登陆注册
47675700000023

第23章 气体元素之谜(2)

这次不错,立即便有了回音。伦敦大学的拉姆齐教授找到他,对瑞利说:“两年前,我就在《自然》杂志上看到了您的信,不过当时我弄不清楚是怎么回事。这次听了您宜读的论文报告后,我突然想到是不是可以做这样的推测,从空气中得到的氮气里,含有一种较重的杂质,它可能是一种未知的气体。如果您不反对的话,我想接着您的实验继续研究。”

拉姆齐的话使瑞利感到茅塞顿开,并欣然同意与拉姆齐共同研究这一课题。在会上,英国皇家研究院的化学教授杜瓦也向瑞利提供了一条重要线索。他建议瑞利查阅一下卡文迪什实验室的资料档案,据杜瓦所知,实验室的创始人、著名科学家卡文迪什也曾做过类似实验。

这两件事真让瑞利高兴,现在他和拉姆齐决心共同解开这个氮气重量之谜。

经过4个月的努力,1894年8月,他们终于弄清楚,那从空气中提取的氮气之所以比重稍稍大一点,是因为其中含有密度比氮稍大的新发现的气体,它就是惰性元素氩。

英国物理学家汤姆孙有句名言:“一切科学上的重大发现,几乎完全来自精确的量度。”的确,如果没有瑞利和拉姆齐起初对两份氮气微小重量差别的注意和研究,怎么会有后来的重大发现呢。

氩是一种化学性质非常不活泼的惰性气体,常用来充填在电灯泡和日光灯管中,以延长其使用寿命。在航空、原子能和火箭工业中所使用的铝、镁、铍、锆、钛、钨以及高强度合金钢的焊接、切割和冶炼,常须在氩气的保护下进行。

不愿只看鸟飞翔——氟之谜

马克思有一句名言:“在科学的入口处,正像在地狱的入口处一样,必须提出这样的要求:‘这里必须根绝一切犹豫;这里任何怯懦都无济于事。’”

的确,科学的发展不仅要同腐朽事物、传统观念、宗教势力做斗争,而且科学研究本身,也往往需要付出高昂的代价,甚至流血和牺牲。元素氟的发现,就是一部科学家献身的历史。

氟是地球上所有元素中最活泼好动的,它能与几乎所有的物质化合,许多金属,甚至黄金都能在氟气中燃烧!氟若是遇到氢气,会立刻发生猛烈爆炸生成氟化氢。氟与氟化氢都是剧毒气体,因此要制取氟,是一件十分困难和危险的工作。

其实,关于氟的存在,人们很早就知道了,因为氟很活跃,处处可见它的踪迹。与氟打过交道的科学家也不少,然而就是捉不住它。

英国化学家戴维、法国化学家盖·吕萨克和泰纳尔都曾致力于分离氟的工作,但他们在吸入少量氟化氢气体后,都感受到很大的痛苦,只好放弃了研究。

英国皇家科学院院士诺克斯两兄弟在分离氟时,一个中毒死亡,另一个休养了3年才恢复健康。

比利时科学家鲁耶特和法国科学家尼克雷,都因为长期从事分离氟的实验,被氟夺去了宝贵的生命!制取氟实在是太困难、太危险了!然而,在这条艰难的道路上,一些不怕危险的人仍在勇敢地摸索前进。年轻的法国科学家穆瓦桑就是其中的一位。

穆瓦桑在仔细研究了前辈们的实验后,认为:用电解氢氟酸的办法来制取氟是不妥的,因为氢氟酸很稳定,难以分解,应当改用其他物质做实验。可是,穆瓦桑换了好几种化合物,都失败了。实验中,他还多次中毒,险些送了性命。

不过,这一切都没有动摇穆瓦桑制取氟的决心。1886年6月26日,穆瓦桑将氟化钾溶解在无水氢氟酸中,进行电解,在电解槽的阳极上,终于得到了纯净的氟气。

他成功了!穆瓦桑的成功在科学界引起了轰动,因为许多化学家为之奋斗了70多年,现在几代化学家的愿望终于实现了!穆瓦桑为此获1906年诺贝尔化学奖。直到今天,工业上制取氟基本上还是采用穆瓦桑的方法。

氟的制取成功告诉我们,科学的道路是崎岖不平的,只有那些不畏艰险的人,才有希望攀上顶峰。飞机的发明人威尔伯·莱特讲得好:“如果你想绝对安全,那就坐在墙头上看鸟飞好了。”

的确,如果没有一些科学勇士们,我们只能永远看鸟飞了,还谈什么飞机、火箭、航天器,谈什么探索宇宙的奥秘呢?

在非金属元素中,氟最活泼,因此被大量用来氟化有机化合物。例如,用氟代替氯,可制得氟利昂-12,它是一种制冷剂,冰箱中曾都用它制冷,但由于它能破坏臭氧层,目前已被其他制冷剂取代;聚四氟乙烯还是“塑料王”,耐腐蚀、耐高温、耐低温。有趣的是,氟和氟化物都有毒性,但在饮水中加入微量无机氟化物,却可防治龋齿;加入微量氟化物的牙膏,也是一种防治牙病的药物牙膏。

杀人湖之谜

神秘的水妖湖

在俄罗斯卡顿山区曾经发现过一个神奇的湖泊。那湖水明亮如镜,四周风光秀丽,湖面还会不断冒出微蓝色的蒸气,如临仙境一般。可当地人发现,怎么只见有人去,不见有人归!于是人们传说,湖中有妖怪专门杀害游人。这其中到底是怎么回事?

隔了数年以后,卡顿山区来了一位画家,听人说起水妖湖的故事,他怀着好奇心想,何不去冒险一游,兴许能创作出一幅好画来呢!

数天后,他一大早就出发,到了目的地,登高远望,啊,果然银白色的满面春风映在红色岩石之中,尽管满山寸草不长,但风景奇丽。画家兴奋极了,立即拿出画板进行绘画。画家全神贯注地一连画了几个小时,初稿刚画好,他突然感到一阵恶心、头晕、呼吸急促,立即意识到可能要发生意外,于是他匆匆拿好了画稿,飞也似的离开了那里。回家后,他生了一场大病,差一点丢掉了性命。以后他常常会回忆起那段可怕的经历,可始终不明白那要置人于死地的湖的奥秘。

有一天,他家来了一位地质学家,在交谈中,他讲起了当年去水妖湖的经历,还拿出画请地质学家欣赏。地质学家看到画面上有一个小湖,周围山上尽是红色的岩石,湖面在阳光下升起微蓝色的蒸气。他好奇地问画家:“这是写生画,还是想象画?”画家说,完全是根据当时情景画出来的。地质学家若在所思,但一时也无法揭开这个谜。

后来,这位地质学家在用显微镜观察硫化汞矿石时,突然联想到画家的那幅画,他猜想那画中的红石头会不会是硫化汞矿石?银白色的湖水会不会就是硫化汞分解出来的金属汞(水银)呢?蓝色的微光会不会就是汞蒸气的光芒?

为了证明自己的想法,地质学家便带着他的助手和防毒面具对“水妖湖”进行了实地勘查。经过采样分析,他终于揭开了“水妖湖”的奥秘。

原来,在卡顿深山里有一个巨大的硫化汞矿,天长日久,硫化汞已分解成几千吨的金属汞并汇集成所谓的“水妖湖”,游人在湖上莫名其妙地死去,并非是水妖在作怪,而是被湖上散发的高浓度的水银蒸气所毒死的。

尼奥斯湖

若干年前,位于西非高原的喀麦隆共和国曾发生了一起扑朔迷离的“集体谋杀案”。这个国家有个乡村的村民在一夜之间竟全部离奇死去,无一生还。事件发生后,当地政府立即组织一个调查组前往出事地点,法医对全部死者验尸后竟找不出死因。从现场看,死者既无挣扎,也无反抗的迹象,仿佛在熟睡之中。当地土著人称“凶手”是位于山顶一个名叫尼奥斯的湖泊。后来,美国地理杂志社的一个专门调查小组应邀前往调查。调查人员先从该湖中收集了湖水样品,经分析,该湖水中含有多种矿物质,有些矿物质含量之高甚为罕见,湖水中含二氧化碳的浓度更为惊人,因此,该地区不长任何生物。

为了解开“杀人”之谜,专家们继续留在该地区观察,并着重注意土著人所称的那种“白雾”。一天深夜,轮流值班的专家突然发现尼奥斯湖上空出现奇景,并立即叫醒其他同行,各人分别用望远镜观察。两三分钟内,一股灰白色烟雾从湖面升起,一直向空中升腾约有150米高,烟雾缓慢地在半空中凝聚,并形成奶油状的云层,然后向四面八方的山麓泻下来。科学家们意识到,“缉拿凶手”的良机到了。于是,每人戴上最先进的防毒面罩,立即赶往尼奥斯湖。他们在距离尼奥斯湖200米的地方不敢再越雷池半步,该湖发出隆隆的怪声,湖水沸腾。湖面不断地出现白色的烟雾,大地也在颤动,并有两三级地震发生。随着湖水的沸腾,浓雾也不断地上升,上升到一定高度后又一团一团地滚下山去。专家们取出氧气分析仪进行探测结果表明,气体中二氧化碳(CO2)浓度高达98%~99%。科学家们终于找到了结果,这些白雾便是“杀人真凶”。

[问答题]尼奥斯湖的“杀人真凶”是什么物质,使人致死的原因是。

答案:二氧化碳;二氧化碳不供给呼吸,人因缺氧窒息而死。

鲍威尔湖

鲍威尔湖位于美国亚利桑那州北部,是著名的旅游胜地,吸引着许多游人驾艇湖上度假。但是每年都会发生神秘的死亡事故,受伤者更是数以百计。

事故发生时,一般都是天气晴好,风和日丽,游人尽兴忘情快乐之时。

失事者都发生在船边戏水,突然惊厥,失去知觉。小孩们往往都是在父母严密注视的目光下毫无征兆地沉下去的。有一个年轻的妇女,在船尾游泳时突然死亡;一位男子为了解决游艇尾部的一个小故障,潜到水里后就再也没有出来,而他的儿子跳下去救父亲也发生了同样的悲剧;一位母亲为了不让女儿晒伤,把女儿叫回船边,给她抹防晒油。几分钟后女儿渐渐往水里沉,由于那位母亲抢救及时,才使得爱女逃过了死神之吻。

这一切是什么原因引起的呢?无人能破解其中之谜。菲尼克斯的急诊医生罗伯特·巴伦在鲍威尔湖边工作。自1995年以来他一直关注着湖上神秘的死亡与受伤事件,就是找不到答案。直到2000年夏天,一对哥俩的死亡才揭开了谜底。这天,8岁的弟弟和11岁的哥哥,兄弟俩在自家的游艇边嬉戏。大哥哥在船上看护着他们,不一会儿小兄弟俩往水里沉,船上的哥哥以为弟弟在逗他玩。当他回过神来明白是怎么回事时,为时已晚。这事件对罗伯特·巴伦触动很大。他仔细查看了游艇的发动机的排气口,终于发现小哥俩真正的死因不是淹死,找到了肇事者。由此他找到了死亡区域就在发动机附近水域。

[问答题](1)请你把罗伯特·巴伦医生说的湖上游人神秘死亡的肇事者找出来。

(2)鲍威尔湖上游人神秘死亡的肇事者是怎样产生的?。

答案:(1)一氧化碳

(2)油料在气缸里燃烧不充分,产生一氧化碳燃烧之谜“鬼火”揭秘

在我国清代文学家蒲松龄所写的短篇小说集《聊斋志异》里,常常谈到“鬼火”。

旧社会里迷信的人,还把“鬼火”添枝加叶地说成是什么阎罗王出巡的鬼灯笼。

好吧,让我们走进化学实验室,看看“鬼火”究竟是什么。先在烧瓶里加入白磷与浓的氢氧化钾溶液,加热后,玻璃管口就冒出气泡,实验室里弥漫着一股臭鱼味儿。这时你迅速地把窗户用黑布遮上,就会看到一幅与田野上一样的画面:从玻璃管口冒出一个又一个浅蓝色的亮圈,在空中游荡,宛如“鬼火”。原来,这是一场化学之战:白磷与浓的氢氧化钾作用,生成了臭鱼味的气体——磷化氢。磷化氢在空气中能自燃放火,就形成了“鬼火”。实验时必须注意:磷化氢有毒,且很容易爆炸。

人类与动物身体中含有很多磷,死后腐烂了生成磷化氢,这就是旷野上出现的“鬼火”。

在田野上,特别是坟地中,不管白天还是黑夜,经常有磷化氢冒出,只不过因为白天日光很强,看不见“鬼火”罢了。

磷,是德国汉堡的炼金家勃兰德在1669年发现的。按照希腊文的原意,磷就是“鬼火”的意思。

揭开燃烧之谜

普利斯特列发现氧气时,正在英国舍尔伯恩伯爵的图书馆里工作。两个月后——1774年10月,他随着舍尔伯恩伯爵到欧洲各国去旅行。

当他们经过法国首都巴黎的时候,普利斯特列应邀拜访了好客的法国著名化学家安·罗·拉瓦锡。他们在吃饭的时候,普利斯特列谈起自己两个月前的新发现。饭后,他在拉瓦锡的邀请下,把自己的实验表演了一遍。拉瓦锡看了这实验,深受启发。当普利斯特列告辞以后,拉瓦锡回到自己的实验室里,马上动手来做关于三仙丹的分解实验了。

拉瓦锡于1743年8月26日诞生在巴黎一个豪富的家庭里。他的父亲是巴黎有名的律师。靠着他阔绰的父亲,拉瓦锡从从容容地从一个学校毕业,又马上升学到另一个学校里。20岁时,他便在巴黎的马萨朗学院毕业,以后又念完了法律系,取得律师的头衔。

拉瓦锡是一个博学的人,精通好几门学科。从1769年开始,拉瓦锡把注意力转移到化学上来。

1774年,也就是在罗蒙诺索夫校核玻义耳的实验18年之后,拉瓦锡又重复做着这个实验。他同样地发现了:如果把容器密闭起来,加热后容器和金属的总重量没有增加;但是,如果敞着口加热,那么,容器和金属的总重量就会增加。

拉瓦锡很想寻找敞着口加热时,金属重量会增加的原因,但是,一直没有找到。

拉瓦锡重复做了普利斯特列的实验以后,又做了这样的一个实验:他在那个弯颈的玻璃瓶——曲颈甑里,倒进一些水银。然后,再把曲管的一端,通到一个倒置在水银槽中的玻璃罩里。

普利斯特列在实验中,是利用凸透镜聚集太阳光进行加热的。这样加热,一来火力不强,二来只能在中午加热一阵,不能长时间地连续加热,因此,拉瓦锡改用炉子来加热。

拉瓦锡把水银加热到将近沸腾,并且一直保持这样的温度,日夜不停地和他的助手轮班,加热了20昼夜!

同类推荐
  • 大树里的游戏

    大树里的游戏

    “生态环保奇幻小说系列”以城市小学生金豆豆到乡下姥姥家去度暑假为线索,通过描写金豆豆在乡村经历的一系列奇妙而有趣的事情,启发孩子关注和亲近大自然,保护生态环境。
  • 百变机器人

    百变机器人

    《百变机器人》是实力派青年作家两色风景的作品,故事以机器人吉淘乐为主角,发生一连串精彩有趣的故事,吉淘乐时而变成医生,时而变成车子,时而变成拳击手,时而变成电梯,时而变成厨师,时而变成理发师。不管怎么变,都有一条宗旨,那就是冷冰冰的机器人吉淘乐把温暖、爱、善良带到人间,使人充满暖意,让人心灵充满爱。每个故事独立成篇,结构奇特,想象丰富,语言精彩。
  • 文化生活知识大闯关

    文化生活知识大闯关

    本书为青少年课外阅读读本,内容包括文化生活中的趣味知识、动物植物趣味知识、智力闯关、谜语竞猜等内容。
  • 鸟奴

    鸟奴

    动物小说之所以比其他类型的小说更有吸引力,是因为这个题材最容易刺破人类文化的外壳和文明社会种种虚伪的表象,可以毫无遮掩地直接表现丑陋与美丽融于一体的原生态的生命。人类文化和社会文明会随着时代的变迁而不断更新,但生命中残酷竞争、顽强生存和追求辉煌的精神内核是永远不会改变的。因此,动物小说更有理由赢得读者,也更有理由追求不朽。
  • 自然常识速读

    自然常识速读

    科学无处不在,在我们的周围,各类各样的事物中,都隐含着科学。一株花、一棵树、一滴水……一花一世界,一叶一菩提。无论是仰望星空、俯视大地,还是近观我们周遭咫尺器物,处处都可以发现科学原理蕴于其中。从生活中任何的小事物中都能发现科学的闪光。而现在,让我们在故事中去寻找科学。
热门推荐
  • 前后门儿

    前后门儿

    90后是尴尬的一代那种感觉像极了城乡结合部如果把我们的父辈比作农村我们的下一代比作城市的话我们心里上的优越感不自觉的让我们把自己划归为“城市人”,可囊中的羞涩感,又让我们不得不接受我们还有一只脚陷在泥土中。我们就好像是一群“无父之辈”,在大城市飘零无根,在小地方又无法融合,“前门”还未光鲜亮丽,“后门”却被堵的半死……
  • 最调侃的笑话

    最调侃的笑话

    人生不能没有欢笑,笑是人类共同的语言。不论什么肤色,什么民族,什么国家,使用哪一种语言,笑都是表示善意,表示友好,表示合谐的通用表情。
  • 系统重生之路国民男神是女生

    系统重生之路国民男神是女生

    苏家正牌继承者,苏玖感觉像换了一个灵魂。从以前的软弱胆小,变成了自信张狂,爱聊人的国民男神。还有什么是他不敢做的,从打架,斗殴到泡吧,老妹。更令人惊讶的是,男神竟变成了女神。(本文系统重生,架空,女扮男装,现代文,男女主身心干净,放心入坑∩_∩)
  • 何以清诚欢

    何以清诚欢

    元族的最后一位王子、继承人——元记。从小背负起重建家族的责任!当一场命中注定的爱情悄然来到他身边,他该如何抉择?是选择为爱放弃复仇?还是继续复仇之路?
  • 异界之旅从召唤火影太子妃开始

    异界之旅从召唤火影太子妃开始

    穿越异界金手指当然不可少。弹指一个风遁大突破,跺脚一个秽土转生,随手一个龟派气功,就是这么牛逼。动漫神技,纵横异界!!!每天会推荐一部动漫,很好看的那种。————————本书纯属虚构,如有雷同,那就是真事【滑稽】
  • 穿度星河

    穿度星河

    宜欢跟父母走散,陆家收养了女主,过了几年养父养母死亡,疑似宜欢下药,当时正是女主自最后一次表白……外人相传陆家给自己养了个仇人,但其中有人默默策划着一切
  • 怨女重生:魔君太妖娆

    怨女重生:魔君太妖娆

    一夜之间,家产被夺,还被活活烧死!“奸夫淫妇,丧尽天良,来世必当万倍奉还!”当她醒来,喜获重生,却又尴尬了……他:“喂,去看看姑娘吧。”她:“想得美,还想让这些女人在我身上蹭吗?”他:“这是我的身子。”她:“少叫唤!现在这身子听我的!当心我拔光了在你徒子徒孙面前跳脱衣舞!”他:“臭女人,早晚有一天让你尝尝本尊的盖世武功!”她:“臭流氓,当心我现在就把武功给你废了,自己练葵花宝典去吧!”=========《霸宠废材小姐:大王轻点爱》已尽尾声,这是第二本敬请期待
  • 教子方法谈

    教子方法谈

    当今时代,没有哪位家长不期盼自己的子女早日成才,望子成龙、望女成凤就是这种强烈愿望的真实写照。军人家庭子女教育的成败得失,直接关系到军人家庭的稳固和谐,关系到官兵的思想稳定和家庭幸福,直接关系到部队凝聚力和战斗力的生成和提高。广大官兵渴望成为子女教育的成功者,使自己的子女早日成为建设国家的有用人才。然而在家庭教育中,家长究竟采取何种方法来教育子女,可大有学问。
  • 我真的不想低调

    我真的不想低调

    林白穿越玄幻大陆,获得低调做人系统加持,别人修玄比武杀人夺宝只为成为人上人,而他一心只想低调做人,因为只有保持低调,系统才会提升他的实力。每次他作出什么惊人的事情,反而会使他的实力下降。……某龙套死不瞑目:为什么你早就高我好几个境界还每次都躲着我???林白内心很无奈:我也不想低调啊,但是系统不允许啊……
  • 二月扬尘

    二月扬尘

    于尘是突然被找过来的。被他妈妈亲自送到慕扬家,让她帮忙带于尘“渡劫飞升”。也就是高考。