第四章學生化學科學興趣培養4
23.凍冰棍
放暑假了，爸爸帶小傑到鄉下去看望爺爺、奶奶。小傑非常喜歡奶奶家。因為，每年暑假回來，都要和叔叔家的哥哥、弟弟一起下河去遊泳，去摸魚。小傑的“狗刨”式的遊泳技術就是哥哥教的。最有趣的要算是下河摸魚啦!哥哥摸的可熟練了，沉下去一會兒就摸上來一條。開始小傑學著哥哥的樣子，伏下身去，雙手向底下一抓，拿出水麵一看，是一堆爛水草。哥哥教給小傑摸魚的要領，偶爾小傑也能抓上一條來。
這天晌午，熾熱的陽光烤著大地，田裏的玉米葉都卷曲著，不敢“正視”火辣辣的太陽光，菜地裏豆角葉子、黃瓜葉子都變得軟綿綿的。
奶奶家的看門狗——花花，這時也趴在樹陰下，耷拉著舌頭，哧哧地喘著氣，不時地眯上眼睛。一會又機警地豎起兩耳，聽著什麼動靜。
這天，從上午8點開始停電，直到下午2點還沒來電，電扇隻好在一邊休息了。小傑和哥哥、弟弟正在堂屋裏玩跳棋，熱得他們用毛巾不停地抹著汗。
小傑疲倦地站起身來，拍拍腦門說：“這會功夫要是吃上點冰淇淋多舒服呀”!哥哥說：“農村裏沒有賣冰淇淋的!”小傑說：“沒有冰淇淋，冰棍也可以呀!”弟弟歎了口氣說：“冰棍也得去集市上去買，這麼熱的天，誰去呀?”哥哥看了看冰箱的冷凍盒，裏邊的冰塊全化成了水，說：“唉!沒辦法，沒有冰棍連個冰塊也別吃啦!”
忽然，哥哥像想起了什麼說：“各位想吃冰棍嗎?這好辦，本人有辦法凍冰棍。”小傑說：“別吹牛了。冰箱沒電，怎麼凍冰棍?”哥哥說：“本人就是有辦法，不用冰箱照樣凍冰棍。”小傑和弟弟異口同聲地問：“真的嗎?”哥哥說：“真的，咱從不說假話。”沉了一下又說：“不過，你們得聽我的指揮，叫你們幹什麼你們就得幹什麼。”小傑說：“好!”弟弟說：“行!”
接著哥哥給小傑和弟弟布置了任務：“你們找一個塑料桶，再找一根幹淨的竹棍兒或一根筷子代替也行，再晾一杯白糖水。”說完就出門走了。小傑和弟弟不知哥哥幹什麼去了!趕快找來一個塑料水桶，並找了一根細木棍兒，用清水洗淨，急切地盼望著哥哥回來。
一會兒，哥哥從外邊抱回來一大塊冰，哥哥說：“這是在小賣部賣肉的爺爺那買的。小傑和弟弟一見冰塊，趕緊過去，用雙手摸著，再用涼手拍拍腦門，真舒服呀!”
哥哥找來了錘子，當當幾下把大冰塊敲碎了，裝在水桶裏。然後拿起食鹽，嘩一下子倒了半袋，然後用雙手把它們混合均勻。又從抽屜裏拿出一個小塑料管。塑料管大約有15公分長，直徑有4公分吧!他把小木棍兒插入塑料管內。小傑和弟弟真是莫名其妙，不知道哥哥要變什麼魔術，兩個小腦袋一會扭向左邊，一會轉向右邊，跟著哥哥來回轉。哥哥向塑料管裏倒上一管晾涼的白糖水，把塑料管插在冰塊中，還不時地用手轉動幾下。弟弟實在忍不住了問：“哥哥，什麼時候能凍好冰棍呀?”哥哥熱得滿頭大汗，用手背抹抹汗水說：“快好了!”過了一會，哥哥把塑料小管拿出來，在桌子上磕了兩下，用力把小木棍兒一抽。嘿!看，一根冰棍製成了。哥哥把冰棍遞給了小傑說：“你是客人，你先吃吧!”小傑把冰棍拿到弟弟的嘴邊說：“小弟弟，你先吃。”弟弟上去就咬了一口說：“真甜!”小傑也咬了一口，含在嘴裏說：“真甜，就是太硬了。”哥哥也咬了一口說：“冰在嘴裏，涼在肚裏。”弟弟說：“哥哥，再凍一根吧!”哥哥說：“沒問題，再凍一根。”
接著哥哥又凍了一根冰棍兒。幾個小家夥玩得真開心。小傑問哥哥：“為什麼不用冰箱，隻是在冰裏加點鹽就能凍成冰棍呢?你跟誰學的?”
哥哥得意地說：“跟書上學的，我們學的化學課，其中有一部分是小實驗，就是這麼做的。我還能自製清涼飲料呢!”弟弟也拉住哥哥的手說：“哥，你給我們講講，為什麼冰裏要加鹽呢?鹽本身並不冷，怎麼能凍冰棍呢?”哥哥拉起另一種腔調，說：“行!我就用最通俗的話，給你們講講，你們一學就會。”
接著，哥哥就講起了這裏的奧妙。的確，食鹽本身並不冷，可是冰是冷的，要溶化成液體也就是水，就必須要有一定的溫度。從周圍吸取熱量後，自己溫度才能升高，開始溶化。而食鹽又溶解在這些冰水中，使得冰點降低。這樣帶有食鹽的冰塊，必須從周圍吸取大量的熱量。周圍供給熱量後，冰塊鹽水又會繼續溶化。這樣反複重複著吸收熱量和加快溶解的過程。周圍的溫度逐漸下降。有人做過實驗，在這一過程中，溫度甚至能降到零下20℃左右。在如此冷的環境中，糖水能不結冰嗎?有的商店就用食鹽加冰塊做製冷劑。
當然啦，製冷劑還有很多種，比如，二氧化碳在加壓冷卻的情況下，變成固體叫“幹冰”。幹冰就是一種製冷劑。它的優點是溶化後不會有水分，所以保存的物體不受潮。還有，把氮氣冷卻後變成液態氮，叫“液氮”，也是一種製冷劑等等。這些製冷劑在工業、農業、醫學方麵應用可廣啦!
24.金屬氫
氫在自然界１００多種化學元素中可以稱得上“老大哥”了，因為其原子序數為１，所以即使對化學知識了解很少的人，也會首先想到它。氫也正是由於其得天獨厚的地位，因而引起了科學界的廣泛矚目。
氫作為化合物的形成存在於我們的周圍，已被人們廣泛認識，如我們飲用的水(H2O)，就是同氫和氧化合而成的物質，我們胃內的胃酸即鹽酸(ＨＣＬ)也是一種氫的化合物。其實在我們機體的細胞組織中含有的氫離子(Ｈ＋)則更多了，它們在我們生命的活動中，起到重要作用。氫以非化合物形式存在，我們也對此有些了解，如液態的氫是目前航天領域中獨領風騷的動力燃料，其燃料所產生的熱能遠遠超過了我們現已知的可用性燃料，並且其體積小、重量輕，已成為航天器中最為理想的動力來源。
在氫為我們創造了大量的不朽傑作的同時，人們不禁又突發奇想，氫在常態下是以氣體的形式出現，能不能將其製成金屬呢?這種想法不是沒有科學道理的，因為與氫同屬一族的其他元素都是金屬，惟獨氫是氣體，這看起來似乎不應該，那麼有沒有什麼辦法將氫製成金屬呢?
英國物理學家貝納爾早在６０多年前就曾做出一種預測，隻要有足夠的壓力，任何非金屬物質均能夠變成金屬。因為在極大的壓力下，可以使原子之間的化學鍵受到破壞，使原子間距縮小，從而原子間的相互作用大大加強，將原來隻能在一定分子軌道上運動的電子變成自由電子。這樣，該自由電子就變成各個原子所共有，從而形成具有自由電子的金屬了。按照貝納爾的設想，科學家們便著手於這項巨大的工程研究，結果是令人驚奇的，科學家們在超高壓的作用下，已成功地將非金屬物質如磷、硒、硫等變成了金屬，使之成為了既有金屬光澤，又有良好導電性的金屬物質。進入２０世紀８０年代，科學家們又成功地將氖氣在３２萬大氣壓和３２Ｋ的條件下變成了金屬氖，隨後又在１００萬大氣壓下成功地製成了具有金屬光澤的氧。於是人們又開始向更高的尖端進發了，他們要製出金屬的氫。
據科學家分析，金屬氫將具有極為特殊的性質，如常溫超導性、高導熱性以及高儲能密度。當然，這些僅僅是科學家們的推測，至於金屬一旦製成，是否真的像人們所想象的那樣，目前還一無所知。人們一次次的嚐試均失敗了，然而這更激發了科學家們的鬥誌和探求精神，終於人們在超高壓壓力機下得到了一線希望。當超高壓壓力機達到１００萬個大氣壓時，人們在兩個壓砧之間通入純度極高的氫氣，並且將溫度降至４４Ｋ時，奇跡發生了，人們終於在兩個壓砧之間得到了一種具有金屬光澤，(其電阻率不足原來百分之一的金屬氫)更值得欣慰的是，當人們將超高壓力減少時，其仍能穩定地處於金屬狀態，這無疑為那些苦苦探尋金屬氫的科學家們注入了一針強心劑，於是他們又開始向更新的階梯攀登。但是，目前擺在我們麵前的困難還很多，如超高壓機的研製、開發，金屬氫常溫下能否穩定存在，以及將來能否大批量地生產與製造，這一切我們無法告訴人們。至於這個美好的構想能否實現，還有待於時間來回答。