正文 第22章 神奇理化篇(3)(2 / 3)

為了證明上述的原理,我們可以做下麵的一個實驗。燒瓶中放入200毫升水,在另一燃燒管中放入粒狀硬質煤塊,實驗開始時先用小火勻熱燃燒管,再用大火對著煤塊加熱使煤塊變紅,同時把燒瓶中的水煮沸,使水蒸氣通過燃燒管,此時在另一端燃燒管中點燃,就有藍色火焰出現。這個實驗,也是工業上製造水煤氣的原理。

可以燃燒的冰

前蘇聯有一位天然氣專家為了研究往天然氣井裏注水對產氣量的影響,讓工人把20噸水注入一口氣井裏。不料,天然氣出不來了,剛剛還出氣的氣井頓時變得死氣沉沉,難道水會壓住天然氣?這是不大可能的事。這位天然氣專家決定向氣井裏注入2噸甲醇。沒有幾個小時,氣井又噴氣了。他繼續研究這一奇怪現象,發現原來氣體在低溫和高壓條件下很容易形成水化物。在氣井深處,溫度低,壓力大,水注入之後,就跟井裏的天然氣很快結合起來,形成一種特殊的水化物——可燃冰。氣與水形成冰,氣又如何噴出氣井呢?而注入甲醇之後,甲醇與水有很大的親和力,這樣就破壞了可燃冰的結構,讓氣又放出來了,重新噴出井麵。

人們很自然會想到在大海深處,很可能存在豐富的可燃冰。經過海洋學家和化學家的努力,這個猜想終於得到證實,在北極的海底發現了大量的可燃冰。

可燃冰的結構很奇特,在1個可燃冰氣體分子周圍,包圍著6個水分子,隻要把水去掉,就是一種理想的燃料。它的熱值很高,在每立方米可燃冰內壓縮著200立方米的可燃氣體。它們的儲量在海洋裏也大得驚人,現在已探明的儲量,比煤、石油和天然氣的總儲量還要大幾百倍。至少可供人類用上幾千年。

在海底、洋底為什麼會形成這麼豐富的可燃冰,人們至今沒有研究透。據推測可能因為海底壓力大,海洋裏的生物死後屍體沉入海底,經過細菌分解,生成甲烷、乙烷等可燃性氣體,然後與水結合形成可燃冰。從古至今,一年又一年,就形成了這樣的可燃冰礦藏了。但是,這種解釋雖然有道理,卻顯得蒼白無力。按說氣體比水輕,它應該冒出海麵,釋放到大氣中來。為什麼反而鑽入海底,與水結合呢?還有一個問題,海洋的生物死亡之後,屍體一般都是浮在海麵,很少沉入海底的,不沉入海底,又如何談得上分解成甲烷和乙烷等可燃性氣體呢?如果上述理論成立,那麼陸地上的天然氣早就應該與地下水形成可燃冰了,為什麼沒有這樣呢?所以,此論不足取。

人們對可燃冰有如此大的儲藏量感到高興,但要開采卻有不小的困難。因為它們都沉睡在海底,人無法下去開采。這就需要一種有效的破冰劑,在機器人的操縱下進入海底,用破冰劑破壞可燃冰的結構,同時又能集中收集可燃性氣體。這當然是21世紀的任務了。

超強酸為何會比王水還厲害

早在古埃及時代,人們就認識了醋酸。到了17世紀,荷蘭化學家勞貝爾又發現了鹽酸、硝酸和硫酸。時至今日,人們已知的酸類物質已有很多很多種。

但在這龐大的酸類家族中,酸性強的並不多,大家熟悉的強酸,主要有鹽酸、氫溴酸、硝酸、硫酸和高氯酸等。它們有強烈的腐蝕性,許多“剛強”的金屬在它們麵前也要“酥軟”下來。不過,它們對黃金卻無可奈何。

黃金不怕酸的時代並沒有延續多久,化學家們就發現,如果將濃硝酸和濃鹽酸按照1頤3的體積比混合,所得到的混合酸液的酸性強度比上述幾種酸要強得多,黃金遇到這種混合酸液就像“泥牛入海”一樣,很快就變得無影無蹤。

無怪乎人們稱這種混合酸液為“酸中之王”——王水。

在很長的一段時間裏,人們認為最強的酸就是王水了,不會再有新的“酸王”出現了。就在人們對強酸沒有什麼新追求的情況下,在一個聖誕節的前夕,美國加利福尼亞大學的實驗室裏卻傳出了一則驚人的消息:奧萊教授和他的學生偶然地發現了一種奇特的溶液,它能夠溶解性質非常穩定的蠟燭。這種奇特的溶液是1頤1的SbF5·HSO3F溶液。

我們知道,蠟燭是高級烷烴,通常不與強酸、強堿甚至強氧化劑作用,但1頤1的SbF5·HSO3F溶液卻能讓它“粉身碎骨”。奧萊教授對此現象非常驚愕,他把這種溶液稱做“魔酸”,後來又稱做超強酸。