书城科普读物趣味科学(科学知识大课堂)
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第21章 趣味化学(5)

柏齐利阿斯将酒杯里外仔细作了一番检查,发现酒杯里沾染有少量黑色粉末。他再看看自己的双手,10个手指个个沾有些黑粉末,这是在实验室研磨白金时给沾上的。“哎呀,原来是这样!”他高兴地跳起来,然后拿起那杯酸酒一饮而尽。原来,把红葡萄酒变成酸醋是这位白金粉末“魔术师”变的把戏,是它使乙醇(酒精)与空气中的氧气起化学作用,生成了醋酸。后来,人们把这种起化学反应的作用叫做“触媒作用”,又叫“催化作用”,而把能使反应物潜睡的能力唤醒过来的、具有魔术师“魔力”的外加物质,叫做“催化剂”。

催化剂有正催化剂和负催化剂两类。正催化剂能使化学反应速度加快几百倍、几千倍,甚至几百万倍。使化学反应减慢的催化剂,叫做“负催化剂”。例如,在食用油脂里加入0.01%~0.02%没食子酸正丙酯,可以有效地防止酸败。没食子酸正丙酯就是一种负催化剂。

在今天化学工业中,催化剂种类已达100万种,有金属、氧化物、酸、碱、盐等,真是琳琅满目,层出不穷。它们在炼油、塑料、合成氨、合成橡胶、合成纤维等工业部门的许多物质转化过程中,大显神威、施展奇才,简直到了“点石成金”、出神入化的地步,创造出一个又一个奇迹。据统计,在化学工业中约有百分之八十五的化学反应离不开催化剂。可以这样说,没有催化剂,就没有现代的化学工业。

催化剂是化学中的魔术师,是化学工业中一员主将。

巧藏奖章

1943年9月底,丹麦首都哥本哈根的金秋,天高气爽,气候宜人。在一个百花盛开的公园旁边,耸立着一座宫殿似的建筑,对着大门是圆柱大厅,大厅后面是有假山、喷泉和回廊的花园。花园右侧是一座别致的建筑,这里有卧室、书房、实验室、客厅、健身房……著名物理学家玻尔就居住在这里。

突然,一个神情慌张的青年人闯了进来。他是丹麦反法西斯组织派来给玻尔传达紧急消息的:“占领丹麦的德国盖世太保已把你列入‘黑名单’中,并正准备逮捕你。根据丹麦地下工作者的安排,你必须在今天晚上乘小船离开哥本哈根。”

那位青年人刚走不久,首都街头便出现一队队头戴钢盔、荷枪实弹的法西斯匪徒,他们骑着摩托车,带着令人毛骨悚然的啸叫声向四面八方窜去。显然,德国盖世太保策划的大搜捕开始了。

玻尔接到消息后,便开始紧张地整理行装。衣服、书籍、笔记、日常生活用品他都准备妥当。临行前,他的目光又落到那个华丽的小盒上。玻尔打开盒盖,一枚亮闪闪的金质奖章呈现在他眼前,并把他带回到21年前的往事中……那时,他在“原子结构和辐射”的研究方面作出重大贡献,于是获得1922年诺贝尔物理学奖金和奖章。这一年的12月10日,玻尔来到瑞典首都斯德哥尔摩的瑞典皇家科学院金碧辉煌的大厅,从瑞典国王手中接过金质奖章。

这枚奖章同他的生命一样宝贵,这不仅是他个人的珍贵纪念品,也是祖国和人民的骄傲和自豪!决不能留下来让它落入法西斯匪徒手中。但是,如果把它随身带走,那是极其危险的,因为一旦检查出来,势将暴露自己的身份,落入敌人魔爪之中。这事真使他左右为难。最后他终于想出一个办法——秘藏。可是藏到哪里才能万无一失呢?正当他苦苦思索的时候,保姆走过来整理实验台上的瓶瓶罐罐。玻尔的目光也同时被吸引到这些化学试瓶上。突然,眼睛一亮,脑海里同时闪过一绝妙主意:可用台上那瓶“王水”帮忙。于是,他立即动手,把金质奖章放入王水瓶内。只见闪闪发光的奖章体积愈来愈小,最后完全消失了,而那瓶王水看上去依然晶莹透明。玻尔小心地把这瓶王水放置在实验台上一个比较安全的地方,然后趁着漆黑的夜幕踏上漫长的旅途。当德国匪徒扑进他的实验室时,他已坐在接应的小船上。小船在汹涌波涛中颠簸着,经过一夜的航行,终于在瑞典海岸登陆。以后途经英国到达美国,逃脱了德国盖世太保的魔爪。

第二次世界大战结束后,玻尔重新回到自己的家里。当他走进实验室时,一眼便看到,留在敌人眼皮底下的那瓶王水安然无恙。于是,他小心翼翼地将一块铜块放进王水瓶内,很快,奇迹发生了:铜块愈来愈小,直至完全消失,而瓶底部出现一块黄金。这就是两年前溶于其中的那枚奖章的全部金子。玻尔在征得诺贝尔基金会的同意后,请人把这些金子重新铸成与原来一模一样的奖章。新铸成的奖章显得更加灿烂夺目,因为,它凝聚着玻尔的无穷智慧和对祖国的无限热爱。

兴许你要问:一会儿金质奖章变成王水,一会儿又把王水变成黄金,是不是玻尔在变戏法?不是,波尔只不过应用于一种简单的化学反应——置换反应。

原来,黄金是一种化学性质极为稳定的不活泼金属,很难与其他的化学元素发生化学反应;在普通的酸液中不会溶解,只有王水能够“降服”它,黄金溶于王水后,便生成一种化合物——氯金酸。而铜的化学性质比金活泼得多,所以它能够把黄金从氯金酸中置换出来。

古尸不腐之谜

日德兰半岛的夏季凉爽宜人,早晨的一场雨给半岛中部的托隆得山谷森林带来了一些料峭的寒意。凡恩和赫芬妮是来旅游度假的一对青年夫妇,他们在树林里搭了帐篷,白色的奔驰牌轿车就停在旁边。

雨后的森林显得格外的幽静,年轻人陶醉在这静谧的气氛中,远处不时传来一些不知名的鸟的鸣叫声。林边有一片沼泽地,凡恩提着猎枪迈步走向森林与沼泽地的交界处,准备打点野味。山林里各种飞禽走兽很多,凡恩也不担心打不着野味,因此毫无顾忌地走着。突然,凡恩发现好像有个人趴在沼泽地里。他仔细观看,这是一名赤身裸体的男子,身体的一半在泥浆里埋着……当地警察接到报告后,立即赶赴现场。警察们认真地勘察了现场,死者看起来像刚死不久,两颊还留着短短的胡须。他们一致认为遇到了一起案发不久的凶杀案,凶手好像残酷地绞死了死者后,运到此处,仓促扔在沼泽地中。警察局动用了大量的人力物力,聘请了富有经验的警探,来破此案。由于现场几乎没有留下凶手的任何痕迹,此案显得格外扑朔迷离,甚至连死者的身份也无法知道,因为当时没有发生一件类似的失踪案。法医初步鉴定也没有发现任何可疑的情形。此案发生在上世纪50年代,曾一度成为当地的“怪案”。

不久,有位高明的法医重新鉴定了死者的头发,结果令人大吃一惊。该尸体竟然是铁器时代初期遗留下来的古尸。人们不禁要问这可能吗?一具古尸竟然能保存这么久而且还完好如初?

其实近年来,世界各地不断发现保存完好的古尸以及木乃伊。我国在发掘古墓时也屡次发掘出非但不腐烂而且还栩栩如生的古尸,譬如新疆的楼兰女尸;广西发现的古尸,开棺时异香扑鼻;湖南等地发现的汉代古尸,肌肤柔韧,颜容宛如活人。

古尸怎么不会腐烂呢?这要从古尸制作说起。古埃及人在国王死后,为了使国王的躯体保存完好,就将他的尸体制成木乃伊。他们将尸体的内脏取出,甚至在头顶上打开口子,从头壳里取出脑髓。然后加入特殊的香料充当防腐剂,使尸体不会腐烂。

在加拿大安大略皇家博物馆,珍藏着一具精心制作的木乃伊。这是一个精致的模壳,外面缠着饱浸胶粘剂的细麻布,模壳内即为一个保存完好的古代埃及妇女。

该博物馆的科学家为了检查这具外壳美丽的木乃伊有无腐化现象,同时看看壳体内还有什么随葬品,通过CT透视扫描的方法,进行分层连续摄影,还用计算机测出了许多数据。根据扫描显示出的纤维组织和骨骼的结构看,推测这具木乃伊生前是一个二十岁左右的健壮少女,至今已存在2700年,仍无腐化现象。在她的腹部左边发现一个切口,上面盖着一个长方形的薄片。估计制作这具木乃伊时,就是从这个切口里把内脏掏出,经涂抹香料后再放回体腔内。

防腐香料对保存尸体起着不可低估的作用,本文开头提及的古尸,由于其所处的泥炭沼泽地的水中,含酸量和含铁量很高,这也许是古尸未腐败而成为一种天然的“鞣尸”,泥炭土成为天然的防腐剂,加上气候寒冷,大部分时间是隔绝空气密封起来的,因而古尸肌肤柔韧,关节可以活动,很容易被错认成“今尸”。

几千年前的古尸保存得如此完好,不仅仅是由于防腐香料的作用,还必须掌握保存尸体的外环境因素。大多数不腐的古尸、木乃伊必须隔绝空气、水分等才能保存完好。我国湖南马王堆汉墓,几乎是一个真空的墓室,尸体殓入多达6层的厚木板涂漆棺椁,在四周用粘性和致密性很强的白膏泥,连同吸湿性极强的木炭填实,这就高度隔绝了空气和水对尸体的腐蚀作用。而且在墓室密封后,完全消除了外界光线、温度、湿度等对尸体的损害,使尸体得到“永恒”的保存。

古尸究竟为什么不会腐烂?为什么会保存得如此完好?在蛮夷不化缺医少药的时代,古代人是怎么弄到防腐香料的呢?在科学不发达的古代,他们是怎么知道保存尸体需隔绝空气、水,是他们知道了细菌能使尸体腐烂吗?如果这样,巴斯德发现的微生物理论要追溯到古代了!另外,马王堆汉墓的建造者是用什么方法将墓室建成近乎真空的房间,而真空机是直到近代才发明出来的。

这些奥秘至今科学家仍在努力地探索,现在如此发达的科学技术要想揭开古尸不腐的秘密尚有很多困难。古人究竟怎么掌握其中的奥秘呢?仅仅是防腐剂就有相当多的复杂问题没有解开,更不必说,这些防腐剂历经沧桑巨变,到挖掘出来时,已经“今非昔比”,无论是物质含量,还是物质性质都会发生一系列的变化,这些变化确实阻碍了我们揭开古尸不腐之谜。科学研究是没有止境的,随着现今科学技术的突飞猛进,相信有一天古尸的许多奥秘也会随之真相大白。