化学元素碱及大气对玻璃的侵蚀介绍

碱对玻璃的侵蚀是通过 OH 一离子破坏硅氧骨架 ( ) 而产生 群，使 Si O 2 溶解在溶液中，所以，在玻璃被侵蚀过程中，不形成硅酸凝胶薄膜，而使玻璃表面层全部脱落，即：
Na + + H + O H —— → Si ( OH ) 4 + N aO H （ 2 - 2- 16 ）Si ( OH ) 4 又可以与 Na O H 继续作用：Si ( OH ) 4 +N a OH —— → [ Si ( OH ) 3 0] N a+ H 2 O ( 2 - 2- 17 )
由于产物 [ Si ( OH ) 3 0] N a 的电离度低于 Na O H 的电离度，因此，这一反应使溶液中 Na + 离子浓度降低，促使式 ( 2 — 2 — 16 ) 的反应进行，同时由于式 (2 — 2 — 17 ) 反应的进行，使碱对玻璃的侵蚀不出现硅酸凝胶薄膜。

碱中 OH - 离子对硅氧网络的侵蚀如下+ OH + — → +侵蚀网络的结果使玻璃表层脱落。碱对玻璃的侵蚀程度与侵蚀时间成直线关系，与 OH - 离子浓度成正比，随碱中阳离子对玻璃表面的吸附能力增加而增大，不同阳离子的碱对玻璃的侵蚀顺序为：Ba 2+ ＞ Sr 2+ ＞ NH ＞ Rb + ≈ Na + ≈ Li + ＞ Ca 2+碱对玻璃的侵蚀随侵蚀后在玻璃表面形成的硅酸盐在碱溶液中的溶解度增大而加重。

大气对玻璃的侵蚀，实质上是水汽、 CO 2 、 SO 2 等对玻璃表面侵蚀的总和。玻璃受潮湿大气的侵蚀过程，首先开始于玻璃表面的某些离子吸附了大气中的水分子，这些水分子以 OH - 离子基团的形式覆盖在玻璃表面上，形成一薄层。如果玻璃化学组成中， K 2 O 、 Na 2 O 和 Ca O 等组分含量少，这种薄层形成后，就不再继续发展；如果玻璃化学组成中含碱性氧化物较多，则被吸附的水膜会变成碱金属氢氧化物的溶液，这种碱没有被水移走，在原地不断积累。随着侵蚀的进行，碱浓度越来越大， pH 值迅速上升，最后类似于碱对玻璃的侵蚀，从而大大加速了对玻璃的侵蚀。因此，水汽对玻璃的侵蚀，先是以离子交换为主的释碱过程，后来逐渐过渡到以破坏网络为主的溶蚀过程。此外，各种盐类、化学试剂、金属蒸气等对玻璃也有不同程度的侵蚀，不可忽视。