自然而然就有限。

 

老實說,把大量的硫酸鎂倒入固體廢物桶中 (嗯…有些實驗室好像會偷偷倒進垃圾桶…),

是非常常見的事情。

當然,很明顯的,這位中興化工所的學生做了違背實驗室安全守則的事情,

但是如果硫酸鎂會招致這樣子的災難性後果

(好吧有點誇大了,但筆者看了新聞中的照片,弄成那個樣子確實不是什麼小意外)

那很多實驗室早就該遭殃了。

因此在筆者的心中,這場意外的罪魁禍首,另有其「物」。

篇幅也到一定的程度了,就留待續集,再好好介紹其它的常用乾燥劑,

以及其背後的作用機制。

 

 

 

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