康尼查罗所解决的这些问题澄清了许多模糊乃至错误的认识,为原子分子论的确定扫除了障碍。他的上述观点正是《化学哲学教程提要》这一小册子所陈述的主要内容。
康尼查罗的工作和他的小册子一样受到了同行们很高的评价。和门捷列夫一道发现化学元素周期律的德国化学家迈尔在结束卡尔斯鲁厄会议的回家途中就阅读了这本小册子,他感慨地说:“这本篇幅不大的论文对于大家争执中最重要的各点阐述得如此清楚,使我感到惊奇。眼前的屏障好像剥落下来,许多疑团烟消云散……这应归功于康尼查罗的小册子。”
康尼查罗的合理阐述,把原子论和分子假说整理成一个协调的系统,原子分子论因此才为广大化学家们接受。原子分子论的确立,直接导致化学元素周期律的发现和有机化学系统的建立。
康尼查罗对化学发展的巨大贡献,使他在全世界享有很高的声望。1862年英国皇家学会选他为会员。1872年英国皇家学会又授予他第一枚特制的法拉第奖章。1906年为了庆祝他80岁寿辰,在罗马举行了国际应用化学代表大会,在会上,授予康尼查罗一座象征着传递真理的比立特之座像。1910年5月10日,84岁的康尼查罗因年高而去世。
水的软硬之分
水是流体,又何有软硬之分呢?其实这里所指的软和硬,是就溶于水中钙离子和镁离子的含量而定。硬水有多于百万分之二百五十的钙离子和镁离子,而软水则含少于百万分之一百。
硬水的形成是由于雨水溶入了含有钙和镁的化合物:
CaCO3+CO2+H2OCa2++2HCO-3
MgCO3·CaCO3+2CO2+2H2OCa2++Mg2++4HCO-3
此外,硬水可以分为暂时硬水及永久硬水,暂时硬水的硬度是由碳酸钙与碳酸镁引起的,在煮沸后可以变成软水:
2HCO-3CO2+CO2-3+H2O
CO2-3+Ca2+CaCO3↓
CO2-3+Mg2+MgCO3↓
碳酸钙和碳酸镁是不可被水所溶解的,茶壶里的茶垢亦是由此而来,故极难清洗。而永久硬水因为水中的钙、镁、铁等离子和硫酸离子及氯离子共存,即使煮沸,也不能变成软水。
其实,水中的矿物并非一无是处,它们对我们身体健康有一定程度的影响。一份美国的医学杂志就曾经报道过亨利·史路特博士的发现:有硬水供应的地区比没有硬水供应的地区的死亡率低。无论如何,我们亦不应服食过量,以免重蹈以往服食过量维生素A及C的覆辙。
鉴别硬水和软水的方法:
方法1:取一杯热水,把肥皂切碎投入其中,肥皂能完全溶解,冷却后成为一种半透明液体(肥皂较多则成沫),即为软水;若冷却后水面有一层未溶解的白沫则为硬水,白沫越多,水的硬度越大。
方法2:用烧杯加热,在杯壁留下较多水垢的是硬水,因为硬水是含有较多的可溶性钙、镁物质的水,加热后,这些可溶性的钙、镁物质转化成不可溶性的物质,沉淀杂质多的是硬水,杂质较多,水的硬度越大。
软化水的方法:
石灰——苏打法:先测定水的硬度,然后加入定量的氢氧化钙和碳酸钠,硬水中的钙、镁离子便沉淀析出。
Ca(Hco3)2+Ca(Oh)22CaCO3↓+2H2O
磷酸盐软水法:对于锅炉用水,可以加入亚磷酸钠(NaPO3)作为软水剂,它与钙、镁离子形成络合物;在水煮沸时,钙、镁不会以沉淀形式析出,从而不会形成水垢。此法不适合于饮用水的软化。
Mg(HCO3)2+2Ca(Oh)2Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O
离子交换法:沸石了离子交换剂虽然都不溶于水,但其中的钠离子和氢离子可与硬水中的钙、镁离子发生交换反应,使钙、镁离子被沸石、离子交换剂吸附而被附去。长期使用后失效的沸石和离子交换剂可以通过再生而重复使用,故此法是既经济又先进的软水法。
CaSO4+Na2CO3CaCO3↓+Na2SO4
如果没有氧化,我们能活多久
人体的衰老与铁生锈的过程相似,都是受氧化的结果。
如果没有氧化,我们能活多久?答案是——167岁!美国哈佛医学院基因诊断室在《人体革命》一书中,提出按人体生长规律和基因特点推测,人类的潜在寿命可达167岁。然而,很少有人能活到其自然寿限,人们总是因各种疾病而早亡。那么,什么原因让人类出现这种“未老先衰”的现象?其实人体的衰老与铁生锈的过程相似,是受氧化的结果。
那么,在生物体内,到底什么是氧化?
举一个很俗的例子,苹果放在空气中变黄就是因为被氧化了,而皮肤同样也会有这种过程。如果你发现到了下午你的脸开始发黄、暗沉,那么不光是因为你的精力透支,更是因为氧化让你的脸上失去光彩。可以说,空气中游离的氧气自由基是肌肤头号天敌!它会令皮肤形成皱纹和皮肤松弛;使皮肤干燥、晦暗、出斑点;严重时甚至造成皮肤癌!
身体的衰老同样源于氧化,我们的身体90%以上的生理作用都需要氧气的参与,生物学上称它为“氧化还原反应”。除了身体正常的氧化还原反应产生活性氧之外,其他如生活压力以及环境污染、紫外线、吸烟等外界刺激因素,导致体内氧自由基过剩,多余的自由基不断攻击细胞内的遗传物DNA,令DNA所受到的氧化性损伤越积越重。这便是发生衰老及与衰老有关的退行性疾病的主要原因。
可惜的是,氧化是不可避免的。
我们自己“氧化”自己:人体正常的新陈代谢,本身即是一个氧化过程,自由基是副产品。抵抗外来病菌,白血球会利用自由基来吞噬,生病发炎时体内部会产生大量自由基;自体内部的自由基,大部分是可以被自己中和掉的,前提是一个健康的个体。
外界因素“氧化”我们:受到外界不当的影响。举凡生活习惯、环境、毒物、二手烟、甚至是憋尿、心情不好、室内照明等等,都有可能产生自由基。
如何证明司机是酒后驾车
K2Cr2O7是一种橙红色具有强氧化性的化合物,当它在酸条件下被还原成三价铬时,颜色变为绿色。据此,当交警发现汽车行驶不正常时,就可上前阻拦,并让司机对填充了吸附有K2Cr2O7的硅胶颗粒的装置吹气。若发现硅胶变色达到一定程度,即可证明司机是酒后驾车。这时酒精被氧化为醋酸:
2K2Cr2O7+3CH3CH2OH+8H2SO42K2SO4+2Cr2(SO4)3+3CH3COOH+11H2O
煤气有味没有
中国北部的城市,在冬天绝大部分曾采用或仍在使用煤气取暖,所以会不时发生煤气中毒事件。煤气中毒,轻者头晕心慌、四肢无力;重者昏迷不醒,呼吸微弱,抢救不及时甚至可能死亡。
那么,煤气是从哪儿来的呢?煤在炉子里燃烧的时候,空气从炉子的下部进入炉膛,因此,下面的碳可以得到充分的氧气,燃烧完全,生成二氧化碳,并且产生大量的热。充分燃烧不会产生煤气,不充分燃烧就容易产生煤气。比如,刚刚点燃炉子、炉火快要熄灭或是紧闭炉门封火的时候,由于炉温比较低或是氧气供应不足,燃烧不能充分进行,都会产生煤气。
通常说的煤气,主要成分是一氧化碳。在冬天烧煤炉时,由于门窗紧闭,房间里不通风,产生的一氧化碳无法扩散到室外去,人吸多了就会中毒。一氧化碳没有颜色,也没有气味,被人吸入后,透过肺泡进入血液,抢先和负责输送氧气的红血球里的血红蛋白结合。一氧化碳和血红蛋白结合的能力比氧气强二三百倍,它抓住了血红蛋白就紧紧抱住不放,使血红蛋白丧失了和氧结合的能力。人断绝了氧气的供应,就会头晕心慌,昏迷不醒,甚至死亡。空气中一氧化碳的含量达到万分之几的时候,人就会中毒。但是,人们往往有一种错觉,认为煤气有呛鼻味,没有闻到怪味道就没有煤气。其实,煤炉里散发出的刺鼻气味并不是一氧化碳的味道。
有的煤含硫较多,燃烧后产生的废气里有二氧化硫。呛鼻的气味就是它散发出来的。因此,用闻味来判断有无一氧化碳是不科学的。
要防止煤气中毒,必须给炉子装上烟囱,让煤气经过烟囱通到室外。最好在窗户上方安一个风斗,保持室内空气流通。
如果你对周围的事物仔细观察的话,一定会问:既然煤气没有臭味,为什么做饭用的管道煤气和液化石油气都有一股难闻的臭味呢?其实,煤气或者液化石油气,本来都没有臭味。煤气里的主要成分——氧化碳、甲烷或者氢气,都是无色无臭的气体。液化石油气的主要成分丙烷、丁烷、丙烯、丁烯,有点汽油那样的气味,也并不臭。
没有臭味人们不知道空气里是不是有煤气,中毒以后还不知道。有臭味可以使人警觉,很快发现漏气了,马上采取措施,防止发生爆炸、火灾和中毒事故。
什么样的物质可以担任“臭味报警”的角色呢?人们发现,由硫醇担当这个角色,再好也不过啦。硫醇是一类奇臭难闻的物质,黄鼠狼的屁臭气冲天,就是由于含有硫醇。
人们的嗅觉对硫醇的臭味非常敏感。因此,生产煤气、液化石油气的工厂特意在燃料气里掺进一点点这种臭得出奇的硫醇,充当臭味报警员,以便闻到这种臭味时,可以及早发觉有煤气,赶快采取措施。
壶里为什么会有水垢
烧水的壶用久了,壶的里层往往有一层白色的水垢。使用的时间越久,积存得就越多。有人叫它“水锈”,也有叫它“锅垢”的。这究竟是从哪里来的呢?这是水里夹带着不容易溶解的物质,如硫酸钙CaSO4等,沉淀下来的。硫酸钙在水中的溶解度很小,由于水的温度增高,会更降低它的溶解度,因此它就沉淀在壶底了。还有水里夹带着一些溶解的物质,如酸性碳酸钙Ca(HCO3)2、酸性碳酸镁Mg(HCO3)2等,这些物质受热就会分解,生成碳酸钙CaCO3和碳酸镁MgCO3等不溶解于水的物质,就沉淀在壶底。硫酸钙、碳酸钙和碳酸镁等都是白色的沉淀物,混合在一起,就是水垢。
给养船起火的原因
从前,古罗马帝国的一支庞大船队耀武扬威地出海远征。船队驶近红海,突然,一艘最大的给养船上冒出了滚滚浓烟,遮天蔽日。远征的战船队只好收帆转舵,返航回港。
远征军的统帅并不甘心,费尽心机要查出给养船起火的原因。但是,查来查去,从司令官一直查到伙夫、马夫,没有任何人去点火放火。
这桩历史奇案还是后来的科学家研究出了一个结果,找到了起火的原因。原来是给养船的底舱里堆积得严严实实的草自发燃烧起来的。这种现象叫自燃。
草怎么会自燃呢?