书城教材教辅中外化学故事
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第23章 千变万化:身边的化学故事(4)

在大自然中,水里总是含有一些溶解了的二氧化碳。当水流经石灰岩上面的时候,水中的二氧化碳和石灰石等作用变成了碳酸氢钙,而这种物质是易溶于水的,便被水带走了。这种含有碳酸氢钙、碳酸氢镁的天然水称为暂时硬水。烧水的时候,温度升高了,原先溶解在水中的碳酸氢钙分解变成碳酸钙,沉淀后留在锅炉里,就形成了锅垢。这锅垢的害处很大:锅垢的传热本领极差,使大量的热能浪费掉;锅垢传热不均匀,当温度足够高时,就会引起爆炸。

现在,工厂里总是用各种方法来软化这种含有碳酸氢钙的硬水。软化硬水的常用方法是往水里加纯碱碳酸钠,因为碳酸钠能与碳酸氢钙反应,生成碳酸钙沉淀,过滤除掉沉淀后,水中碳酸氢钙的含量就很少了。

硬水不但在工业上有害,甚至还妨碍你洗衣服哩!你遇到过这样的事儿吗?本来该洗的衣服不算太脏,但是,擦肥皂一洗,水面上却满是白花花的脏东西,这又是硬水干的坏事儿:肥皂的化学成分是硬脂酸钠,它能和硬水中的碳酸氢钙反应,生成白花花的沉淀物———硬脂酸钙。在家里最便当的软化硬水的方法,是把水煮一下,去掉碳酸氢钙。

帝王的“妖术”

事情发生在公元9世纪的法国。当时的法国国王叫查理曼大帝,此人不仅能征善战,而且智力过人。

有一次,有人向他报告:好斗的拉锡德酋长亲率大军,秘密地埋伏在边境上,等待机会杀进王宫。

查理曼听到这个消息后,略加思索,命令部队做好战斗准备,随时准备迎敌。

第二天,又有人报告,拉锡德酋长派了几个使臣进京,求见陛下。查理曼听了,微微一笑,在一个心腹的耳边低语了几声,命令准备丰盛的宴席。

一切准备就绪后,他不动声色,热情地把拉锡德的使臣迎进了王宫,亲自陪他们在铺着洁白桌布的贵宾席上就座。

席间,查理曼大帝谈笑风生,不时地叫仆人为使臣们斟酒,好像什么也没发生似的。酒宴上山珍海味,菜肴特别丰盛,每道菜端上来都是堆成宝塔形,满得不能再堆了,并且都有饱含油水的卤汁。

宴毕,餐桌上的桌布已油污不堪。

这时,只见查理曼大帝站了起来,命令仆人把满是油污的桌布扔进熊熊燃着的火炉里。桌布一扔进火炉里,只见火焰窜起一丈多高,火光照亮了整个宴会厅。

拉锡德的使臣们见此情景,不由得大吃一惊,以为查理曼大帝识破了他们的阴谋,发出采取行动的信号,一个个左顾右盼,拔脚欲逃。

看着他们惊慌失措的样子,查理曼大帝笑了,他笑容可掬地请他们欣赏宫女们的舞蹈。火光中,宫女们妩媚的舞姿使使臣们的心平静了下来。

舞乐刚停,查理曼大帝就命令仆人从火炉中把桌布取出,桌布不但没被烧毁,而且油污已全部清除,显现出一片可爱的洁白。

使臣们见此情景,十分惊恐,不知查理曼大帝施了什么妖术,竟然搞出了这等奇迹。他们想,如果跟国王作战,说不定会被他的妖术耍弄,遭受无法顾及的损失。

想到这些,使臣们再也坐不住了,诚惶诚恐地辞别了查理曼大帝,昼夜兼程地赶回部落,添油加醋地向酋长作了禀报。

酋长听罢,吓得三魂失落二魂,一面命令退兵,一面让使臣重拜查理曼大帝,向他求和。一场迫在眉睫的战争避免了,查理曼大帝的王朝也化险为夷。

说到这里,也许你会说,查理曼大帝施的魔术真绝了。其实不然,他用的桌布之所以能入火而不燃烧,是因为桌布是用石棉织成的。石棉生长在岩石的夹层中,质地很柔软,像一束束的蚕丝,用手就能抽出长长的纤维来。它不怕火烧,不怕酸碱的腐蚀,不传热,不导电。查理曼大帝利用石棉不怕火烧的特性,吓退了愚昧的敌人,被后人传为佳话。

让人产生幻觉的面包

1951年8月的一天,在法国圣埃斯普里特村,有个名叫莫林的人,突然感到腹部疼痛难忍,于是走到楼梯旁,准备下楼去求医,但发现楼梯已伸向无底深渊,他马上紧闭双眼,待睁开后,又看到两条人面巨蛇向他袭来。当他转回卧室时,发现周围的墙壁、家具、窗帘都改变了形状和颜色,他顿时像疯了一样地惊叫起来……见到这一怪状,邻居们大惑不解,急忙将他送往医院。经化验、调查、分析和研究,医生才确诊莫林是由于食用含有“麦角”的面包,患了幻觉症。

麦角是何物?怎能使人得幻觉症呢?其实,麦角是一种生长在稞麦上的细菌,它在一定的气候和温度条件下,能产生出一种强烈的、无色、无味、无臭,并能使人产生幻觉的植物酸,名叫“麦角副酸二乙酰胺”,也称“来舒机酸二乙酰胺”,简称“LSD”。1938年,瑞士化学家WA斯特罗尔第一次写出它的化学式。1943年,斯特罗尔的同事阿尔弗列德霍夫曼博士偶然吸入一点LSD,发现了它有改变人的情绪和致幻的作用。

LSD是一种强烈的致幻剂,服用后视觉和知觉明显增强,好像有蒙在眼前的半透明膜首次被揭开的感觉。当药力发生作用时,生理上将产生肌肉紧张、刺痛、颤抖、脉搏加速、呼吸深沉、局部疼痛等许多症状。据服用LSD人自述,他看到“彩色鲜明而协调的镶着宝石的宫殿……随着觉得自己的房子的墙都分解了,自己的灵魂飞了出去,好像悬在空中看着山川景色……”美国电视界知名人物阿特·灵克莱特的女儿,就是服用LSD之后,产生幻觉,从一幢大厦上跳楼丧命的。这种致幻药已被列入毒品的行列,禁止食用。

科学家们已经发现,LSD可以抑制脑中心综合的知觉,它的中毒症状犹如患上神经分裂症,使人感到飘飘然,目光所触,一片色彩缤纷,但却没有一贯性的完整感觉。所以,医药学家们正在利用幻觉症与精神分裂症之间的微妙关系,在动物身上进行试验,先在动物身上使用LSD,使其产生一定的精神症状,然后用药物解救。凡能解毒者,则对治疗某些相应的精神病也有一定的效果。进而找到利用致幻剂造福人类的新途径。

温柔的“沸石”

1756年,瑞典地质学家巴隆·克龙斯德特,在冰岛进行地质考察时,发现了一个种奇特的石头。这种石头性格特别,看上去比其他任何石头都温柔。自然界中的普通石头,多数要在1000℃以上的高温下,才会溶化、沸腾,可是这种石头被加热到200℃左右就不停地冒泡,像烧开了的水一样“沸腾”起来。因此,人们为它取名为“沸石”。但是人们没有弄清其中的奥秘,沸石作为展品陈列在博物馆里。

100多年后,科学家发现了沸石的结构,揭开了其中的奥秘,才使它走出博物馆,周游列国,施展“魔法”。

沸石是一种含水的碱和碱土金属的铅硅酸盐矿物,化学式为R1+R2+xy[Alx+2ySin-(x+2y)Q2n·mH2O],式中R为一价阳离子,基本上为K、Na;R2+为二价阳离子,主要为Ca、Ba。由于沸石里含有许多水分子,所以对天然沸石加热或灼烧时,沸石内部的水分子就会蒸发,而沸石内部的结晶构造并没有改变。它的结晶构造很像是一座造型独特的“晶体大楼”。在这座晶体大楼里,排列着无数形状和大小各不相同的“房子”,这就是沸石的“孔穴”。在房子与房子之间,有许多纵横交错的“走道”,这“走道”就是晶体大楼里孔穴的孔道,它正好和某些物质的单个分子大小相当,这些众多的孔穴和孔道占据了沸石本身体积的一半左右。经过灼烧的沸石,能有选择地把某种比自己孔径小的气体或液体物质,牢牢地吸附在自己的体内。而其它种类的流体物质,却无法进入,反过来,采用加热、抽空、吹洗等办法,又能把这种已经吸附了的物质“取”出来,真是一种绝妙的筛子!科学家们根据沸石的这种筛分物质的功能,授予沸石“分子筛”的光荣称号。

沸石分天然沸石和合成沸石,前者约有40多种,后者有100多种。工业上常用沸石来净化或者分离混合成分的物质。例如气体的分离,石油的净化等。利用它分离空气,制取纯氧和纯氮,比传统的空气分离法成本大大下降。在石油、化工等生产部门,用分子筛作催化剂和催化剂载体,能够提高催化活性、选择性、抗毒性和热稳定性。在国防和尖端科学方面,分子筛也崭露头角。人在宇宙飞船和潜艇的密闭舱中生活,需要不断供给氧气和排除二氧化碳,分子筛正好能够为人们创造这种特殊的环境。在导弹和火箭工业中,科学工作者把导弹和火箭的燃料点火剂预先吸附在沸石的内部,使用时,点火剂自动从分子筛中释出,从而大大提高燃料的燃烧性能。如今,沸石的“足迹”已遍及石油、化工、冶金、医药、环保、农牧业等许多领域。