漫遊化學天地(1)(1 / 3)

世界上每一種物質都是由化學元素構成的。如岩石、土壤、房屋、橋梁、汽車、植物和動物等等都是由化學元素構成的。化學就是研究物質變化的科學,化學無所不及,具有超群的魅力,它使人們的日常生活中出現了各種各樣的奇跡。吃飯穿衣少不了化學,清潔洗滌更離不開化學,在實驗遊戲中,化學更是讓人拍案叫絕……甚至在風馬牛不相及的愛情世界,還可找到化學的影子(正文“愛情中的化學”就講這個問題),化學真是太神奇了,下麵就順著我們的航線去漫遊這神秘的天地吧。這裏講的有曆史上的奇跡化學現代的超群化學有日常生活中的平凡化學、實際生活中的趣味化學。

1、雪花飄飄漫舞廳

雪花,嚴冬的象征。它是一種自然降水現象,然而也有不是來自雲層的雪花。你相信舞廳裏會飄起雪花嗎?

在200多年前俄國首都聖彼得堡的一個舞廳裏,有一天晚上舞廳裏正舉行著舞會,由於當時還沒有電燈,舞廳四周點燃著上百支蠟燭。為了怕風吹滅蠟燭火焰,舞廳門窗緊閉。當時室外溫度已是-30℃,但舞廳裏的氣溫卻在20℃左右。隨著時間的推移,室內空氣越來越少,人們開始感到空氣沉悶,並有窒息感覺。

這時有人急中生智,猛地打開了窗戶,室外空氣一下子全湧了進來,人們一個個從悶熱感覺中蘇醒過來,深深地吸著新鮮的空氣,就在這時奇跡出現了,舞廳裏竟然雪花漫舞,許多人頭發和衣服上都掛上了一層白白的霜。

開始有的人以為雪花是從窗外飄進來的,但抬頭望窗外,晴空萬裏,滿天星鬥。那麼雪花是怎麼來的呢?

其實這是一個無意的人工降雪過程。原來,點燃的上百支蠟燭不僅產生了大量的二氧化碳,而且還向空氣中散發了大量的煙粒和水蒸氣,這些煙粒成為形成雪花的凝結核。成百個跳舞者不斷地呼吸,也向空氣中呼出了大量的水汽,這些水汽和煙粒,在門窗緊閉的舞廳裏既不會散失,也看不出有什麼變化,但當冷空氣大量湧進來時,急劇的降溫,使水汽大量地、迅速地在煙粒這種凝結核上凝結,於是形成了雪花。所以這次舞廳裏的雪花是最早的一次人工降雪過程。

2、豬八戒的啟示

戰爭中化學武器的使用,使得防毒麵具到處可見,你知道防毒麵具是如何發明的嗎?它防止哪種毒氣,為什麼呢?

兩伊戰爭中化學武器的使用,使得防毒麵具到處可見,海灣戰爭期間更是一片麵具世界,就連小學生上課也戴起了防毒麵具。你知道防毒麵具是如何發明出來的嗎?

1915年4月22日傍晚,在比利時的伊伯爾地區,德軍為了對付英法聯軍的進攻,首次使用了毒劑彈。當時先是看到從上風處德軍陣地上慢慢升起一股白色的氣浪,隨後就是英法聯軍陣地上的官兵打噴嚏、咳嗽、流淚不止,有的甚至窒息倒地。僥幸逃脫的聯軍官兵描述了當時的所見所聞,令有關人士大為震驚。英法聯軍將抗毒襲的任務交給了科學家們。通過對戰地報送的氣樣的分析研究,科學家們發現了毒氣的化學成分為氯氣。但是,他們絞盡腦汁也得不到一個有效的對付氯氣的辦法。

在聯軍收複了被毒氣襲擊的失地後,有人建議進行實地考察。一行人來到了毒襲地區,他們發現,除了聯軍官兵和當地居民的屍體外,就連飛鳥、家禽、牛、羊、馬、狗也未能免遭毒害。可奇怪的是,豬卻大量地存活,並無中毒的跡象。這引起了科學家們的注意。有人懷疑豬對氯氣中毒有特殊免疫力,但是即刻遭到生物學家的否定。奧妙何在?

為了揭開秘密,科學家們搞了個模擬實驗:他們把豬、馬、牛、羊等圈在一起,然後施放氯氣,他們則在遠處用望遠鏡觀察。結果發現:豬比其他畜牲的嗅覺靈敏得多,它們較早地聞到異味,旋即拚命逃竄。當無法躲避時,就拚死在地上刨土,然後將長鼻子插入刨鬆的泥土中“閉目養神”,好像“豬八戒打瞌睡”。毒氣散盡後,其他動物都死了,豬卻不慌不忙地拔出長鼻,用力將鼻孔中的大量土粒噴出,邊跑邊擺起了尾巴。

目睹這一“奇跡”後,科學家們很快得出了結論:泥土細粒對氯氣有明顯的吸附作用,豬的長鼻插入細粒泥土中,細粒泥土塞滿了它的鼻孔,形成一個天然防護麵具,就好像過濾器一樣。科學家設想人若戴上有“長鼻式”過濾器的防護麵具,其中放上適量比泥粒更有效的活性炭作吸附劑,不是也可以抵抗毒氣的襲擊嗎?於是,防毒麵具便應運而生。

3、瘋瘋癲癲何作怪

化學元素錳的奇跡般出現,使日本一個小鎮變成了瘋子村,這是為什麼?

20世紀30年代,在日本一個偏僻的農村小鎮發生了一件奇怪的事。村上先後有10多人發了瘋病,神態紊亂,行動反常,時而大哭,時而大笑,四肢變得僵硬。這種怪病給各自的家庭帶來了災難,也驚動了當地政府和有關醫療部門。

當地的警察局和醫院派出了調查組,進行了調查,檢查了這些瘋子的身體和血液成分,發現他們身體中所含有的金屬錳離子的含量比一般人要高得多。正是這些錳離子使這些人中毒並發了瘋。

過多的錳離子進入人體,開始時使人頭疼、腦昏、四肢沉重無力、行動不便、記憶力衰退,進一步發展使人四肢僵死、精神反常,時而痛哭流涕,時而捧腹大笑,瘋瘋癲癲,呈現令人作嘔的醜態。

那麼過多的錳離子又是從何而來的呢?原來,這個小鎮的人們常常把使用過的廢舊幹電池隨手扔在水井邊的垃圾坑裏,久而久之,電池中的二氧化錳,在二氧化碳和水的作用下,逐漸變為可溶性的碳酸氫錳,這些可溶性的碳酸氫錳滲透到井邊,汙染了井水。人們飲用了含有大量錳離子的水,便引起了錳中毒,造成了在短時間內有10多人發瘋的怪事。

4、鐵鏽作怪竟殺人

鐵生鏽,司空見慣,然而竟能導致人員死亡,這是為什麼?

外國某化學公司的一家工廠中,有一貯存氯化鎂的鋼質容器。有一次,因容器需要維修而停止工作,廠方排空了容器中的氯化鎂,並將容器衝洗了幾遍。而後兩個工人進入鋼質容器維修,一下去就暈倒了,當人們發現後,立即將人救出並送到醫院,一人經搶救脫險,一人不幸死亡。

是什麼原因導致人員死亡的呢?難道容器中含有有毒氣體?

人們對鋼質容器內的空氣進行了測定,並沒有發現任何有毒氣體,但卻驚奇地發現容器中空氣裏的氧氣含量遠遠低於正常標準。

為什麼容器中會缺氧呢?經分析,發現問題原來出在容器本身,是因為容器生鏽的緣故。

我們知道,鐵在潮濕的空氣中能和氧氣發生化學反應,生成鐵鏽(主要成分是Fe2O3·H2O)。容器中殘存的氯化鎂在鐵生鏽的過程中起了推波助瀾的作用,即殘存的氯化鎂作為催化劑,使得鐵生鏽加快,從而造成容器內缺氧。後來人們在同樣條件下進行了類似試驗,也證實了上麵的分析。

鐵生鏽導致人員傷亡,實屬偶然,這也許不能說是鐵生鏽的魔力,然而全世界因鐵生鏽而損失的鋼鐵,據估計約占世界年產量的四分之一,這難道不是一個駭人的數字嗎?這也許是鐵生鏽的魔力所在。

5、“波爾多液”故事多

硫酸銅和石灰水的混和物,化學上稱為“波爾多液”,它是一種有名的殺菌劑,能防治果樹、水稻、棉花、馬鈴薯、煙草、白菜、黃瓜等不同植物的病菌。你知道波爾多液是怎樣發明的嗎?

1882年的秋天,法國人米拉德氏在法國波爾多城附近發現各處葡萄樹都受到病菌的侵害,隻有公路兩旁的幾行葡萄樹依然果實累累,沒有遭到什麼危害。他感到很奇怪,去請教管理這些葡萄樹的園工。原來園工把白色的石灰水和藍色的硫酸銅溶液分別撒到路旁的葡萄樹上,讓它們在葡萄葉上留下白色和藍色的痕跡,使過路人看了以為是噴撒過了毒藥而打消可能偷食葡萄的念頭。

經過園工的啟發,米拉德氏進行反複試驗與研究,終於發明了這種幾乎對所有植物病菌均有效力的殺菌劑。為了紀念在波爾多城所得的啟發,米拉德氏就把由硫酸銅、生石灰和水按比例1∶1∶100製成的溶液叫做“波爾多液”。

6、拿破侖之死,謎底揭開

法國著名的軍事家拿破侖生前曾在戰場上立下了赫赫戰功,所謂風雲一時,但是關於他的死,曆史上卻一直是個謎。拿破侖究竟死於何因呢?

近年來,英國的科學家、曆史學家運用了現代科技手段,采集了拿破侖的頭發,並對其成分及含量進行了分析。同時,他們又實地調查了當時滑鐵盧戰役失敗後放逐拿破侖的聖赫勒拿島,並獲得了當年囚禁拿破侖房間中的牆紙。經過研究,英國科學家發表了一個分析報告,宣布殺死拿破侖的“凶手”是砒霜。