• 关于奇怪的文体用品的科普故事大全

  • 发布时间:2018-03-26 23:12 浏览:加载中

  •   水不结冰是因为温度没有达到、铁锅用的材料主要是铁……总之,在我们的印象中物质的名称将和它的用材密切结合,状态与性质有关等。在日常的文体用品中,却有着无数令人奇怪的现象:自行车车轮上变黄却不是生锈、铅笔用的居然不是铅、牛皮纸也不是用牛皮……承载着人类文明的文体用品为什么如此奇怪,它究竟掩藏着什么呢?本章将让你眼界大开。

      1.清晰的印章

      智慧思索

      有一批古画,变得灰黄而没有光泽,但它上面的印章仍然鲜红,像新盖上去的一样,这是什么原因呢?

      有一年,我国几个考古学家在南方某省发掘出一些古代珍贵的字画。这些字画只要一接触空气,马上变得单薄、脆弱,好像风吹一下就能把纸吹坏似的,尤其是那些画面,变得非常模糊。可是,这些字画的落款上那印章仍然清晰可辨,好像根本没有经风历雨。这一现象引起了考古专家的注意。

      后来,他们经过认真的研究和科学地测定,发现绘画的颜料大多使用了铅白,随着时间的推移,极易发生化学反应,生成新的氧化物,而古代印章使用的印泥是用朱砂和麻油搅拌而成,在空气中不容易发生化学反应,所以保持了原有红润鲜艳的颜色。

      朱砂的化学成分是硫化汞,硫化汞的化学性质非常稳定,在日光下长期暴晒也不变色,而且能耐酸、耐碱,正因为这样,被用作颜料。我国古代官吏们用的“朱笔”所蘸的颜料便是“朱砂”——硫化汞,因为它永不退色。人们用它做印泥,也是这个缘故。

      硫化汞是红色的粉末,俗称辰砂、朱砂。我国早在三千年以前,便开始用它作为红色的颜料。古埃及的坟墓里,人们也发现了这种红色的颜料。

      硫化汞是天然的汞矿。正因为在大自然中就存在着这种矿物,而它的颜色又是那么鲜艳、醒目,因此人们很早就与它打交道,是很易理解的。世界上辰砂最大的产地是西班牙。我国也有很多地方产辰砂。现在,辰砂是制汞的重要原料。

      有些纸张时间放得久了就会变成黄色,这是因为纸张内部还有一部分杂质没有清除掉,日子久了,受到空气和日光的作用,就会发生化学变化,使纸张渐渐变黄,并且容易破裂。如果在制造纸张时能用氯气或漂白粉漂白纸浆,那就可以防止这种现象的发生。为了使纸张容易吸收墨汁,防止书写或印刷时墨汁化开,可以加入适当的胶汁,如动物胶、明fán、松香等。如果要使制造的纸张表面光滑,能两面写字,那就要加入一些填料如淀粉、碳酸钙、滑石粉、白陶土等,使纤维素之间的空隙填满,从而可防止墨汁化开。

      2.保存久远的蓝黑墨水

      智慧思索

      过节了,为了迎接新的一年,家家户户都开始打扫卫生,平平家也不例外。

      妈妈让平平收拾自己的东西,把东西都整理一下。当平平收拾到自己小学五年级的作业本时,他顺手翻开一看,“啊,字迹怎么模模糊糊的,也没弄湿过啊。”平平自言自语道。再翻看一本,这本却清清楚楚,这就更奇怪了,这些都是那时候写的啊,没隔几天,怎么它们的差别会这么大呢?

      正当他纳闷时,表哥来了。表哥告诉他:“这种字迹不清的是用纯蓝墨水写的,日子长了,会被氧化,颜色渐渐变浅,甚至完全消失;这种清楚的是用蓝黑墨水写的,蓝黑墨水被氧化后,能逐渐生成一种永不褪色的化学物质——黑色的鞣酸铁。所以,字迹比较清楚。”

      平平拿过作业本一看,果真是用两种笔写的。平平在佩服表哥做事仔细的同时,也为他的博学而折服。

      蓝黑墨水书写后变成黑色的原因,是由于蓝墨水中的鞣酸跟硫酸亚铁发生了化学变化,生成了一种新物质叫鞣酸亚铁,这种鞣酸亚铁在日光照射下或空气作用下又发生化学变化,生成了鞣酸铁。鞣酸铁是一种黑色不溶于水的沉淀物,它能牢牢地黏附在纸上。

      一般,蓝黑墨水里还加入了可溶性蓝色有机染料、硫酸、苯酚、甘油和香料。加入硫酸,是使墨水保持酸性,防止墨水沉淀;苯酚的俗名叫苯酚,是着名的防腐剂,能杀菌,使墨水不至于腐化发臭;甘油的化学成分是丙三醇,是常用的防冻剂,加入甘油后,就可以大大降低水的冰点,使墨水在冬天不易结冰;至于加入香料,则是使墨水芳香宜人。

      3.坚硬的牛皮纸

      智慧思索

      铅笔用的不是铅,而是石墨,那么牛皮纸用的是牛皮吗?如果不是,那又用的是什么?

      阳阳是个爱惜书的好学生。有一次学校发了新书,看见别的同学都买塑料皮把书给包起来,阳阳也回家跟爸爸要钱要买书皮。爸爸对阳阳说:“那种塑料皮不结实,来,我给你找一个更耐用的。”

      爸爸找出了一种灰色的纸,帮阳阳把书包了起来。果然,爸爸说得很对,没多久,别的同学的书皮都坏了,而阳阳的却依然如初。

      原来这种“牛皮纸”,工人在蒸煮木材时特意加进去一些化学药品来处理,把木材的纤维组织拉得紧紧的,所以制造出来的纸就特别硬、特别结实。

      牛皮纸之所以比普通纸牢固,是因为制牛皮纸所用的木材纤维比较长,而且在蒸煮木材时,是用烧碱和硫化碱化学药品来处理的,这样它们所起的化学作用比较缓和,木材纤维原有的强度所受到的损伤就比较小,因此用这种纸浆做出来的纸,纤维与纤维之间是紧紧相依的,所以牛皮纸都非常牢固。

      纸的发明结束了古代简牍繁复的历史,大大地促进了文化的传播与发展。

      在上古时代,祖先主要依靠结绳记事,以后渐渐发明了文字,开始用甲骨来作为书写材料。后来又发现和利用竹片和木片(即简牍)以及缣帛作为书写材料。由于缣帛太昂贵,竹木太笨重,于是便导致了纸的发明。据考证,我国西汉时已开始了纸的制作。1957年陕西省博物馆在西安东郊灞桥附近的一座西汉墓中,发掘出了一批称之为“灞桥纸”的实物,其制作年代当不晚于西汉武帝时代。之后在新疆的罗布nào尔和甘肃的居延等地都发掘出了汉代的纸的残片,它们的年代大约比东汉建初至元兴年间的宦官蔡伦所造的纸要早150年至200年。我们也应该看到,纸的发明虽很早,但一开始并没有得到广泛应用,政府文书仍是用简牍、缣帛书写的。至献帝时,东莱人左伯又对以往的造纸方法作了改进,进一步提高了纸张质量。

      魏晋南北朝时期造纸技术进一步提高,造纸区域也由晋以前集中在河南洛阳一带而逐渐扩散到越、蜀、韶、扬及皖、赣等地,产量、质量与日俱增。造纸原料也多样化,纸的名目繁多。如竹帘纸,纸面有明显的纹路,其纸紧薄而匀细。剡溪有以藤皮为原料的藤纸,纸质匀细光滑,洁白如玉,不留墨。东阳有鱼卵纸,又称鱼笺,柔软、光滑。江南以稻草、麦秆纤维造纸,呈黄色,质地粗糙,难以书写。北方以桑树茎皮纤维造纸,质地优良,色泽洁白,轻薄软绵,拉力强,纸纹扯断如棉丝,所以称棉纸。蔡伦造纸的原料广泛,以烂渔网造的纸叫网纸,破布造的纸叫布纸,因当时把渔网、破布划为麻类纤维,所以统称麻纸。

      4.圆珠笔的神秘面纱

      智慧思索

      我们通常用的笔有钢笔、铅笔还有圆珠笔,关于前两种笔的称谓大家都无异议,可对于圆珠笔,有人却说它应该叫原子笔,争吵不休,那么到底是圆珠笔还是原子笔呢?

      晶晶班里刚来了一位新同学叫军军,军军的父母都是大学老师,受他父母影响,他知道的东西也很多,同学们总是一下课就围着他问东问西,而军军也“慷慨解囊”。

      有一次,同学们又问了很多问题,军军说:“太多了,拿个圆珠笔来我记一下,一一回答你们。”晶晶说:“那不叫圆珠笔,那是原子笔。”同学们也都站在晶晶这边。军军急了,和晶晶争吵起来,正当二人都面红耳赤的时候,老师走过来,笑着说:“你们说得都对。那是第二次世界大战刚结束后不久,美国人还沉醉在原子弹摧毁日本的得意之中,一位商人借机推销一种圆珠笔,说这种笔里装的是珍贵的‘原子油墨’,买一支回去足够用一辈子的。由于人们对原子弹有着神秘感,渴望对其了解,便争相购买这种新奇的笔。于是人们把圆珠笔都叫原子笔。

      “后来,人们发现笔里装的不是什么原子油墨,而是普通的染料和蓖麻油制成的墨汁。这种笔的笔杆里装油墨,笔芯顶端装着一粒小钢珠,油墨随着钢珠的转动在纸上留下了字迹。揭开这层神秘面纱以后,人们才把原子笔叫圆珠笔。”

      晶晶和军军听了都恍然大悟,原来是这么回事。

      圆珠笔的笔芯是一只又细又圆的塑料管,是用聚苯乙烯塑料或聚乙烯塑料制造的。在笔芯里装着油墨。铜头是用加了镍、锡等的黄铜合金制成的,非常坚硬,而且耐腐蚀。在铜头的前端,有一粒比芝麻还小的圆珠。圆珠笔这名字,便是从这来的。

      圆珠笔用的时间长,是因为油墨黏性比较大,不易大量流出,加之圆珠笔头顶端与钢珠之间的缝隙要比自来水笔笔尖上的出水缝细得多,写字时圆珠笔的油墨流量远比自来水笔水流量小,因此用的时间比较长。

      圆珠笔以前叫“原子笔”。那时,美国的“原子笔”像从麻袋里倒出来似的,充斥了中国的市场。在1948年,我国才开始自己生产圆珠笔,但产量极少。新中国成立后成立后,我国圆珠笔的年产量逐年激增。由于圆珠笔小巧、耐用、价廉,很受人们欢迎。现在,我国圆珠笔比铅笔还普遍,而且还向其他国家输出。

      5.年轻的创始人

      智慧思索

      邮票上经常有各种各样的图画,或人物,或花卉,或古迹,都有一定的意义。有一张邮票上画着一个黑球、一个红球、两个蓝球、四个小灰球。这是什么意思呢?

      其实,这是一种分子模球,黑球代表C原子,红球表示O原子,蓝球表示N原子,小灰球代表H原子,而这正好是尿素的组成元素。

      关于尿素还有一个小故事:

      那是在1824年,维勒才24岁,刚从瑞典回到德国,正忙于研究氰酸铵,他想把溶液慢慢蒸干,得到结晶体。可是,蒸发过程实在太慢。他一边加热,一边把从瑞典带回来的化学文献译成德文。出乎意料,他竟得到一种无色针状结晶体——它显然不是氰酸铵。后来研究这种晶体,仔细一分析,发现是尿素。

      维勒深知这一发现的重要性,因为他知道尿素属于有机化合物,而按照当时的化学理论,则认为人工无法制造有机化合物。维勒立即给他的教师、着名瑞典化学家柏齐利阿斯写信,说道:“我要告诉您,我可以不借助于人或狗的肾脏而制造尿素。可不可以把尿素的人工合成看做人工制造有机物的先例呢?”

      没想到,柏齐利阿斯对他的发现非常冷淡。柏齐利阿斯认为,只有在一种极为神秘的“生命力”的作用下,才能在生物体中生成有机物,人工是无法用无机物制造有机物的。有人附和这位权威的论调,说尿素是动物和人排出去的废物,不能算是“真正的有机物”。

      维勒没有向权威屈服。

      后来,人们又多次合成了有机物,终于摧垮了柏齐利阿斯的“生命力论”。维勒成为人工合成有机物的始创者。

      氰酸铵受热后会分解为氨和氰酸。氰酸又会变成异氰酸。当异氰酸与氨重新化合,就变成了尿素。

      尿素的化学名称是碳酰二胺,分子式为CON2H4或〔CO(NH2)2〕,是一种白色结晶。含氮量46%左右,是目前固体氮肥含氮量最高的一种。尿素,为中性速效高含氮量化肥,缩二脲含量低,具有无色、无味、无臭、易溶于水、易施用等特点,颗粒均匀,饱满圆润,粉尘少。按含氮量计算:1公斤尿素相当于1.35公斤硝酸铵、2.2公斤硫酸铵、90~100公斤新鲜人尿。尿素是一种中性肥料,对土壤无影响,适用于各种土壤和植物,是一种优质高效的氮肥。长期使用不会使土壤变硬和板结。

      尿素有吸湿性,吸湿后还能结块,因此储存时也应该防潮,放在干燥的地方。

      6.铅笔的诞生

      智慧思索

      我们每天学习时经常用到铅笔,但铅笔却不是用铅做的,那么你知道它是用什么材料做的吗?

      铅笔用的是石墨,而不是铅。关于铅笔的发明还有一个有趣的故事:

      几百年前的一天,一场灾难性的飓风袭击英格兰岛,许多房屋、大树都被刮倒了,受灾较重的是昆布兰地区。

      暴风雨过后,一位牧羊人外出放羊时在树根下发现了一种乌黑的石头,他顺手捡了一块,发现比泥土硬,比石头软。他轻轻地在羊身上划了一下,结果留下了一道黑印。于是牧羊人就用它在羊身上画记号,以便于辨认。后来牧羊人把它制成棒形,卖给商人用在包装上画记号。这就是最早的“铅笔”了。这种黑矿石不是“铅”,而是“石墨”。

      石墨是碳质元素结晶矿物,它的结晶格架为六边形层状结构,属六方晶系,具完整的层状解理。解理面以分子键为主,对分子吸引力较弱,故其天然可浮性很好。

      石墨质软,黑灰色,有油腻感,可污染纸张。在隔绝氧气条件下,其熔点在3000℃以上,是最耐温的矿物之一。

      自然界中纯净的石墨是没有的,其中往往含有SiO2、Al2O3、FeO、CaO、P2O5、CuO等杂质。这些杂质常以石英、黄铁矿、碳酸盐等矿物形式出现。此外,还有水、沥青、CO2、H2、CH4、N2等气体部分。

      1781年,德国化学家法伯经过多次实验,将石墨粉与硫黄、锑、松香混合在一起,制成糊状再挤压成条形,这就是铅笔的雏形。这种铅笔有一定的硬度,书写起来比石墨棒好用多了。

      19世纪初,美国的一名木工和补锅匠精心研制成一台机器,它能把较大的木块切成小木条,并在上面刻出槽。他们把许多次改制的纤细的“铅”——石墨芯嵌在内,做成了世界上第一支真正的铅笔。

      7.融化奖章的王水

      智慧思索

      金、铂的化学性质不活泼,不易被硫酸、硝酸等溶液氧化,但有一种溶液却可以氧化它,你知道这是什么溶液吗?

      化学课上,老师讲了一个非常有意思的故事:

      第二次世界大战中,德国法西斯占领了丹麦,下达了逮捕着名科学家、诺贝尔奖获得者bō尔的命令。bō尔被迫离开自己的祖国,为了表示他一定要返回祖国的决心和防止诺贝尔金质奖章落入法西斯手中,他机智地将金质奖章溶解在一种特殊的液体中,在纳粹分子的眼皮底下巧妙地珍藏了好几年,直至战争结束,bō尔重返家园,从溶液中还原提取出金,并重新铸成奖章。

      突然,老师停住了,问同学们:“你们知道这是什么溶液吗?”只见有的同学摇头,有的同学思索,这时酷爱化学的丰丰站起来说:“是王水。”“嗯,回答得非常正确。”原来,丰丰以前从表哥那里听说过王水的“威力”。

      金的化学性质不活泼,它不受空气和水的作用,也不溶于一般的化学溶剂中,但能溶解于王水中(王水,即1体积的浓硝酸和3体积的浓盐酸的混合酸),反应方程式如下:

      Au+4HCl+HNO3=HAuCl4+NO↑+2H2O,

      Au+6HCl+HNO3=3HCl+AuCl3+NO↑+2H2O

      王水是浓HNO3与浓HCl的混合物。实验室用浓HNO3与浓盐酸体积比为1∶3配制王水。王水的氧化能力极强,称之为酸中之王。一些不溶于硝酸的金属都可以被王水溶解。尽管在配制王水时取用了两种浓酸,然而在其混合酸中,硝酸的浓度显然仅为原浓度的1/4(即已成为稀硝酸)。为什么王水的氧化能力却比浓硝酸要强得多呢?这是因为在王水中存在如下反应:HNO3+3HCl=2H2O+Cl2+NOCl,因而在王水中含有硝酸、氯分子和氯化亚硝酰等一系列强氧化剂,同时还有高浓度的氯离子。

      王水的氧化能力比硝酸强,金和铂等惰性金属不溶于单独的浓硝酸,而能溶解于王水,其原因主要是在王水中的氯化亚硝酰(NOCl)等具有比浓硝酸更强的氧化能力,可使金和铂等惰性金属失去电子而被氧化:

      Au+Cl2+NOCl=AuCl3+NO↑

      3Pt+4Cl2+4NOCl=3PtCl4+4NO↑

      同时高浓度的氯离子与其金属离子可形成稳定的络离子,如〔AuCl4〕-或〔PtCl6〕2-:

      AuCl3+HCl=H〔AuCl4〕

      PtCl4+2HCl=H2〔PtCl6〕

      从而使金或铂的标准电极电位减小,有利于反应向金属溶解的方向进行。总反应的化学方程式可表示为:

      Au+HNO3+4HCl=H〔AuCl4〕+NO↑+2H2O

      3Pt+4HNO3+18HCl=3H2〔PtCl6〕+4NO+8H2O

      8.元素周期表的诞生

      智慧思索

      元素周期表是按照一定的规律排列起来的,共分为16族,那么元素周期表是怎么发现的呢?

      在19世纪中叶,人们已经发现了63种化学元素。法国、英国、德国等国的科学家们都在探索这些元素的内在联系,这个时候,门捷列夫也在俄国为寻找元素之间的规律而艰苦地探索着。

      有一天,家里几个仆人在一起玩扑克牌。扑克有黑桃、红桃、方块、草花四个花色,它们可以按照2、3、4……10、J、Q、K、A的序列进行排列,也可以分别进行组合。门捷列夫似乎从扑克牌上得到了启发。“化学元素能不能像扑克牌一样进行排列组合,然后对它们的性质进行研究呢?”

      想到这儿,门捷列夫似乎茅塞顿开。他用厚纸做了许多小卡片,上面写出元素名称、符号、质子量、化学反应式及其主要性质。这类似于一副扑克牌。以后的几个月中,不论走到哪儿,门捷列夫都随身携带这副扑克牌,有空的时候就玩起扑克牌来,不断地进行各种排列组合,寻找它们可能存在的内在规律。

      一天晚上,门捷列夫一直工作到了凌晨,而早上他还要到外地去办事。“先生,来接你的马车已经等候在门口了。”大约六点半的时候,仆人安乐走进了书房对他说。“把我的行李整理好,搬到车上去。”门捷列夫一边应答着,一边还在摆弄他的扑克牌,这时他似乎已经有点眉目了,但又不能准确地排列起来。他还想试试看。过了片刻,安东又走了进来:“先生,得赶快走了,否则要误点了。”

      在安东的催促声中,门捷列夫突然来了灵感,他拿起一张白纸,在上面画了起来,并迅速排列出各种元素的位置。几分钟之后,一个伟大的发现——世界上第一张元素周期表产生了。

      化学元素周期表是1869年俄国科学家门捷列夫首创的,他将当时已知的63种元素依原子量大小并以表的形式排列,把有相似化学性质的元素放在同一行,就是元素周期表的雏形。在周期表中,元素是以元素的原子序排列,最小的排行最先。表中一横行称为一个周期,一列称为一个族。

      门捷列夫是俄国最伟大的化学家,1834年2月9日生于西伯利亚托博利克市。

      门捷列夫23岁时在彼德堡大学担任副教授,31岁为教授。门捷列夫最大的贡献是发现了元素周期律,在世界上留下了不朽的光荣,人们给他以很高的评价。恩格斯在《自然辩证法》一书中曾经指出:“门捷列夫不自觉地应用黑格尔的量转化为质的规律,完成了科学上的一个勋业,这个勋业可以和勒维耶计算尚未知道海王星的轨道的勋业居于同等地位。”

      9.自行车的“皮肤病”

      智慧思索

      许多自行车旧了,钢圈上就会出现一块块的黄斑,像得了皮肤病。有人以为那是生锈了,其实事实并非如此,那究竟是何缘故呢?

      小明缠着爸爸买了一辆赛车,为了炫耀,小明经常骑车和同学们去野外比赛。

      由于赛车来之不易,小明对它是倍加爱护,每次骑车回来都擦一遍。有一次,小明像往常一样擦车时,看到自行车的钢圈上出现一块块斑点,像得了皮肤病似的。于是小明就去问爸爸:

      “是不是使用的时候,没有保管好,让钢圈溅上了污水?”“这倒也不是。”爸爸笑着告诉他,“钢圈外面还有两层外套,第一层是金黄色的铜锡合金,最外面的那一层才是银光闪闪的金属铬。有了这两层保护外套,钢圈可以有效地防止酸碱的损害,延长使用寿命。”

      “那黄斑到底是怎么一回事儿?”小明迫不及待地追问。

      “自行车在转动时,难免会遇到一些砂石的撞击,一旦撞到钢圈上,最外面的那一层金属铬便被撞掉,露出黄色的铜锡合金。于是,便显出了难看的黄斑。”

      “哦,原来是这么回事!”小明摸摸脑袋恍然大悟。

      铜锡合金的含锡量是14%左右的,色黄,质坚而韧,音色也比较好,所以宜于制作钟和鼎。铜锡合金含锡量是17%~25%的,强度、硬度都比较高,所以宜于制作斧斤、戈戟、大刃和削杀矢。斧斤是工具,既要锋利,又要承受比较大的冲击载荷,所以含锡量不宜太高,否则太脆。戈戟、大刃、削杀矢都是兵器,都需要锋利。戈戟受力比较复杂,对韧性要求比较高,所以在兵刃中含锡量最低。大刃(刀剑)既需要锋利,也要求一定的韧性以防折断,所以含锡量比较高而又不太高。削杀矢比较短小,主要考虑锐利,所以在兵器中它的含锡量最高,铜锡合金含锡量是30%~36%的,颜色最洁白,硬度也比较高。色洁白,就宜于映照;硬度高,研磨时就不容易留下道痕,所以这种铜锡合金宜于制作铜镜和阳燧。

      锡分子式为Sn,熔点低于232℃,在空气中稳定,不易被氧化,常用于制造合金(青铜、铜锡合金、焊锡)。锡是无毒金属,用于电镀在铁件,可起防腐作用,还用于制造铁锡合金——马口铁。

      10.bō璃上雕花

      智慧思索

      在bō璃厂,我们会看见工人用bō璃刀割bō璃,因为刀尖上嵌了金刚石(硬度比较大),所以轻轻一划,bō璃就断了。我们还会发现有些bō璃或bō璃器皿上有很多花纹,这也是用bō璃刀雕刻的吗?

      有一学校组织参观bō璃厂,由于第一次来,同学们都觉得好玩,向厂里的工人问东问西。

      这时,一位同学看见一堆bō璃,上面有美丽的花纹和图案,这位同学随口问道:“这是用bō璃刀刻的吗?”

      带他们参观的工人笑着说:“当然不是,bō璃刀在bō璃上一划就能把bō璃划断,根本无法刻出图案,这是用一种叫氢氟酸的物质刻的。”

      原来,氢氟酸的腐蚀性较强,能轻而易举地“吃”掉bō璃,是bō璃的“天敌”。

      于是,人们利用氢氟酸这一些特性,在bō璃上刻花纹图案。具体操作过程是先在bō璃上均匀地涂好一层致密的石蜡,然后用工具在石蜡上写字、作画、标刻度,使要雕刻的部分露出bō璃来,再用适量的氢氟酸涂在上面,让它把bō璃啃去一层。氢氟酸涂得多,bō璃就啃得深,涂得少,就啃得浅,这样bō璃器皿上就出现人们想要的花纹和图案了。

      bō璃的主要成分是二氧化硅(SiO2),它能与氢氟酸(HF)发生化学反应,化学反应方程式如下:

      SiO2+4HF=SiF4+2H2O

      氢氟酸能腐蚀bō璃,所以盛放氢氟酸溶液就不能用bō璃制品的器皿。

      氢氟酸是氟化氢的水溶液,其沸点为19.5℃,在室温下为液态,为无色略带刺激味的无机酸,无水的或低浓度的氢氟酸为强酸,然而低浓度的氢氟酸其解离常数约为盐酸的千分之一,为弱酸。

      氢氟酸中的氢离子对人体组织有脱水和腐蚀作用,而氟是最活泼的非金属元素之一,与氢离子结合较牢。皮肤与氢氟酸接触后,非离子状态的HF不断解离而渗透到深层组织,溶解细胞膜,造成表皮、真皮、皮下组织乃至肌层液化坏死。氟离子与组织中的钙和镁离子结合形成难溶性盐。钙离子的减少使细胞膜对钾离子的通透性增加,钾离子从细胞内到细胞外,导致神经细胞的去极化而引起剧痛。

      11.古都“闹鬼”

      智慧思索

      我们都知道世界上没有鬼,所谓的鬼故事都是自己吓唬自己,可有人的的确确在故宫附近看见了以前的宫女,你知道这是什么原因吗?

      某个夏天的夜晚,电闪雷鸣,有一个人从故宫附近的夹墙走过,突然发现远处有一对打着宫灯的人,后面还跟着一个宫女。这下可把他吓坏了,腿都不听使唤了,瘫坐在地上,直到灯光看不见了,才从另一条道一步一步地挪回家了。

      后来他和别人讲起这事,老人都说是因为那人的阴气大,找个道士好好念叨一下可能就好了。

      其实在故宫能看见宫女是有科学依据的,因为宫墙是红色的,含有四氧化三铁,而闪电可能将电能传导下来,如果碰巧有宫女经过,那么这时候宫墙就相当于录像带的功能,如果以后再有闪电巧合出现,可能就会像录像放映一样再出现一遍。

      四氧化三铁Fe3O4,黑色铁磁性固体,常温下比较稳定,加热分解生成三氧化二铁Fe2O3和氧气O2。由铁丝在纯氧中燃烧得到,或直接利用自然界的磁铁矿。溶于强酸生成铁盐和亚铁盐,加热时能被氢气或一氧化碳还原成铁或氧化亚铁。

      铁的氧化物有氧化亚铁FeO、三氧化二铁Fe2O3,四氧化三铁Fe3O4。氧化亚铁又称一氧化铁,黑色粉末,溶于酸,不溶于水和碱溶液。极不稳定,易被氧化成三氧化二铁;在空气中加热会迅速被氧化成四氧化三铁。在隔绝空气的条件下,由草酸亚铁加热来制取,主要用来制造bō璃色料。三氧化二铁是棕红(红)色或黑色粉末,俗称铁红。在自然界以赤铁矿形式存在,在强碱介质中有一定的还原性,可被强氧化剂所氧化。三氧化二铁不溶于水,也不与水起作用。灼烧硫酸亚铁、草酸铁、氧氧化铁都可制得,它也可通过在空气中煅烧硫铁矿来制取。它常用作颜料、抛光剂、催化剂和红粉等。四氧化三铁为黑色晶体,加热至熔点(1594±5℃)同时分解,相对密度为5.18,具有很好的磁性,故又称为“磁性氧化铁”。它是天然产磁铁矿的主要成分,潮湿状态下在空气中容易氧化成三氧化二铁。不溶于水,溶于酸。

      12.国球——我们的骄傲

      智慧思索

      奥运会上,我国运动员几乎包揽所有乒乓球单打、双打冠军,并曾经包揽四届世乒赛的全部金牌,不愧为我国的国球,是我国的一大骄傲。就是这个为中国人民带来荣誉的小球,竟然是用棉花制成的。那么,人们是如何知道用棉花来制造乒乓球的呢?

      乒乓球在桌面上来回地跳动着,人们在乒乓球比赛中想尽办法让乒乓球以足够快的速度、以足够快的角度进入对手的球台,在这种一来一往的交战中,人们锻炼了自己的身体各部分的协调与反应速度。这真是一项其乐无穷的运动。

      给人们无限乐趣的乒乓球是怎么被制成的呢?

      1845年的一天,瑞士化学家克里斯蒂安`舍恩拜在实验室里聚精会神地做着试验。由于太专注了,克里斯蒂安`舍恩拜忘记了身后桌子上放着的药品,一挥胳膊把硫酸与硝酸给碰倒了,他急忙拿起布围裙来擦拭桌上的混合液。事过之后,他将那围裙挂到炉子边上去烤干。令克里斯蒂安`舍恩拜奇怪的是,这布围裙很快就烧起来,还发出了“嘭”的爆裂声!

      原来,棉布的主要成分是纤维素,它与浓硫酸及浓硝酸的混合液会发生反应生成一种叫低度硝棉的物质。

      后来人们利用低度硝棉制成了一种特殊材料——赛璐珞,人们就用它来制作乒乓球。

      棉布的主要成分是纤维素,它与浓硫酸及浓硝酸的混合液接触,发生化学反应生成纤维素硝酸酯,其中含氮量在13%以上的称做“火棉”;含氮量在10%左右的叫做“低度硝棉”。

      1868年,印刷工约分韦斯利同帕克斯一起做实验。他们将低度硝棉溶解在有机溶剂乙醇中,加上樟脑,糅合均匀,再经过干燥,就得到一种特殊的材料——赛璐珞,意思是“从纤维素而来的塑料”。

      赛璐珞是第一个以天然原料加工的人造的塑料,它受到了人们的普遍欢迎。它质轻,有良好的弹性、韧性和机械强度,可制成透明与不透明的制品,又容易染成任何一种颜色。它的缺点是热到80℃时便开始软化变形,碰到火种会引起激烈的燃烧。

      在历史上,赛璐珞曾被用来制造摄影胶卷、电影胶片,为发展摄影及电影艺术作出过杰出贡献。因为它容易燃烧,如今已“退休”,“让位”给其他塑料去做摄影胶卷。

      由于赛璐珞具有优异的弹性,而且强度高、不易碎裂,因此人们用它来制作乒乓球。

      直到今天,赛璐珞依然是制乒乓球的最好材料,没有第二种材料能够胜过它。

      赛璐珞受热后容易加工,人们用它做眼镜架。如果眼镜架断了,还可以自行修补:只需在断裂口处滴1~2滴丙酮后将断裂处压紧,待丙酮蒸发后就修补好了。

      13.制冷好帮手

      智慧思索

      夏季,我们经常用风扇、空调来抵挡酷暑,而电影院里却没有空调、风扇,却依然凉爽宜人,它用的是什么呢?

      原来电影院用冷气机来制冷。这冷气是一种化学物质,俗称叫“氟利昂”,经过压缩、液化、冷冻等处理后,从冷气机里吹出来,像汗水蒸发一样,可以带走大量的热量,从而使周围温度大大降低。

      在夏天,要是我们满头大汗,坐在电风扇前吹一吹,凉风能迅速地把我们身上的热汗吹走,让我们感到凉爽。这是因为汗水蒸发,带走了热量,人体才感到凉爽。电影院里冷气机用冷气来制冷,也是这个道理。

      氟利昂又称“氟氯烷”或“氟氯烃”,是氟氯化甲烷和氟氯代乙烷的总称。氟利昂包括20多种化合物,其中最常用的是氟利昂-12,化学式是CCl12F2。氟利昂是一种性能优良的冷冻剂,在家用电冰箱和空调机中广泛使用。美国化学家密得烈经过长期的研究,终于制成了CCl12F2,即氟利昂-12。它的性能优于二氧化硫和氨,其可由四氯化碳与无水氟化氢在催化剂存在下反应制得。

      用氟利昂作冷冻剂,容易液化,如氟利昂-12,沸点-29℃,氟利昂-11,沸点-23.8℃;没有气味,没有毒性;不腐蚀金属,这一点也优于二氧化硫和氨;跟大多数有机物不同,氟利昂不能燃烧,因而避免了发生火灾和爆炸的危险。

      氟利昂有许多重要应用,除在冷冻装置中作冷冻剂外,还常用作喷雾装置中气溶胶推进剂、电子器件清洗剂以及泡沫塑料的发泡剂等。

      臭氧层存在于大气平流层中,平流层中的气体90%由臭氧O3组成,它可以有效地吸收对生物有害的太阳紫外线。如果没有臭氧层这把地球的“保护伞”,强烈的紫外线辐射不仅会使人死亡,而且会消灭地球上绝大多数物种。臭氧层是人类及地表生态系统的一道不可或缺的天然屏障,犹如给地球戴上一副无形的“太阳防护镜”,而氟利昂却是臭氧层的“罪恶杀手”。

      氟利昂在大气中可以存在60~130年,虽然氟利昂释放量相对较少,但一个氯原子可破坏十万余个臭氧分子,从而导致平流层臭氧受到破坏,并逐渐减少。

      臭氧层被破坏以后,将会产生巨大的社会危害:对人类免疫系统造成损害,使得免疫机制减退;导致白内障眼疾和皮肤癌发病率上升;破坏生态系统,减慢农作物的生长速度,减低农作物的质量和产量,甚至会造成绝收;减少海洋生物数量,大量鱼类死亡,同时可能导致生物物种变异;造成全球气候变暖与温室效应。同时,它还会引起新的环境问题,过量的紫外线能使塑料等高分子材料更加容易老化和分解,结果又带来光化学大气污染。

      为保持臭氧层,使人类免受太阳紫外线的辐射及维护地球生态系统的平衡,联合国制订《保护臭氧层维也纳公约》《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》。我国已加入了上述两个公约。1993年,国务院正式批准了《中国逐步淘汰消耗臭氧层物质国家方案》。发达国家已于1996年1月1日,全部停止氟利昂的生产和使用,1999年7月1日发展中国家开始进入履约期。

      14.闪光灯成像

      智慧思索

      有一农民进城做生意,晚上出来闲逛,突然几百米外有一灯光一闪一闪的,“难不成遇上了鬼?”他这样想着,不但没跑反而好奇地凑了过去。

      “这哪里是鬼,原来有人在拍照。”农民舒了一口气,但他还是很迷惑,闪光灯一闪就能拍出照片来,那么闪光灯里装着什么东西,是汽油还是酒精呢?都不是,它里面装的是金属——镁或铝。可是,镁或铝都是金属,尤其是铝,我们最为熟悉,家里铝锅、铝盆,甚至铝碗,多得是,为什么不燃烧?其实,铝或镁只要研磨成极细的粉末,即铝粉或镁粉,极容易燃烧,能释放出大量的热,可以把铁熔化。

      在闪光灯里装上极细的铝粉或镁粉,使用时只要轻轻地按一下快门,在百分之几秒内就能燃烧完毕,发出耀眼的光芒来,一瞬间完成胶片感光这一“使命”。

      有了闪光灯,不论天多么黑,光线多么暗,都能拍摄出美好的照片。

      镁粉、铝粉燃烧时,发出耀眼的白光,并释放大量的热量,化学反应方程式如下:

      2Mg+O2=2MgO

      4AL+3O2=2AL2O3

      1887年,美国发明家爱迪生成立了研究所,致力于电影的研究。可是,由于他始终无法解决电影胶片传送需要“一动一停”的问题,研究工作夭折了。

      1894年起,法国科学家路易`卢米埃尔继续研究。

      1894年的一个夜晚,卢米埃尔在设计电影胶片传送的模拟图案时,突然想到:在缝纫机缝制衣服时,跟电影胶片所需要的传送方式很像,都是一停一动地向前移动。于是,卢米埃尔异常兴奋地重新修改电影胶片传送的设计方案。

      经过多次试验,卢米埃尔设计的电影胶片传送方式果然可行。

      1895年12月28日,在巴黎,许多社会名流应卢米埃尔的邀请,来到了普辛大街14号大咖啡馆的地下室,观看电影。观众在黑暗中,看到银幕上的画面十分逼真。当屏幕上出现一辆马车被飞跑着的马拉着迎面跑来的时候,许多女士尖叫着站了起来,准备躲避马车。卢米埃尔完成了爱迪生尚未完成的电影发明的事业,在全世界成功研制出第一部电影。电影的诞生,为人类显示自身的活动、开展科学研究、丰富文化生活等产生了极为重要的影响。因此,人们把1895年12月28日定为电影诞生日,将卢米埃尔称为“现代电影之父”。

      15.女孩的“照妖镜”

      智慧思索

      在夏天烈日当空之下,阳光非常刺眼,为了保护眼睛不受刺激,我们特别喜欢戴上太阳镜,这样可以把损害眼睛的紫外线过滤。这种眼镜在室内和普通镜子没什么区别,在阳光或强光下会变黑,镜子会变色,这是为什么呢?

      有一位乡下老太太,第一次进城,觉得什么都新鲜。

      这时,有一位打扮时髦的女孩从她身边经过,老太太看见女孩戴的变色镜,大吃一惊,指着女孩的眼镜说:“照妖镜。”女孩瞥了老太太一眼走开了。

      原来,太阳镜有一种特殊的功能,当四周光线太强,刺得人眼睛睁不开的时候,镜片就自动变暗;当四周光线较弱,镜片又能变成无色透明的。

      究其原因,只是因为这种特殊的镜片在熔化了的bō璃中加入氯化银和氯化铜而已。原理在于氯化银在阳光的照射下进行了氧化还原反应:氯离子被氧化为氯原子,而银离子则被还原为银原子。这样,银原子便会把镜片变黑,遮挡阳光。

      氧化:在化学反应中,化合物的含氧量增加或失去了电子的数量。

      还原:在化学反应中,化合物的含氧量减少或增加了电子的数量。

      还原剂:能提供电子,使元素或化合物的正价减少的物质。

      变色镜可以随光线的暗弱自动调整,当光线太强时,镜片会变暗,光线变弱时,镜片会变成无色透明的,这是因为在制造变色镜的镜片时,加入了一种特殊的感光剂——硫化银。它是一种化学物质,能够以微小的晶体状态均匀地分布在镜片中。一旦强光照射,这些颗粒状的晶体对光线立即形成反射或散射,使镜片变黑、变暗;光线变暗时,镜片又能自行恢复成原有的透明状态。
  • (责任编辑:中国历史网)
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