登陆注册
6451800000010

第10章 奇妙的化学物质(5)

火碱还用在炼铝工业上,它把铝土矿里的氧化铝溶解出来,得到纯净的氧化铝,用这种不含杂质的氧化铝来炼铝,才能得到高质量的金属铝。有人统计过,每造一千个普通大小的铝锅,要消耗二十多公斤火碱。

火碱还是制造肥皂的原料,炼钢,化工也都少不了它,所以,火碱是同硫酸一样重要的化工原料。

名不符实的纯碱

发好的面团是酸的,放一点碱可以去掉酸味,蒸出松软香甜的大馒头来;碗筷太油腻时,用热水也洗不干净,如果用点碱水,一下子就把油腻刷干净了。这就是我们日常使用的纯碱,也叫苏打,化学名称叫碳酸钠。

叫它纯碱,是因为它确有碱性,谁上街买它时,都会对售货员说:“要一块碱。”从来没听人说:“请给拿一块碳酸钠!”看来,纯碱是大家用熟了的商品名称,但它却的确不属于碱类,而是一种盐。

碳酸钠是金属钠离子和碳酸根组成的化合物,是一种典型的盐,它在水里会跟水起化学反应,生成碳酸和氢氧化钠。碳酸只有微弱的酸性,而氢氧化钠的碱性特别强,所以,纯碱一到水里就显出很强的碱性。这也许就是把碳酸钠叫做纯碱的原因吧!

人们使用纯碱比使用火碱普遍,这是因为碳酸钠便宜,碱性适中,不烧手,制造也比较容易,原料又充足。那么,纯碱是用什么东西造出来的呢?它是用食盐和石灰石再加上水、空气和煤制造出来的。我国制碱工业不但开始得较早,而且,我国化学家还对制碱工业的发展作出过重要的贡献呢!本世纪初,我国就有了制碱业。那时,用的是德国人的老办法,用这种办法,虽然能得到碳酸钠,但它的副产品氯化钙用处不大。我国化工专家侯德榜经过多年苦心研究,改革了德国人的老办法,创立了“联合制碱法”。这个方法不再使用石灰石,节省了运输能力,降低了生产成本,它的副产品氯化铵又是一种很好的化肥。这个方法早已传遍了世界各地,被国际上称为“侯氏制碱法”。

纯碱是重要的化工原料,玻璃、纺织、造纸、制药、化工等许多轻工业部门都要用到它,因此,全世界每年生产的纯碱比火碱还要多。

纯碱容易潮解变质,所以要注意保存。你大概有过这样的经验:一块碱放在碗里,时间一长,表面就完全变酥了,用手一捻,竟成了粉沫;碱性也不如以前了。

这是由于碳酸钠吸收了空气里的水蒸气和二氧化碳,变成了碳酸氢钠,也就是小苏打了。原来,它已经悄悄地脱胎换骨,变成了新的化合物。怎样保存才能防止它变质呢,只要用塑料布或者蜡纸将它包严实,隔绝空气就可以放心了。

会飞的碘

你一定用过碘酒,碘酒就是碘在酒精里的溶液,它比纯酒精的杀菌能力大得多,所以,大夫在给你打预防针时,常常给你先擦上一点碘酒,这样,皮肤表面就彻底消毒了。在空气中,碘酒里的酒精先挥发,留下一片黄印,这就是碘;然而,早上的黄印到了下午往往就不翼而飞了,这是为什么呢?因为碘是个与众不同的非金属元素,它能直接变成气体跑掉,这种固体物质不经过液态而直接变成气态的现象叫做“升华”。凡是能升华的物质,也会由气体直接凝结成固体。利用碘的这个特性,我们可以提炼出很纯净的碘。

现在,请你看这样一个实验,把不太纯净的粗碘放在一个圆底烧瓶里加热,瓶口套进一支盛着冷水的玻璃试管,试管和瓶口之间有缝,可以剪块硬纸板盖住。

用酒精灯加热烧瓶,不一会儿,试管下方就开始出现紫色的有金属光泽的碘晶体。它们长得象麦芒似的有棱有角,这就是经过升华提纯了的碘,黝黑紫亮,透着精神。

纯碘的蒸气是深蓝色的,不过这有一个条件,只有不混杂空气时才是深蓝的;平时,我们不太可能见到真空中的碘,我们见到的都是跟空气呆在一起的碘,它是紫色的;碘的希腊文原意就是紫色。碘在酒精里是棕黄色的,这是因为溶解它的酒精和它结合成这种颜色的溶液,汽油之类的溶剂与碘之间就没有这种结合,所以碘分散在汽油中时发出紫色的光亮。

碘的用处很大。

在农业上,常用的除草剂和农药中,碘是不可缺少的元素之一,用含有碘化物的饲料,可以提高营养价值。用它喂奶牛,产奶量就会增加;用它喂绵羊,羊毛又密又长;用它喂鸡,可以多生鸡蛋;用它喂猪,可以催肥……

碘也是人体中不可缺少的元素,它能调节人的生长发育和能量供应,在人体中,它集中在一个叫“甲状腺”的部分,碘对人身体的作用是通过甲状腺来实现的;一旦人缺少碘,就会得大脖子病——甲状腺肿。于是,大夫就会给这样的病人吃一些含碘的药;并嘱咐他多吃海带、紫菜、葱头、大葱和海鱼等等,因为这些食物里含丰富的碘。

性格迥异的同胞兄弟

你也许不曾想到,黑黝黝的石墨和亮闪闪的金刚石是同胞兄弟,都是存在于自然界中的纯碳,只是它们的相貌和性格大不相同。

石墨的质地非常软,只要在纸上轻轻一划,就留下灰黑色的痕迹,铅笔芯就是用石墨制造的。金刚石是所有矿物中的硬度“冠军”:玻璃商店的营业员用镶着金刚石的刀来切割玻璃,无不“迎刃而解”;钻探机的钻头上镶着金刚石,这能大大加快它向地下钻进的速度;金刚石刀具有可以用来加工最硬的金属。

石墨和金刚石都是碳家族的成员,为什么它们的硬度相差得如此悬殊呢?

原来,石墨分子中的碳原子是成层排列的,每层原子之间的结合力很小,就像一副叠起来的扑克牌一样,很容易滑动、散开。而金刚石的碳原子却是交错整齐地排列成立体结构,每个碳原子都紧密地与其他4个碳原子直接连接,构成一个牢固的结晶体,因而显得特别坚硬。

天然金刚石产量很少,一般都隐居在地球深处,只有在非常高的温度和巨大的压力之下,地下熔岩里的碳,才有可能经过天然结晶的过程形成贵重的金刚石。由于天然金刚石产量少,价格昂贵,所以,人们通常就利用高温高压来制造人造金刚石。

计算证明:碳在平常压力下的稳定体是石墨,而金刚石必须在2000℃高温和5.065X107百帕(5万个大气压)以上的高压时,才达到稳定状态。近年来,人们已在类似条件下,把石墨变成了金刚石。

点燃霓虹灯——氖气

霓虹灯,也叫氖灯。氖是一种稀有气体,在空气中含量非常少。科学家把氖气从空气中提取出来,再充填到抽去了空气的密闭灯管里去。这时只要在灯管的两端通上电流,氖气在电流作用下就会放射出美丽的红光。

最初的霓虹灯都是用氖气制成的红色霓虹灯。以后人们又发明了各种荧光粉,把荧光粉涂在玻璃管的内壁上,再抽去管内空气,充上氖气,就可以得到粉红色、浅蓝色……的霓虹灯了。

还有一些稀有气体如氮气和氦气,在电流作用下,也能发出有颜色的光。要是把它们单独或混合起来装进灯管,那制成的霓虹灯就更加绚丽多彩啦!

懒惰的气体

氦、氖、氩、氪、氙、氡六种气体,叫做惰性气体。说实在的,它们“懒”得也的确有点出奇,它们很难与别的物质作用,生成真正的化合物。直到近些年来,人们想尽了办法,才制出了氙、氪、氡的氟化物,以后又制得了二氧化氙、三氧化氙等化合物。1972年,甚至还制得了氙与金属的化合物。当然,新的化合物还可能继续被制得,但是无论如何,惰性气体还是以“懒惰”闻名的,因为它们对多数物质仍是不理不睬的。

这究竟是什么缘故呢?要揭开这个谜,就得从原子构造的“内幕”说起。

任何物质都是由原子组成的,原子又是由原子核和围绕着原子核旋转的电子组成的。不同物质的原子,它们拥有的电子数目是各不相同的。比如26号元素铁,它所拥有的电子数目,就等于铁元素的原子序数,它的原子也就拥有26个电子;而79号元素金,它的原子拥有79个电子;而近年来发现的107号元素,就拥有107个电子。

不过这些电子,并不是乱七八糟地堆在一起,而是有条不紊地按一定的规则,一层一层地分布在原子核周围的。而且每一层该有多少个电子最稳定,是有规定的,最外一层该有几个电子才最稳定,也有规定。对于多数原子来说,最外层有8个电子时是稳定结构。氢和氦以2个电子为稳定结构,还有一些其他原子是以别的数目为它们自己的稳定结构。

可是事实上,原子最外层的电子,却常常不恰好是稳定结构,所以只要有机会,它们总是会想出各种巧妙的方法,使最外层的电子数目能成为自己的稳定结构。比如氯原子最外层的电子是7个,而对氢原子来说,8个电子才是自己的稳定结构,因此当两个氢原子组成分子时,每一个氯原子都拿出一个电子作为双方公用,这样一来,氯分子中的每一个氯原子,最外层就都成为自己的稳定结构了。

在适当的条件下,各种元素相遇时常常会彼此化合,变成化合物,其实,这也是为了满足各种原子都能变成最外层电子是稳定结构的一种手段。比如氯原子最外层是7个电子,而钠原子呢?最外层只有1个电子,最外的第二层是8个电子(钠的最外层也是以8个电子为稳定结构),因此当氯原子一有机会碰上钠原子,氯原子就会想夺取钠最外层的那一个电子,而钠原子也巴不得把自己的这一电子送掉,这样当氯和钠一结合,就变成氨化钠(食盐),里面的氢原子和钠原子也都满足了自己最外层是8个电子的稳定结构。

当电子一层一层排布时,排到最外一层恰好正是自己的稳定结构的机会有没有呢?当然有的。氦、氖、氩、氪、氙、氡这六种惰性气体,除了氦是以2个电子为稳定结构以外,其他五个惰性气体都是以最外层有8个电子为稳定结构的。而事实上惰性气体最外层的电子数目,恰好氦是2个,其他都是8个,也就是说,它们原来都已经是稳定结构,当然,它们也就不大想和“别人”进行化合了。

同类推荐
  • 影响中国学生的经典成语故事之八

    影响中国学生的经典成语故事之八

    成语是语言中经过长期使用、锤炼而形成的固定短语,它是比词的含义更丰富而语法功能又相当于词的语言单位,而且富有深刻的思想内涵,简短精辟易记易用。并常常附带有感情色彩,包括贬义和褒义,当然,也有中性的。“影响中国学生的经典成语故事”汇集了众多的成语,详细地讲解了其释义及相关出处,使读者在增长知识的基础上、享受阅读带来的乐趣。
  • 安徒生童话全集(六)

    安徒生童话全集(六)

    《安徒生童话》是世界儿童文学经典,有着独特而又无穷的魅力,其中著名形象如卖火柴的小女孩、丑小鸭、想穿新衣服而又因此上当受骗的皇帝等,栩栩如生、形象生动。阅读这些故事,小读者们可以感受到真、善、美的巨大魅力,并从中得到启迪和感染。
  • 化学故事总动员

    化学故事总动员

    自然界是多姿多彩、无限多样的。对很多人而言,研究自然界的化学就像一团迷雾,它充满魔幻与神秘、激情与梦想、复杂与变化。化学实际上是物理学和生物学的交叉点。它研究的是物质的构成单位——分子的世界。这是个中间的世界,既不是无限大,也不是无限小。这个世界不仅很复杂,也充满变幻。我们通过讲述一个个有趣的化学故事,为您揭开这个奇妙的世界。这些故事,语言通俗,篇幅简短,内容生动有趣,情节引人入胜,编排独到新颖,每个故事都引人深思、发人深省。
  • 国王皇后的故事

    国王皇后的故事

    童话是世界儿童文学中永不凋谢的花冠,是与我们少年儿童捉迷藏的小朋友。童话王国简直就是一个多姿多彩的万花筒,在那些语言浅显、妙趣盎然的美丽童话故事里,有的蕴藏着严肃的人生准则,富于哲理,发人深省;有的反映了社会的真实现象,揭露了黑暗、鞭打了丑恶;有的揭示了大自然的奥秘,使人增长知识,开拓视野。童话奠定了我们的人生基础,影响着我们的一生。因此应该把那些名篇珍品传给后代,陶冶后代。为此,我们编辑了这套《世界经典童话故事全集》丛书,把世界各国许多童话名篇佳作装在一个美丽的花篮里,让它熠熠闪烁的光辉照耀下一代人茁壮成长,使孩子们梦幻般地度过金色的童年。
  • 凡尔纳密码:地心游记

    凡尔纳密码:地心游记

    小说讲述的是德国矿物学教授黎登布洛克带领侄子阿克赛、向导汉恩斯进行的一次惊心动魄的地心探险旅行。他们从冰岛的斯奈弗陷口开始,经历了缺水、迷路、巨兽、暴风雨、高温等种种常人难以想象的困难,经历了千难万险,就在他们将要到达地心时,火山爆发了!在炙热的岩浆推滚下,他们经由意大利西西里岛的火山口回到了地面。全书情节波澜起伏,文章幽默流畅,不仅详细地描绘了探险的起因、种种周密的准备,探险过程中惊险的遭遇,还用浪漫主义的想象手法为我们展示了冰岛风光和地底下的奇特景观,把读者带进了一个超越时空的幻想世界。
热门推荐
  • 跑酷使者

    跑酷使者

    神秘的老者!一块稀世玄玉。25年前风、鬼两大杀手组的斗争。25年后一次雷击由血液所凝结而生的少女~“紫因惜”三位少年与鬼杀手组的斗争……
  • 就算我们终将行踪不明

    就算我们终将行踪不明

    他会是我的青春所有,他会永远活在我天空。“我喜欢你,让这成为我最后的话。——泰戈尔。”
  • 半夜鬼敲门:夫君太撩人

    半夜鬼敲门:夫君太撩人

    阴缘天注定,可有缘会有份吗?一本神秘秘籍的出世,让一段爱恨情仇上演。每当夜晚降临,某只鬼都会爬上我的床,对我说道:“娘子,我们应该开始健身计划了。”而我,却连连后退,可他还是向我快速扑来……
  • 一吻深情

    一吻深情

    冯瑞梓:我不再爱你,但,你生是我的人,死是我的鬼,你永远是我胯下的玩物!蒋妍姗:“如果这样子能让你泄愤,我愿意一辈子做你的胯下的玩物!他在黑道上有着生杀权利的冯瑞梓,五年前,他与蒋妍姗相爱,那一年,蒋妍姗离开了他,五年后,蒋妍姗出现,带着五年前的密秘,不愿意再跟他在一起,他愿意放弃一切跟她在一起时,他却知道了五年前的密秘,爱化为恨!
  • 战争的曙光

    战争的曙光

    悲催的高中生王毅在经过数次雷劈之后,终于启动了他真正的霸业。请看王毅如何本着不坑爹不骂娘不刨祖坟不歧视的友好姿态面对这个崭新的世界。
  • 超有效的减肥方法(女性生活百宝箱)

    超有效的减肥方法(女性生活百宝箱)

    你为什么要减肥?是为了参加某个特别场合,还是为了健康?也许你总是超重,真心想改变。找到减肥的动机,这一点很重要——知道“这样做究竟是为了什么”,你才能掌握主动权,抓住重点。
  • 卿玉案

    卿玉案

    一场车祸,换来意外穿越。她睁开眼睛,便看见一位丫鬟模样的人儿喊她小姐……一个是她暗恋七年却始终不敢开口的男人;一个是眉眼如画,始终温柔待她的王爷;一个是掌握生杀大权,城府颇深的帝王。她,在这个时空里,该何去何从?(本文纯属虚构,请勿模仿。)
  • 月无痕的剑之异域苍狼

    月无痕的剑之异域苍狼

    剑,剑为何物?剑,剑客是什么人?江湖在哪里?剑,致命的武器。剑,永远在剑客的手中,是剑客的生命。剑出现的地方,便是江湖。剑有许多种,可是有谁见过无痕的剑,宛若夕阳下的沐风,温柔的掠过人的身体,仿佛情人的拥抱,抚摸,别有一种无法言说的神秘,美丽,根本不存在死亡的恐惧。这便是剑,月无痕的剑,天下独一无二的剑。
  • 灵眼萌妃:太子接个招

    灵眼萌妃:太子接个招

    她,神经大条的穿越人士,被人一棒敲昏替嫁住满亡灵的国度,她连国家的名字叫什么都还没搞清楚就被皇帝封公主嫁了啊喂!他,神秘的亡灵大人。宠她,疼她,护她,还喜欢没事吓吓根本吓不倒的她。可是,她却成了他掩护真正目的的障眼法,一个炮灰。尘埃落定,真相大白,当他开始寻找她的踪迹,却遇到一只萌哒哒的半灵包子。
  • exo之点点繁星

    exo之点点繁星

    我以为我一生都不会对任何女生动心,但我错了,自从遇见你只会我会为你吃醋为你心疼,我求你爱上我,我只要你不要忘记我好吗?by鹿晗你莫名其妙的闯入了我的世界,我以为你只是我生命中的过客,却不知我早已深深地爱上了你。by吴世勋浅浅,我明明烦你烦的要死,却不知什么时候在你的世界迷失了我自己的方向。by黄子韬你为你的朋友强出头,当我问你凭什么来和我评理时,你却告诉我凭她是我的朋友,是啊,凭她是我的朋友,可能从那时起你就进入了我的生命了吧。by吴亦凡也许只有在你面前我才能卸下我残酷的伪装来真心对待身边的人吧,我也许早已不自觉的沉迷于你了。by边伯贤