逍遥右脑 2017-08-30 17:20
趣味化学故事20则：“懒惰”的气体
1、都是小猫惹的祸：
调皮的小猫闯了大祸，打翻了库尔特瓦的硫酸瓶，搅乱了库尔特瓦的实验，对库尔特瓦来说简直是灾难，但因祸得福，库尔特瓦意外地发现了一种新元素，哪种元素会如此“幸运”呢?这种元素就是碘，碘的颜色为紫色，极易升华，呈紫灰色结晶，带有金属光泽，碘蒸气以分子形式存在。碘加压密闭存放，难溶于水，但是，碘溶于碘化钾水溶液及苯、二硫化碳、酒精等有机溶液。碘缺乏病每年使全球7.4亿人受害，造成人的大脑功能障碍，甲状腺肿大，还能引起精神疾病。
2、闪光的小珠子：
有一种小珠子，一放到水里，不但不下沉，还??地在水面上乱窜，并发出银白色的亮光，这种小珠子就是——钾。对于它，也许我们都不陌生，但关于它的发现，我们是否了解呢?戴维将苛性钾先在空气中暴露数分钟，使它表面略微潮解，成为电导体，然后放置在一个绝缘的白金盘上，让电池的阴极与白金相连接，作为阳极的导线则插入潮湿的苛性钾中。奇迹出现了，电流接通后，苛性钾在电流的作用下先熔化，后分解，接着在阴极上出现了水银滴般的颗粒。它们像水银柱一样带着白色的光泽，可一滚出来，就“啪”的一声炸开了，并呈现出美丽的淡紫色火舌，这就是钾。钾的熔点低，比钠更活泼，在空气中很快氧化。
3、蒙屈的管家：
马提尼岛上有一个商人，精心收藏了一批古董，有次出门办事前发现家里一件银壶上有一层黑影，擦了两下没擦干净，便叮嘱管家想办法擦干净，可是他十几天后回来，发现银壶依然如故，便发火并斥责管家偷懒，管家满脸委屈地说：“我已经想了许多办法，仍然无法恢复如初。不仅如此，岛上其他银器也变黑了，像得了什么传染病似的。”没过几天，更奇怪的事又发生了，商人刚带回来的一批银器也变得黑糊糊的。商人见了，目瞪口呆，却不知道这是为什么。
直至有一天，马提尼岛火山爆发，空气中充满着难闻的硫黄味儿。商人才恍然大悟：这银器变黑一定与空气中的硫化物有关!事实果真如此：火山爆发前，空气中已经有二氧化硫，硫化氢等气体在弥漫，只是人的嗅觉不那么灵敏，没有嗅出来而已。硫与银，这两种元素就是这么怪，不知不觉地走到一起，搞了一场不大不小的闹剧。在火山爆发前，地下灼热的岩浆虽然还没有冲出地面，可是已经在大量聚集，并逐步向上漂移。由于地下温度在不断攀升，一些火山爆发时才喷出的硫化物，像硫化氢、二氧化碳等气体，便随着地下热空气悄悄地渗透到地面。空气中的硫化物能与银发生化学反应，生成黑色的硫化银。我们平时戴的银首饰也会变黑。银饰变黑是正常的自然现象，因空气和其他自然介质中的硫和氧化物等对银都有一定的腐蚀作用。在佩戴一段时间后，就会出现一些微小的斑点(硫化银膜)，久之会扩散成片，甚至变成黑色。所以，目前银饰都有一些因氧化而变色的现象。
下面将介绍一些关于保养和去除银饰表面氧化物、恢复银饰亮泽的方法。
1)避免银饰接触水汽和化学制品，避免戴着游泳，尤其是去海里;
2)每天将银饰用棉布擦干净，放到首饰盒或袋子里密封保存;
3)银饰已经氧化变黑了，可以用软毛刷子蘸牙膏刷洗，也可用手搓香皂清洁剂等方式清洗，实在无法处理干净时才用洗银水擦洗，洗完后银饰均要用棉布擦干。
4、“懒惰”的气体：
1894年8月13日，英国化学家拉姆赛和物理学家瑞利在一次会议上报告，他们发现了一种性质奇特的新元素。这种元素以气体状态存在，对于任何最活泼的物质它都无动于衷，不与之反应，因此，给它取名叫氩，意思就是“懒惰”。接着人们又发现了几种元素，也有类似的性质，它们也极其“懒惰”，基本上不同其他元素进行化学反应。“懒惰”气体能够制造出都市里最真实的梦幻——最绚烂绮丽的霓虹灯，其实就是因为填充了惰性气体。当灯管通电之后，就能激发惰性气体放出光芒。
5、尿液里的意外所得：
德国汉堡一位叫布朗特的商人，偶尔听人说，用强热来蒸发人尿能制造出黄金，于是他大干起来，有一次，他将尿渣、沙子和木碳放在火中加热，然后用水冷却，结果，这次他虽然没有得到黄金，却意外地得到一种像白蜡一样的物质，这种物质在黑暗的小屋里还一闪一闪地发着亮光，其实这种能发出荧光的白色柔软的物质，就是白磷，又称黄磷，是呈淡黄色、接近无色半透明的固体，不溶于水，有剧毒，白磷的化学性质活泼，自然界中不能以游离态存在，在空气中易氧化成三氧化二磷和五氧化二磷，呈白色烟雾，白磷是制造炸药、燃烧弹、灭鼠剂、肥料等制品的基本成分，是石油化工缩合催化剂、表面活性剂必不可少的原料。
6、中毒的小花猫：
古时候，一个奸臣想谋权篡位，于是花钱买通了为皇帝做饭的厨子，一天，厨子将下了毒的饭菜端给皇帝，皇帝看见身边侍女抱着一只小花猫非常可爱，于是将碗中的一条鱼给了小花猫吃，谁知小花猫吃了鱼后马上一命呜呼。贴身太监急了，拿起皇帝的银汤匙，往别的菜里一插，发现直冒泡，皇帝见了大吃一惊，龙颜大怒，把奸臣和厨子打入死牢，从此以后，不仅皇帝自己，连皇帝的嫔妃也用银碗银匙作食具呢!
现在，银制的食具的确是屡见不鲜，在银碗里盛放牛奶，可以保持几个月不变质。这主要就是银具中含有银离子，具有强烈的杀菌作用，故而食物不易腐败，使用银具，不仅能防毒，也能杀菌，有益健康呢!此外，银能与任何比例的金或铜形成合金，与铜、锌共熔时极易形成合金，银在所有金属中是最好的电和热的导体。银的反光性是无比伦比的，在抛光以后几乎可以100%地反光，使其能用在镜子上，涂在玻璃、赛璐玢或金属上。
7、观音菩萨生病了：
南宋年间，有位老财主迷信，将一尊观音像请回了家。可过了一段时间后，虽然每天供品、香火不断，但观音像却变得黯淡无光，好像生病似的。老财主一看，以为照顾还不周，就赶紧一日三餐上供品、点香火。其实，这位财主供奉的观音像不是铜塑的，更不是金塑的，而是用金属钠塑造出来的。
在袅袅的香火中，金属钠渐渐被氧化了。原来的观音是银光闪闪的，被氧化后，生成了一种新的氧化物，看上去就像“生病”一样，一脸倦容。钠呈银白色，有美丽的光泽，常温时有蜡状，低温时可变脆。化学性质很活泼，能与非金属直接化合，在空气中氧化迅速，所以钠一般被保存在煤油中。
8、擒获“死亡元素”：
许多化学家试图从氢氟酸中剔出单质氟来，但都因在实验中吸入过量氟化氢气体而死，于是被迫放弃了实验。难道真的不能征服它吗?莫瓦桑设计了一整套抑制氟剧烈反应的办法。他在伯制的曲颈瓶中，制得氟化氢的无水试剂，再在其中加入氟化钾增强它的导电性能。然后，他以铂铱的合金为电极，用氯仿作冷却剂，并设计了一个实验流程，让无水氟化氢、氯仿以及萤石塞子作主要部分，把实验室放在零下23摄氏度的状况下电解，终于在1886年制得了单质氟，擒获了“死亡元素”。
单质氟是一种淡黄色气体，在常温下，它几乎能和所有的元素化合;大多数金属都会被它腐蚀，甚至连黄金在受热后，也会在氟气中燃烧!如果把氟通入水中，它会把水中的氢夺走，放出氧气。人体缺氟会患上龋齿呢?这是因为：我们每天吃的食物，都属于多糖类。吃完饭后如果不刷牙，就会有一些食物残留在牙缝中。在酶的作用下，它们会转化成酸，这些酸会跟牙齿表面的珐琅质发生反应，形成可溶性盐，使牙齿不断受到腐蚀，从而形成龋齿。为了预防龋齿，人们采取了许多措施，比如说在缺氟的水中补充一些氟，这样人们在喝水时就不知不觉地会吸收一些氟。另外，人们还研制出了各种含氟牙膏，它们中的氟化物会加固牙齿，使牙齿不受腐蚀。而且，有些氟化物还能阻止口腔中酸的形成，这就从根本上解决了问题，因而效果十分明显。
9、到底谁错了：
布瓦博德朗发现了镓并将此消息发布，不久就收到了一封来自俄罗斯的信，信中这样写道：“尊敬的布瓦博德朗先生，您所说的镓就是我四年前预言的‘类铝’，它的比重应为5.9，而不是您所说的4.70，请您再测一下吧……”，信尾署名是门捷列夫。布瓦博德朗将信将疑地在实验室里重测了镓的比重，结果果然是自己错了，他对门捷列夫佩服得五体投地。镓是一种有白色光泽的金属，它的熔点很低，只有29.8℃，放在手掌上，人的体温就可以将它熔化成液体。镓的熔点很低，可它的沸点却出奇的高，达1893℃。
但当镓从液体凝成固体时，体积反而膨胀3%，这一性质是其他金属所不具备的。金属镓的一个重要的用途是制造合金。镓和锡、锢的合金在10.6℃就会熔化，可用来制作电熔丝。镓和锡、铟和锌的合金也是一种易熔合金，常常用来制造自动救火水龙头。当失火时，温度一升高，合金龙头立即熔化，水就会自动喷射出来。镓的许多化合物都是优良的半导体材料，其中尤其是以砷化镓最为突出。砷化镓是一种黑灰色的固体，在空气中很稳定，是继锗和硅之后的第三代半导体材料，被广泛地应用于雷达、导弹、计算机、人造卫星、宇宙飞船等高科技产品。
10、偏爱雄黄：
每年农历五月初五的端午节，人们都特别垂青雄黄。那一天，不仅成人爱喝几杯加入几粒雄黄的酒，小孩子在中午洗个澡，在水中也要加入一些雄黄。人们偏爱雄黄并不是一种迷信做法，而是有一定的科学道理。其实，端午节来临时，各种蚊子、蛀虫等活动渐渐猖獗。把雄黄喷洒在屋里，确有杀虫防腐作用。雄黄也是中药原料，具有消肿、强心等功能。雄黄要与其他防腐剂混合在一起，喷在船底，还能避免海蚧的寄生，增加船的航速。
11、假冒伪劣的银子：
古时候，在加勒比海上经常有船只载着金银珠宝来来往往，有一天，一支远洋的船队发现了“劣质银” ——1种银白色的银子。奸商们为了获取更多的利益，悄悄把这些“劣质银”带回了本土，廉价出售给珠宝商。一些珠宝商为了赚更多的钱，请工匠们把“劣质银” 掺进了黄金中，有的干脆仿造成金币在市场上流通起来，严重地影响了当地的经济秩序。
当地官员将此情况禀报国王后，国王大怒，便下令把所有的“劣质银”倒进大海，私藏者一律问斩。各官员接到指令后，便把收缴的大量“劣质银”倒进了汹?的大海中。原来这是铂，铂的化学性质不活泼，在空气和潮湿环境中稳定，常温下不受普通的酸、碱、盐和有机物的侵蚀;铂溶于热的王水和熔融件;高温下能与硫、磷、卤素发生作用;铂、钯和铑可作电镀层，常用于电子工业和首饰加工中。
12、谁灭绝了恐龙：
有种说法说在白垩纪时期曾有一次大规模的海底火山爆发。这次爆发曾使大气中出现超大面积的臭氧层空洞。这样，太阳中的紫外线就可以肆无忌惮地穿过大气层射到地球上。恐龙霸主们被强烈的紫外线照射后，渐渐发生病变，最后导致灭绝。臭氧是氧气的同素异形体，有三个氧原子组成，有一定臭味，因此被称为臭氧。臭氧是大气层中含量非常少的一种气体要，臭氧层分布在距离地球表面25-30千米的大气层中。人类使用氟利昂充当冰箱和空调的制冷剂，它挥发到大气中就会破坏臭氧层。当臭氧层变薄或出现空洞时，过多的紫外线会危害身体健康，引起眼睛和皮肤等的病变。此外，臭氧层能够吸收太阳光90%的紫外线，使得照射到地球表面的紫外线刚好适合生物生长所需。
13、沙滩上的足球：
一个炎热的夏季，一群孩子在沙滩上踢足球，他们没想到这个被踢来踢去的沙滩上的“足球”，竟然是一块稀世珍宝——金刚石。印度是世界上第一个发现多金刚石的国家，后来跟随佛教徒，古印度金刚石传入中国。金刚石的用途很广，可以用来做钻头、切割工具、研磨材料以及高温半导体或尖端工业的原材料。在X射线照射下，金刚石还会发出蓝绿色荧光，它的这一特性被用于矿砂中选矿。金刚石经琢磨后称为钻石，而钻石历来就被誉为宝石之王，在它身上凝聚了很多人的梦想和渴望。
14、冷面杀手：
在古罗马时代，由于铅很软，易加工，所以铅制品作为一种高贵和富有的标志，深受人们喜爱。古罗马贵族们普通使用铅制器皿、餐具和含铅化妆品，还特别喜欢喝含铅的葡萄汁。当时，他们在制作琥珀般的葡萄汁时，总把葡萄放在铅锅或内壁镶有铅的锅中熬煮，熬煮的时间还特别长，直到汁水只剩原来的三分之一时才停火。这种葡萄汁特别香甜且不易腐败，但含铅量严重超标。这些含铅物品的大量使用，使许多人因铅中毒而死亡。同时，古罗马帝国所拥有的以铅制水管为基础而建成的给排水系统，则使平民也未能逃脱铅中毒的厄运。
然而这一切，古罗马的人们却一无所知，这就是古罗马从鼎盛走向灭亡的原因。铅是一种严重危害人类健康的重金属元素，它可以影响神经、造血、消化、免疫、骨骼等各类器官。更为严重的是，它影响婴幼儿的生长和智力发育、神经行为和学习记忆等脑功能，严重的可造成痴呆。发生铅中毒时会出现便秘、腹绞痛、铅线、贫血等症状。
15、阴差阳错的发现：
斯特罗迈厄有一次在视察药品时，发现有些药商用碳酸锌代替氧化锌配药，教授的助手将该样品溶解，然后通入硫化氢气体，结果析出了神秘的鲜黄色沉淀，他怀疑药厂的碳酸锌产品中含有剧毒物质硫化砷，这样一来，药厂老板因产品全被没收充公而向教授求救，于是教授用盐酸来处理这种黄色沉淀，结果发现沉淀溶解了，而硫化砷是不应该溶于盐酸的，于是教授随即对沉淀进行处理，他将沉淀焙烧成氧化物，得到了一种褐色粉末，教授又将这种氧化物与烟炱混合，并放在曲颈瓶中加热，最后得到了一种从未见过的蓝灰色粉末。
经过周密的实验，教授确认这是一种新元素，便将这种新元素命名为镉。镉的毒性较大，镉中毒可使肌肉萎缩，关节变形，骨骼疼痛难忍，不能入睡，发生病理性骨折，以致死亡。镉中毒早期表现为咽痛、咳嗽、胸闷、气短、头晕、恶心、全身酸痛、无力、发热等，严重时可出现中毒性肺水肿或化学性肺炎，中毒者高度呼吸困难，咯大量泡沫血色痰，可因急性呼吸衰竭而危及生命。用镀镉的器皿调制或存放酸性食物或饮料，食物和饮料中可含镉，误食后可引起中毒。食品中镉的主要来源是工厂排放的含镉废水进入河床，灌溉稻田，被植株吸收并在稻米中积累。若长期食用含镉的大米，或饮用含镉的污水，容易造成“骨疼病”。
16、短斤少两的秘密：
阿弗事聪在一次分析矿石时发现，这块矿石是由氧化硅和氧化铝组成的。但同时发现：这几种元素的含量为97%，和整块矿石的总重量相差3%。也就是说，矿石的组成成分总重量为97%，缺少3%。他高兴地大喊“这是新元素”，这种新元素叫做“锂”，锂是一种银白色金属，在金属中是最轻的，金属锂很软，用普通的小刀就能轻易地把它切成小块。锂的化学性质非常活泼，可以同氧气化合，变成白色的氧化锂。锂还能同空气中的氮和氧发生强烈的化学反应，因此锂一般被密封在凡士林或石蜡油中。锂和水作用时放出大量的热量，使释放出的一部分氢气在空气中燃烧，发生爆炸。锂和它的某些化合物是优质高能燃料，这些燃料的单位质量小，燃烧温度高，火焰宽，排出气体速度快，已经用于宇宙火箭、人造卫星和超音速飞机等系统方面。
17、冷胀热缩的金属：
金属的通性是热胀冷缩，可是有一种金属却与众不同，它不仅不热胀冷缩，反而冷胀热缩，这又是什么金属呢?它们是锑和铋。锑很脆，很容易粉碎，是一种银色的金属，它在常温下性质稳定，不与氧发生反应，在高温下，锑能与多种物质作用形成化合物。锑的化合物有着许多用途，比如锑化铝、锑化铟是很好的半导体材料，三硫化锑、五硫化锑是制造火柴盒摩擦面的材料，三硫化二锑能给玻璃着色和做黄色信号灯。
锑最重要的用途是制造合金，生活中常用的铅，就是锑与铅的合金。印刷书报用的铅字，如果用钝铅浇铸，由于纯铅会热胀冷缩，因此铸出的字很不清晰。而如果在铅液中加入一些锑，当熔化了的合金灌进钢模中冷却凝固时，由于金属锑具有热缩冷胀的特性，因此就能使字的笔画十分清晰，经久耐用。
18、沥青渣里的“金子”：
居里夫人在检查沥青铀矿时，偶尔发现这种矿物具有很强的放射性，但不知道是什么物质，于是好奇的居里夫人开始了艰辛的“找金”历程，最后终于从沥青渣里找到了。那么你知道居里夫人找的是什么金子吗?是金属镭。
19、杜尔汉矿泉水中的宝贝：
在我们的印象里，金属一般都是“硬骨头”，但有一种金属却是出了名的软骨头，用小刀就可毫不费力地切开，你知道这种金属是什么吗?它就是铯。有一天，本生在观察刚采到的一瓶杜尔汉矿泉水，把它烧开、蒸发后，再浓缩，放到分光镜里一照，他看到了钠、钾、锂、锶等许多熟悉的光谱，同时，还意外地发现了两条从未见过的天蓝色的光谱线。铯被发现了，铯就是天蓝色的意思。几年前，巴西发生了一起放射性铯的泄露事故，14人受到过度照射，4人4周内死亡，约有 112000人要接受监测，249人受到污染。数百间房屋不得不受到监测，85间发现被污染，数百人被迫疏散，整个去污过程产生5000立方米放射性废物。
20、比金子还贵的帽子：
法国拿破仑三世是一位爱慕虚荣的皇帝，为了显示自己的阔绰富有，于是他命令一位大臣去做一顶比黄金还贵重的帽子。这位大臣左思右想，就是不明白究竟世界上还有什么能比黄金还贵重的。后来，实在没办法，这位大臣就去问拿破仑三世的心腹，原来在拿破仑三世眼中，铝比金子更值钱。我们也许觉得这很可笑，但当时，铝真的比黄金还贵重，生产技术不过关，为了制取铝这种金属，必须要用钠做还原剂，制造铝的成本比黄金要高出好几倍。铝粉具有银白色光泽，常用来做涂料，俗称银粉、银漆，以保护铁制品不被腐蚀。铝的延展性较好，可制成铝箔，还可制成各种铝合金，广泛应用于飞机、汽车、火车、船舶等制造工业。
铝是热的良导体，工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和炊具等。它的导电性仅次于银、铜，在电器制造工业、电线电缆工业和无线电工业中有广泛的用途。铝热剂常用来熔炼金属和焊接钢轨等。铝还用作炼钢过程中的脱氧剂，铝粉和石墨、二氧化钛按一定比率均匀混合后，涂在金属上，经高温炽烧而制成耐高温的金属陶瓷，在火箭及导弹技术上有重要应用。铝板对光的反射性能较好，反射紫外线比银强，铝越纯，其反射能力越好，因此常用来制造高质量的反射镜，如太阳灶反射镜等。铝具有吸音性能，音响效果也较好，所以广播室、现代化大型建筑室内的天花板等也采用铝。此外铝还可用来制造爆炸混合物，如铵铝炸药等。