- 趣說化學:自然界的魔法師
- 劉行光 帥猛編著
- 1660字
- 2020-11-18 11:36:27
2.5 和“死亡元素”的較量
1870年的一天,巴黎的班特藥店的門被猛地推開了,一個臉色蠟黃的中年男子跌跌撞撞地闖了進來。
“救——救我吧!”來人氣喘吁吁,“我中毒了,吃了砒霜。”
年邁的藥師愛莫能助,無可奈何地垂下了雙手,悲切地說:“沒辦法,你有什么話要留下嗎?我們會設法轉告你的家人。”
“等等!”在令人窒息的沉默氣氛中,一個小學徒擠上來,看了看病人,轉身拿了一些酒石酸銻鉀和另一些藥讓他服下。病情緩解了,病人戰勝了死神。這位妙手回春的藥店小學徒就是后來制取“死亡元素”——氟的法國著名化學家莫瓦桑。由于他在制備元素氟方面做了大量研究工作,因而榮獲1906年度的諾貝爾化學獎。
1872年,莫瓦桑偶然聽人談起,居于鹵族元素之首的氟元素,化學性質活潑難以駕馭,世界上還沒有人制出單質的氟,連戴維、蓋·呂薩克等一流的科學家的實驗都沒有成功,他們還險些喪命,更可悲的是氟先后奪去了布魯塞爾的魯耶特、法國尼克雷等研究者的生命。

莫瓦桑
“我不怕!”莫瓦桑秉著為科學而獻身的堅定信念,立志和“死亡元素”較量一番。試驗中莫瓦桑雖差點為之殉難,但最后還是用電解法制取了氟。下面就讓我們來認識一下氟。
氟,這個詞在希臘語里意指“破壞”。氟對人體的生理作用是強烈的,氟離子在低濃度下也能抑制或促進酶的化學作用。倘若人體內因食物、飲水或呼吸而進入大劑量的氟,會導致代謝紊亂,內分泌系統及呼吸系統損壞,而引起急性中毒;氟在動物機體中富集會使骨骼脆化,氟對植物也有損害,尤其是對植物胚芽發育危害更大,土壤中氟含量超標是直接影響種子發芽的重要因素。此外,氟化碳排入大氣還會嚴重破壞地球的臭氧層。眾所周知,正是由于臭氧層的存在,才使人類不會受到過多的紫外線輻射而導致損傷。氟的危害固然值得密切關注,但氟又因化學性質活潑,在一定條件下甚至可使惰性氣體一反常態,欣然與之結合,同樣引起人們的興趣。在稀有金屬、有色金屬、醫療化工等領域,氟無不起著舉足輕重的作用。
其實,我們不必談“氟”色變,我們不是可以買到一種“氟化鈉牙膏”嗎?這是因為適量的氟有利于骨骼和牙齒堅實,有預防齲齒的作用。在日常生活中還到處可見氟的蹤跡,如曾經作為冰箱制冷劑的氟利昂、電子炊具上為防油而涂上的聚四氟乙烯薄膜等。聚四氟乙烯有塑料王之稱,它充分體現了含氟高聚合物具有良好穩定性的優異特性:既耐冷又耐熱,更為可貴的是不怕酸堿腐蝕,在王水中也安然無恙,這是黃金也望塵莫及的,因而在宇宙航行、尖端科學、國防軍事工程建筑上得以大顯身手。
一些過氟化物強大的吸氧與放氧功能,使醫務工作者欣喜若狂,大可作為人工代血漿的理想物品,充氧氟化碳乳劑在臨床應用中,已使數名失血過多的患者轉危為安。
原子核能的利用將是今后動力界的一支生力軍,而制備濃縮鈾燃料,首先得生產六氟化鈾,再通過分離工藝獲取。原子能動力工程的發展之速,也致使氟用量大幅度上升。然而,科學家們卻很不樂觀地指出,氟的世界蘊藏量僅為100萬億噸,并且90%以上伴生在磷礦原料中。更令人失望的是,在磷肥生產時,原料中氟的回收率往往不超過40%~50%,作為成品出售。大部分氟以氣態、灰塵等形式進入大氣或水域造成環境的污染。為此,氟的回收和綜合利用已成為刻不容緩的課題。
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化學方程式
用分子式來表示化學反應的式子,叫作化學方程式。化學方程式的意義:

書寫化學方程式的兩個原則:
(1)必須以客觀事實為基礎,絕不能憑空設想事實上不存在的化學反應。
例如,堿能跟某些鹽反應生成另一種堿和另一種鹽,可以用化學方程式表示如下:
2NaOH+CuSO4Cu(OH)2↓+Na2SO4
但不能隨意用任何堿跟鹽反應,如下式:
Cu(OH)2+Na2SO42NaOH+CuSO4
是不成立的。因為Cu(OH)2等大多數堿是難溶性的,它不能跟鹽起反應。
(2)要遵循質量守恒定律。參加化學反應的各物質的質量總和,等于反應后生成的各物質的質量總和,這個規律叫作質量守恒定律。
按質量守恒定律,等號左右兩邊的各種原子總數必須相等。化學方程不同于代數方程,不能隨意將等號左邊的反應物移到等號右邊的生成物中去,更不能為了使等號左右兩邊的各種原子總數相等而修改分子式。如下列方程式:
2KClO32KCl+3O2↑
不能為了配平方程式而寫成:
KClO3KCl+O3↑