书城教材教辅中外化学故事
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第13章 趣味横生:化学反应故事(6)

这次迦太基王国的军队强渡地中海,首先占领了西班牙的部分国土,以这里为基地操练人马,准备向强大的罗马人发起更大的进攻。

数万名精兵强将在一个名叫汉尼拔的年仅20岁的将军统帅下,浩浩荡荡地开始了远征。

年轻的汉尼拔将军,深知在敌强我弱的情况下,如仓促出击,必然自尝苦果,必须采取出其不意、攻其不备的战术才能获胜。

思虑再三,他断然决定改变进攻路线。根据当时的地形,他决定部队不走平路,而是轻装上阵,迅速翻越地势高耸的阿尔卑斯山,以奇制胜。

面对山高路险,树深林密,迦太基王国的士兵个个争先,英勇攀登,很快就登上了山脊。

这个时候,只要汉尼拔的士兵冲下山去,就能取得决定性的胜利。

然而,士兵们全都傻眼了。原来,前面不远处有几块巨大的石头挡住了他们前进的唯一去路。

汉尼拔命令部队停下,自己亲自指挥士兵用手推,用棍子撬,然而这一切都无济于事,巨石竖在面前岿然不动。

看着几万人马因巨石拦路,前进不得,汉尼拔将军心急如焚。他用手摸摸石块,仔细地看了看,最后决定孤注一掷。

他命令士兵把附近的树木全部放倒,堆放在巨石旁边。一堆堆的树木堆放好了,一阵大风吹来,汉尼拔命士兵将这些树木同时点着。

熊熊的大火烧了起来,不一会儿,竟把巨石都烧得通红,最后全部酥裂开来,变成一堆堆碎块和粉末。

等大火熄灭,巨石碎块和粉末冷却之后,士兵们稍加整理就铺垫起一条下山路。这样,大队人马就沿着这条路,直冲下山,杀向罗马。

由于汉尼拔统帅的军队抄近路攻击罗马军队,罗马人措手不及,汉尼拔终于在这场战争中首战告捷。

奇怪!为什么这些巨大石块经大火一烧就“粉身碎骨”了呢?

后经科学证明,原来,这些巨大石块大多是石灰石(即碳酸钙),在高温下易分解成氧化钙和二氧化碳。氧化钙就是我们经常见到的碎块夹着粉末的生石灰,至于汉尼拔将军是否懂得烧制石灰的原理,已经很难考证了。

罗斯福的智慧

这个故事发生在曾连任4届美国总统的罗斯福身上。

富兰克林·罗斯福出身于律师,曾做过私人侦探。在某年冬天的一个夜晚,担任私人侦探的罗斯福接到一个电话:

“罗斯福先生,不好了!古代玛雅文明的黄金假面被盗了。现在我们派秘书去接您,请速来卡因博士的研究所破案!”

两个小时后,一位年轻的秘书驾驶着汽车来了。

罗斯福坐上车,秘书一边开着车,一面告诉罗斯福说:

“被盗的黄金假面,是从墨西哥的尤卡坦半岛古代玛雅的金字塔里发掘出来的,后为亿万富翁W所有。卡因博士为了进行研究才将它借来的。”到达卡因博士的研究所时,已是深夜11点,路上足足花了1个半小时。

“博士在二楼研究室,请您在这里稍憩,我们叫他。”

秘书说着上楼去了。

可是,罗斯福刚要坐下,就听见楼上有惊叫的声音:“哎呀,不得了啦!博士自杀了!”

罗斯福大吃一惊,飞快地奔上二楼。只见天花板下的铁管上拴着一根绳子,卡因博士的头颈套在里面,用作脚踏板的椅子摔倒在他的脚下。

“他大概是感到黄金假面被盗,责任重大才自杀的吧!”秘书面色苍白地对罗斯福说。

“咦———尸体还很热嘛!”罗斯福摸了摸死者的面颊和手,他感到意外地说。这房间里相当冷,而博士的体温却同生前几乎完全一样。

“可能是在我们回来之前自杀的。”秘书补充说道。

“嗯……这样的体温,表明人死还没有超过1个小时。他会不会留下什么遗嘱呢?”罗斯福说着,就去检查博士身穿的白色工作服的口袋,找到了半块用锡纸包着的溶化的巧克力。

罗斯福手拿半块巧克力,沉思了一会儿,突然,严厉地指着秘书说:

“哼,杀人犯原来就是你!你在开车去接我之前,已先将博士杀死,然后把他装扮成上吊自杀的模样。由此看来,盗窃黄金假面的也是你。”

“这根本不可能!我开车去接你,来回需要3个小时。如果是我杀死博士的话,那尸体早该凉了,这里又没有暖气。为什么尸体到现在还是热的呢?”秘书申辩道。

罗斯福指着墙上的电源插头反驳道:

“问题就在这儿,为了表明你当时不在现场,你玩弄了一个很高明的手法。”

原来,年轻的秘书先把卡因博士弄死,并制造了上吊自杀的假象,随后用电热毯将吊着的尸体紧紧裹住,在这样弄妥之后,才去接罗斯福。

3个小时后,秘书和罗斯福回来了。秘书让罗斯福在会客室等着,自己先上了二楼,取下尸体上的电热毯,所以,尸体经过了3个小时仍没有变凉。但是,秘书却没有注意到死者口袋里的巧克力。

巧克力的溶化现象说明尸体是被热的东西包着的,同时死者房内又有电热毯,这就使罗斯福识破了秘书的诡计。

穷书生的“灯笼”

中国晋代的本胤,少年时十分好学,但家里很穷,买不起灯油。

他想了很多种方法,都不理想。一天,他捉了很多萤火虫,放在纸袋里当灯笼,结果很理想,从此,他读书不辍,成了一位很有学问的人。

他提萤火虫读书的故事,也被后人称为“囊萤读书”。

后来,英国生理学家哈维,在古巴采集甲虫时,发现一只青蛙的肚皮会发光。他饶有兴趣地把青蛙剖开,结果发现了一件十分有趣的事,原来这只贪吃的青蛙,刚刚饱餐了一顿萤火虫。

萤火虫尾巴上的“小灯笼”为什么始终亮着呢?带着这个疑问,科学家们开始了广泛的研究。

现在这个疑问已被科学家们破译了。原来,这是萤火虫体内的成光蛋白质与成光酵素玩的把戏。

当萤火虫的尾巴亮一下的时候,就是成光蛋白质在成光酵素的作用下,与氧发生反应,变成含氧成光蛋白质发出的绿光。

此外,含氧成光蛋白质还有一个特点,那就是它能够“死灰复燃”。当它与水化合后,又可还原成为成光蛋白质,于是,“灯笼”又亮了,如此往复循环,让人感到异常神秘。

熊熊大火烤“王八”

1940年夏天,希特勒侵占法国后,英法联军决定实施敦刻尔克大撤退计划。当时,德军有上千辆坦克追击而来,为了对付这些“铁马龟”,英法联军的指挥官们想出了绝妙的办法。

开始,有位将军提出:“我们用洪水挡住他们。”因为他想到了敦刻尔克和加来之间的水闸。

“洪水也有可能阻挡我们自己。再说,洪水一退,德军的坦克又会紧紧地跟上我们!”另一位将军反驳道。

忽然,又一位将军站了起来:“我有一件秘密武器,能让洪水中燃烧起熊熊大火,那一定会使德国人的坦克变成烤王八。”大家被这幼稚的想法引得大笑起来:“水是灭火的,哪能生出火来呢?”“我有办法。”接着,这位将军谈出自己的方案。经他一说,在场的人纷纷拍案叫绝,一个奇迹般的战斗计划就这样定了下来。

几天后,英法联军开始撤退了。他们按事先的安排,来到一片沟渠纵横的田野。德国装甲部队也恶狼般地扑了过来。英法联军看到时机成熟,便把周围所有的水闸都打开了。大水淹没了周围的洼地,德军坦克无法行动了,不得不在一块高地上停了下来。

两天后,洪水稍退。急不可耐的德军坦克冒着危险驶入洪水泛滥过的田野。忽然,随着几声爆炸声响,田野里燃起熊熊大火,顿时形成一片火海。整个田野像一座巨大的烧烤炉一样,德军的坦克纷纷着火,有的被烧成一堆废铁,有的带着熊熊的火焰像无头的苍蝇东一头西一头乱撞,最后栽进了河里,许多德军坦克乘员跳出来,在火海中发出绝望的惨叫,像烤肉串一样被大火烤焦。这真是一场空前规模的奇特“烧烤”。一支不可一世的坦克部队就这样葬身在一个硕大无比的“烧烤炉”里。

那么,这个巨大的“烧烤炉”是怎样形成的呢?盟军到底有什么秘密武器呢?原来,英军在德军坦克进入洪水泛滥过的田野前,已事先洒了几千加仑的工业酒精。德军坦克进入田野时,英军用炮火将酒精点燃,形成了一片火海,从而出现了这么一个巨大的“酒精烧烤炉”,使德军坦克葬身其中。

酒精对于中国空军的发展也曾立下过功劳。那是在抗日战争的硝烟刚刚散去,解放战争的炮声又隆隆响起之际,为了全民族的解放,中国共产党高瞻远瞩,于1946年在东北通化市创立了我军第一所航空学校———东北民主联军航空学校。它被人们亲切地称为“东北老航校”。创办航校,面临的第一件大事,就是没有足够的飞机和航材。在航校建立的前后,筹建人员把搜集飞机和航空器材的工作作为一项主要任务。当时,日本侵略者遗弃的飞机和航空器材,大多数散落在东北各地。为了不使这些飞机器材落到国民党手里或遭到破坏,航校初建时,大家不顾天寒地冻,顶风冒雪,奔向东北各地,搜集飞机和航材。飞行训练展开后,油料成了最大的问题。他们从资料中获得信息,有些国家曾做过用酒精代替航油的试验,便决定尝试。航校成立了攻关小组,经过数百次的实验,终于达到了规定的要求。试飞那天,当装满酒精的飞机飞上蓝天时,整个航校的人都沸腾了。用酒精代替航空油料使战机飞上蓝天,可以说是我军空军发展史上的奇迹,正是这样一群血气方刚的年轻人,用汗水乃至生命铸造了中国航空事业的摇篮,创造了令世界航空界为之震惊的奇迹。

上面的故事里所提到的酒精,在日常生活中大家可能都比较熟悉了。它的化学名称是乙醇,无色、透明而具有特殊的香味。它极易挥发,能够溶解多种无机物和有机物,能跟水以任意比互溶,而密度比水小。各种饮用酒都含有乙醇,这一点大家都清楚。工业上,乙醇有两种制法:一是发酵法。所用原料是各种含糖量很丰富的农产品,如高粱、玉米、薯类及多种野生物的果实等,也可以用废蜜糖。二是乙烯水化法。以石油裂解产生的乙烯为原料,在加热、加压和有催化剂存在的条件下,使乙烯跟水反应,生成乙醇。这种方法叫乙烯水化法。其反应式为:

CH2CH2+H2O

催化剂

→CHCHOH

加热、加压

用乙烯水化法生产乙醇,成本低,产量大,能节约大量粮食。随着石油工业的发展,这种方法发展很快。乙醇能进行氧化反应,在上文的“烧烤”故事里,乙醇作为“烧烤”用的燃料,进行的就是氧化反应,和氧气反应生成二氧化碳和水。在有催化剂存在的情况下,乙醇能被空气氧化生成另外一种重要的化工产品———乙醛。反应式如下:

催化剂

2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O△CH3CHO即为乙醛。

乙醇还可以跟活泼金属反应,放出氢气。如乙醇跟钠反应生成乙醇钠并放出氢气。其反应式如下:

2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH3ONa+H2↑另外,乙醇还可以跟氢卤酸反应,以及与浓硫酸混合发生消去反应。

CH3CH2OH+HBr→C2H5Br+H2O浓H2SO4CH3CH2OH→HCH2CH2↑+H20△C2H5Br为一种油状液体———溴乙烷。

除乙醇外,还有一些在结构和性质上跟乙醇很相似的物质,如甲醇、丙醇等。

谈到这里,不由得想起前文所述的英军用酒精“烧烤”德军坦克及我空军初创时期“酒精代航油”的故事。其实,主要由酒精组成的酒,自古以来就在军事斗争中有着独特的作用。大家所熟悉的宋太祖赵匡胤“杯酒释兵权”的故事,以及出兵打仗前喝出征酒、壮行酒等,诸如此类的例子,可以说不胜枚举。但愿酒精可以更多地造福人类而不是用于战争和人类自相残杀。

醋在战争中的妙用

这里还有一个战争中巧用醋的故事。汉尼拔是迦太基的著名军事统帅和国务活动家,曾率领迦太基军队在第二次布匿战争中取得辉煌的战绩。汉尼拔在公元前218年4月,率领由9万步兵、12万骑兵和几十头战象编成的大军出发远征。出发不久就有一些雇佣兵害怕远征的艰苦,拒绝继续前进。汉尼拔没有惩罚违命者,而是遣散了这一万多名怯懦的人。继续跟随汉尼拔远征的士兵都是可靠的战士,对胜利充满信心。路经高卢人地区时,汉尼拔或用金钱收买,善言说服,或用武力征服,并在沿途就地补充粮食和武器。9月初,汉尼拔率军抵达阿尔卑斯山山麓。在这个季节过山已晚了一个多月,山上的小路已经有了积雪,汉尼拔率领他的军队不畏艰险毅然登山。严寒折磨着这些习惯于温暖气候的南方人,很多士兵冻死在冰雪中,有的从冰雪的悬崖上坠入深谷。骑兵和战象更难通过。当地土著居民的有力抵抗更使行军困难重重。有几次汉尼拔大军几乎要陷入绝境。然而坚强的迦太基士兵跟随汉尼拔勇敢地前进。他们想出了一个利用醋在坚硬的岩石上开辟道路的方法:把山上的树木砍下来烧掉,然后用水和醋浸熄火灰,使岩石变脆后用铁锤敲碎。就这样他们开出了一条被称为“汉尼拔通路”的山路。经过33天的艰苦行程,他们终于越过了阿尔卑斯山。当汉尼拔率领疲惫不堪的迦太基军队走出深山,来到意大利肥沃的波河河谷时,这支大军只剩下2万步兵和6000骑兵,但出其不意的是,汉尼拔的大军还是打败了前来迎敌的罗马军队。