朱尔斯请求道:“叔叔,请你不要再说了!说得我浑身起鸡皮疙瘩。”
“好吧!我现在来讲清除这种可恶的寄生虫的方法。它潜伏在皮肤内,我们是看不见的。把它们全部捉住是不可能的,因为它们的数量实在是太多了。很显然,内服药物也没有用。要治愈这种疾病,只有一种方法——杀死引起疾病的螨虫。那么又该如何安全地杀死螨虫呢?这是一个难题。如果一只狐狸干了许多坏事,闹得临近各处鸡犬不宁,人们会在它的洞口点燃硫磺,直到它被迫投降。同样可以用这种方法来对付螨虫。让病人裸露着身体站在一个密闭的隔间内,只露出头部呼吸空气,然后在隔间内用二氧化硫熏蒸。只要操作得当,使螨虫一次闻到足量的二氧化硫,它就会被熏死在巢穴内,这样就治好了螨虫病。因为二氧化硫是一种刺激性非常强的气体,即便是我们擦火柴的时候闻到的极少量的二氧化硫,都会使我们痛苦不已。
“最后,我要告诉你们二氧化硫的一个最常见的用途。你们已经知道了酿造葡萄酒的方法。我已经告诉过你们,葡萄汁中的糖分是如何通过发酵转化成酒精的。如果发酵过度,葡萄酒就会逐渐变酸,然后变成醋。必须严格控制发酵的流程才能阻止这种情况的出现。要实现这一点,可以用二氧化硫熏蒸酒桶,二氧化硫甚至能深入酒桶的木质,因而能防止过度发酵。经过这种处理后,葡萄酒就不会变酸的。
“你们已经见过,在普通条件下,硫磺燃烧只会生成二氧化硫这一种化合物。但我要告诉你们,硫磺燃烧还可以生成含氧更多的三氧化硫。三氧化硫制成的这种酸叫做硫酸或矾土油,它就是我们用来从水中获取氢的酸。我们已经知道,无论硫磺燃烧时空气多么充足,最后我们只能得到二氧化硫。那么我们该如何制取三氧化硫呢?
“既然无法通过简单的燃烧获得三氧化硫,我们不妨采用间接的方法。你们知道,有些化合物含氧非常丰富——也就是说,它们可以聚集大量的氧,但里面的氧结合得并不牢固,有时候只需稍稍加热就能释放出氧。氯酸钾便是其中一种,把它放在煤上加热就可以释放出氧。有些含氧化合物能轻易释放出一部分氧给一些不含氧物质或者含氧较少的物质,硝酸或就属于这一类物质,用以氧化不含氧或含氧较少的物质。如果将硝酸作用于二氧化硫,二氧化硫会夺取硝酸中的的氧,变成三氧化硫,然后变成硫酸。在无数的工厂中,高耸的烟囱冒着烟雾,无数的火炉中燃烧着硫磺,用以制造工业上用途广泛的硫酸。燃烧纯硫磺或含硫丰富的黄铁矿得到的二氧化硫,会被导入到形如我们的房间的铅室中。然后往里面加入硝酸,释放出部分氧,二氧化硫就被氧化成了三氧化硫,然后变成硫酸。
“硫酸是一种比水重的油状液体,因此又称为矾油。纯净的硫酸是无色的液体,但通常都混有杂质而呈现黄棕色。硫酸与水混合后会释放大量的热。我们在制备氢时,硫酸与水混合时就释放出了大量的热。正是这些热量促进了锌的燃烧或氧化,当然硫酸和水本身也起了作用。现在我们来研究一下这种作用。
“在这个装有少量水的杯子中,我小心地注入了一些硫酸,然后把它搅拌均匀。这混合物立刻变得很热。你们用手摸摸瓶子,就可以感受出来。这说明硫酸有很强的吸水性。下面的例子也可以证明这一点。往杯子里面装入一指深的硫酸,然后放上几天,我们会发现硫酸变成了原来的两倍。这是因为硫酸吸收了周围空气中的水分的缘故。当然,硫酸在吸收水的过程中会越变越稀。因此,要维持硫酸的强酸性,必须将它保存在瓶塞密闭的瓶中。
“正是硫酸的这种亲水性,造就了硫酸最显著的特性之一。所有的动物性和植物性物质主要是由碳、氢、氧这三种元素组成的。硫酸遇到任何动物性或植物性物质后,都会夺取其中的氢和氧形成水,只留下碳,就像被火烧过一样。这种所有动物性或植物性物质与硫酸的作用称为碳化,所谓碳化,就是被还原成了碳,就像被火烧过一样。这是一块松树屑,现在我把它浸入硫酸,等过几分钟,你就会看到它还原成了黑色的木炭,就跟火烧过一样快。
“下面我要做一个更有趣的实验。我在极少量的水中注入了一滴硫酸。这液体虽然看起来像纯净的水,实际上跟柠檬一样酸。我要用这完全无色的液体当作墨水来写字。由于钢笔会与硫酸发生反应而显现不出它的颜色,所以我选用了一支鹅毛笔。我用的纸是普通的纸,不需要作专门的准备。现在看好了。”
保罗叔叔从朱尔斯的抄写本上撕了一张纸,用鹅毛笔蘸了点水和硫酸的混合物,在纸上些了几个字,但这些字根本看不见,就像用纯水写的一样。不一会儿,纸上的水迹已经全部干了,保罗叔叔把这张纸递给了朱尔斯。
“你能认出我在纸上写的字吗?”叔叔说道。
朱尔斯把纸拿到了光亮处,翻来覆去,仔仔细细地检查了一番,然后又拿到了背光处,但仍然一无所获,字已经完全隐形了,根本无法找到原来的笔迹。
埃米尔说道:“你的黑色墨水一点都不黑。我什么都看不见,如果不是亲眼看见你写字,我一定会说这张纸根本没用过。”
叔叔说道:“这些隐形的字马上就要显形了。我把它放在火上烤一下,见证奇迹的时刻就要到了。”
果不其然,就像被施了魔法一样,那张纸受热后立即显现出了黑色的字体。有些字一下子就全部显现了出来,有些字则先出现了一部分,后来又出现了另一部分。不一会儿,深黑色的字体全部显现了出来,读作:被硫酸碳化了。
埃米尔看着这些字自发地显现出来,便尖叫道:“太神奇了!叔叔,把你神奇的墨水借给我一下,我要让我的朋友看看。”
“给你也无妨。它已经被稀释了很多倍,不会有什么危险了,就是沾在手上也没什么要紧的。现在我来解释一下这种字形成的原因。纸是用破棉布等植物性物质做成的,因此它含有碳、氢、氧三种元素。纸受热后,在笔接触的地方,无色墨水中极少量的硫酸会夺取纸中的氢元素和氧元素,留下的碳就显现出了黑色的字迹。这就是无色墨水的秘密。原本无色的字迹现在变成了深黑色,因为纸中的碳在硫酸的作用下显露了出来。”
“经过刚才的实验,我想你们已经见识到了硫酸的危险性。它可以轻易将任何事物变成木炭,它不仅是一种酸,简直就像一团火焰。因此,在拿硫酸的时候要非常小心。如果衣服不小心沾了一滴,在沾染处会立即变红,然后变成一个破洞。皮肤上沾了硫酸,如果不立即用水冲洗,就会腐蚀出一个伤口,引起剧痛。总之,沾染了硫酸后要用大量水冲洗,否则后果会很严重。
“虽然硫酸是一种危险品,但它的用途却非常广泛。它在制造业中的作用最大。我们用的各种织物、皮革、玻璃、肥皂、蜡烛、燃料、纸、墨水——总之各种各样的日用品——都会直接或间接地用到硫酸。我的意思是,在制造这块棉布、这张纸和这块肥皂的过程中,都要用到硫酸。硫酸是制造业中的必需品和最强有力的工具。没有它,就不能完成各种转化,也就不能制造出各种各样的物品。
“以玻璃为例,玻璃是由熔融的沙子和碳酸钠制成的。大自然为我们制造出了大量的沙子,但我们必须自己制造出碳酸钠。我们可以用硫酸和食盐制造出碳酸钠。所以说,虽然玻璃本身不含硫酸,但硫酸仍然是制造玻璃的必须品。没有硫酸,就无法制造出和沙子化合的碳酸钠,也就无法制造出玻璃。同样,硫酸还是制造肥皂的必须品,因为肥皂中含有大量的碳酸钠。在工厂中,煤可以加热熔炉,产生蒸汽,推动机械的运转,而硫酸可以促成这些重要的化学变化——这两种作用是现代制造业中两种最有效的推动力。”