吉智
(西北工業學校,陜西 興平 713100)
化學趣聞
吉智
(西北工業學校,陜西 興平 713100)
本文通過幾個簡短的故事和物質,介紹了一些和化學有關的有趣的現象,以提高學生對化學課的認識和學習的積極性。
可燃冰;肥皂島;火海;彩金;不然紙
可燃冰,外表象冰,可以燃燒,是1810年科學家達威在實驗室里發現的。而自然界中的可燃冰是在20世紀30年代作為“不速之客”被人認識的,這種物質的生成和沉淀常堵塞高壓輸氣管道和一些工廠設備。世界上第一個可燃冰礦田,前蘇聯的麥索亞哈氣田中可燃冰的發現也極其偶然;這個氣田的礦井本來是開采可燃冰層下面的天然氣,在打井的過程中,發現有一層的溫度比預計的要低得多,并存在冰一樣的可燃物,就是可燃冰。可燃冰又稱“天然氣水合物”,是水與天然氣相互作用形成的晶體物質,被統稱為氣水化合物。用天然氣生產的化肥、化纖等物品,都可以使用可燃冰來制造。
在希臘愛琴海里有座“肥皂島”。其原名是“阿羅絲安塔利亞”。島名之所以更改,是因為每當大雨降臨時,整個島就浸在白色的泡沫之中,酷似肥皂沫涂滿了全島,故該島獲“肥皂島”之稱。為什么會形成這種有趣的景觀呢?據科學家研究勘測,該島上的巖石含有豐富的堿性物質,其化學成分與肥皂相差無幾,一旦遇水就會泛起泡沫。更奇妙的是,它不僅有泡沫,而且確實有肥皂的功能,可以說是名副其實的“一塊天然肥皂”。不管你是洗手、洗澡,還是洗衣服,只要用島上的一塊石頭或用一把土,就能洗得干干凈凈。
1677年11月19日,在印度東南部的安得拉邦馬德里斯誨港的水域里,突然一陣颶風過后,海面上燃起了熊熊大火,紅浪滾滾,蔚為壯觀。火光照耀四周幾十公里,使目擊者無不目瞪口呆。海濤、海水驟然變作通天大火,這一奇異神秘的自然景象,使人們長時間困惑不解。后來,經過印度科學家們的研究探索,終于揭開了火海奇觀之謎。原來是那場颶風,以每小時200km以上的高速,在海上疾馳,由于颶風運動而產生巨大的能量,與海面摩擦,將水分解,產生氧氣與氫氣,在颶風的作用下,發生爆炸、燃燒,在海浪中燃起熊熊大火,形成了火海奇觀。據科學家估算,這次火海奇觀所釋放的能量,相當于200顆氫彈爆炸時所產生的全部能量。
當今,伴隨著科技的進步,黃金也可以改變單一的黃色而色彩斑斕,以黃金為主要成分的“彩色金”已經面世。所謂“彩色金”,并非是在黃金的表面涂上各種顏色,而是在黃金里面熔入不同材料而合成的彩色黃金,其黃金含量與通常的K黃金中的黃金含量完全相同。K黃金是由金、銀和銅組成的,18K黃金就是用75%的金、25%的銀和銅合成的。彩色黃金則是將K黃金中所含的銀、銅成分換成少量的鋅、鎳、鈀、鎘等金屬,使之成為不同金屬成分的合金,于是,它便神奇地呈現出不同色彩,供人們美化生活裝飾而用。
這種不怕火不燃燒的紙,能耐受450℃高溫。美國一家化學公司曾用它和木板分別做成房子,放在一起同時燃燒,木板房很快就化為灰燼,不燃燒紙制成的房子則完好如初。原來,這種不怕火燒的紙,是一種特殊的透明塑料玻璃紙,它的形狀類似輕薄的紙片,不吸熱、不傳熱,遇熱能發生膨脹。不怕火的紙有一個突出的特性,極難吸附氧氣產生助燃,把它填充在防火門和其他建筑物的夾層中,遇熱時能夠迅速膨脹形成防火屏障。即使外面溫度達到850℃的高溫,熱量也不會越過這個屏障傳遞過來。根據它的薄厚狀況,其有效防火時間為十幾分鐘到數小時。故它是理想的“防火衛士”。
一艘宇宙飛船升空,只需攜帶l0毫克的“燃料”,這不是神話,因為確有這種“燃料”。10毫克可產生相當于200噸液體燃料所產生的動力,這種能源就是“反物質”。不久前,歐洲粒子物理實驗室的科學家們,用低能量環形加速器做實驗時,獲得了一種反物質。雖然它瞬息消逝,卻為反物質的實際應用展示了美好前景。第一位預測有反物質存在的科學家是迪拉克,1933年他因此獲得了諾貝爾物理學獎。他在領獎儀式上就指出:不但地球上存在“反物質”組成的另一世界,在夜空中所見許多星辰中,有些天體也是由反物質構成的。
物質是由原子組成的,原子又是由質子、電子、中子組成的;質子帶正電,電子帶負電,中子不帶電,但有一定的磁性,必然存在一種鏡象物質,也就是說還有一種質子是帶負電的叫“反質子”;同理,還有帶正電的“反電子”和磁性相反的“反中子”,它們統稱為“反物質”。科學家目前還沒有辦法把它們結合的反物質保留下來,主要是它們的能量太高,不安定。因為物質與反物質水火不容,只要相遇,就互相吸引碰撞轉化為光。所以,通常物質中是無法獲得反物質的,即使實驗條件下,反物質也是瞬息即逝。據稱:當1克物質與1克反物質相湮滅時,放出的能量,相當于世界上最大水電站12小時發電量的總和。反物質還是診治疑難疾病的能手,可用它準確擊中癌瘤,而不損害周圍組織。反物質有巨大的爆破力,卻沒核能那種破壞環境的副作用。它還可用來移山填海,例如把喜馬拉雅山移開,西藏就可以受到印度洋暖濕空氣的影響,變成溫暖多雨的花果山。
舞臺上魔術師的表演神秘莫測,變化無窮,手法嫻熟,引人入勝,其中也有用化學原理表演的,冰點煙就是一個。舞臺上魔術師口叼一支香煙,然后用鑷子夾住一小塊冰,放在煙頭處,瞬間就能將煙點燃,令人不可思義。其實這是利用金屬鉀的特性表演的。鉀是一種非常活潑的金屬,和水反應時,放出大量的熱。將一小塊鉀放入水中,鉀和水發生劇烈反應,放出的熱使鉀形成一個小火球,在水面游動,直至反應完,火球才熄滅。
表演前,魔術師先將香甜頭上的煙絲取出一部分,然后放入一小塊鉀,再放入煙絲,所以,外表看和普通香煙無二。當用冰接觸香煙時,融化的冰立即和金屬鉀反應,將煙點燃。
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1674-9324(2014)21-0264-02