书城教材教辅科学知识大课堂——趣味科学
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第18章 趣味化学(4)

“凭什么判定我偷走钻石?”埃罗强掩饰着内心恐慌反问。“你那呈现蓝黑色的拇指。”德维尔十分有把握地回答。原来,德维尔刚到客厅,与三位客人握手时,就发现他们手指各涂有不同颜色的药水:莫尔的食指发炎,涂紫药水;埃罗的拇指毒虫咬肿,抹碘酒,呈黄色;桑特的中指被刀划破,擦红药水。如果钻石是莫尔或桑特偷的,他们在启封条和贴封条时,在湿白纸条上会留下紫色或红色的痕迹。而埃罗手指抹过碘酒,他在启封条和贴封条时,抹过碘酒的拇指与封条上的湿浆糊接触时,碘酒中的碘与浆糊中的淀粉起化学反应,使原来碘的黄色呈蓝黑色。德维尔看到白纸封条上留有蓝黑色痕迹,又见到埃罗拇指上也有蓝黑色,便以此为据作出这一判断。

杀死拿破仑的凶手

拿破仑·波拿巴出生在地中海的科西嘉岛,在资产阶级革命爆发时,他在战争中初露头角,显示了他的军事才能,在收复国土和镇压王党叛乱的战争中起了很大作用,威望日高,并逐步登上政治舞台。

1804年,拿破仑加冕称皇帝,建立了“法兰西第一帝国”,并强盛一时。由于他对外战争,对内掠夺,引起了欧洲国家人民的反抗。1815年,欧洲“反法盟军”攻入法国,拿破仑被迫退位。从此,他成为一个囚犯,在大西洋圣海伦娜岛上度过了五年半的流放生活。

拿破仑在被监禁期间,多次控告英国看守企图谋杀他。他怀疑那位英国看守在他的食物中放入了氧化砷,也就是我们通常说的砒霜,欲使他慢性中毒而死。

在拿破仑去世前不久,应几位崇拜者的请求,拿破仑剪下自己的一绺头发送给他们作纪念。

后来这绺头发送进了历史博物馆中收藏。

不久,拿破仑去世了,他死于什么原因,成了历史上悬而未解的疑案。

18世纪时,氧化砷是一种常用的毒药。由于科学技术不发达,当时还没有办法从受害者的身体中测量出氧化砷的存在。到19世纪,科学家们通过实验发现,如果长期少量服用氧化砷,不但会引起中毒症状,还能在受害者的头发中测量出微量的氧化砷。

20世纪60年代,科学家们对拿破仑的死因进行了分析,把放射化学分析——中子活化分析方法用在了这一历史疑案上。

科学家们从历史博物馆中借出了这绺头发,并对它进行了化学分析。取一小部分头发进行中子活化,再用仪器测量出从头发中放出的β射线的能量及半衰期,进行计算。令人感到意外的是,在这些头发中发现了氧化砷的存在。而且,在头发根部的含砷量比发稍一端要多。有人怀疑那位英国看守在给拿破仑的食物中放过氧化砷。但是从那位英国看守的辩解词中了解到,拿破仑生前用过的黑色头油中含有氧化砷。

科学家们分析,不可否认,在18世纪时,生产的所有化妆品中都含有铅、砷等一些重金属元素。拿破仑头发中的砷很可能来自他使用过的黑色头油。

拿破仑头发中的砷到底是来自他吃进体内的氧化砷还是来自他用过的润发油,至今仍是个悬而未解的谜。

神秘的“纵火犯”

1854年5月30日傍晚,英国皇家海军“欧罗巴”号战舰舰长从皇家海军司令部出来后,便急匆匆地赶路返回军舰的基地。今天他的军舰奉命驶往某地执行一项紧急战斗任务,军舰必须立即启航。这次战斗任务十分特殊,军舰还必须另外加载60名骑兵和60匹战马。由于这是一次远航,还得同时带上足够的饲养战马的草料。因军舰本来是一艘战斗舰,货舱不多,所带的草料只好勉强储藏在弹药舱隔壁的一个狭小货舱里。草料多,货舱小,整个货舱被装得严严实实的。

一切准备妥当,军舰在夜幕中驶离基地,开始它的远征。两昼夜过去了,军舰的航行活动正常。就在第三个夜晚到来时,事情发生了。

那天傍晚,水兵和骑兵们吃好晚饭后,便来到甲板上乘凉、散步。夕阳西沉,万顷碧波被落日映成紫色,波浪被余辉射成银花,光华灿烂。此时此刻,伫立在甲板上,迎着习习凉风,观看着这美丽的晚霞,真使人心旷神怡!

正当水兵和骑兵们陶醉于这一令人迷茫的暮色的时候,忽然值勤的水兵一声惊叫:“货舱起火了!”火光就是命令,原来悠闲在甲板上的士兵们眼明手快齐动手:有的提起取水的水桶,有的端来日用的脸盆,一起向着起火的货舱涌去。但是,这些行动都无济于事,当士兵们刚赶到起火现场时,还来不及送水,便“轰隆”一声,草料隔壁的弹药库爆炸了。顷刻间,整艘“欧罗巴”号战舰,就置身于一片火海中,随后不久便埋葬于海底,战舰上的军官、水兵和骑兵、战马无一幸存。

英国皇家海军司令部保安部门对“欧罗巴”号战舰“纵火”案件十分震惊:“欧罗巴”号战舰启航是秘密进行的,这个情报是无法传到敌方,不可能遭受敌舰袭击的;“欧罗巴”号战舰这次军事行动,从舰长接受命令到战舰启航这段时间不过才一小时多些,战舰内外合谋“纵火”也是困难的。难道是战舰上的水兵不忠实吗?也不是,因为战舰上的武器是高度机密的,上舰的水兵的挑选是十分严格的。那么“欧罗巴”号战舰的“纵火犯”是谁呢?

根据保安部门提供的现场案情材料,一批司法鉴定专家正在秘密进行案情分析。经过专家们一番分析和取证,一致认为“欧罗巴”号战舰的“纵火犯”是储藏在小货舱里那批饲养战马的草料。

也许有人感到纳闷,没有人去点燃这批草料,怎么会自行燃烧呢?要想了解草料自燃,还得从氧化反应说起。

在化学上,把物质与氧发生的化学反应叫做“氧化反应”。像上面所说的草料自燃就是这种氧化反应的结果。这种草料大量堆积在不通风的货舱里,在室温条件下便进行缓慢而持续地氧化反应,氧化反应产生的热量不容易散发,进而使草料温度逐渐升高,氧化反应加快,最后温度达到草料的着火点时,草料便不经外来点火而自发地发火燃烧起来。“欧罗巴”号战舰就是由于这种自燃而遭受到整艘战舰覆灭的。

化学魔术师

一百多年前的一天早晨,瑞典化学家柏齐利阿斯离家去实验室时,妻子再三叮咛:“今天是你的生日,晚上宴请亲友,祝贺你生日。记住,下班后早些回来。”柏齐利阿斯向妻子点了点头,便上实验室去了。

柏齐利阿斯教授是一位做学问的人,工作十分认真,有时实验不好间断,在实验室一呆就是几十个小时,有时二三天,甚至一个星期都没有离开实验室一步。今天的实验十分重要,也很有意义,因此,早晨踏进实验室后,他的心思完全沉浸在实验中,把晚上生日宴会忘得一干二净,直到他妻子玛利亚赶来实验室叫他时,才恍然大悟,急匆匆地赶回家里。一进门,他的亲朋好友纷纷围过来举杯向他祝贺,柏齐利阿斯顾不上洗手就接过酒杯,把斟满的一杯红葡萄酒一饮而尽。当他抹了抹嘴角时,却皱起眉头喊起来:“玛利亚,你怎么把醋当酒给我喝?”老教授这一喊,把玛利亚和客人都给愣住了。玛利亚感到蹊跷,摆在宴会桌上的这瓶酒分明是红葡萄酒,他怎么说成是醋呢,莫非今天他给化学实验搞昏了头?为了证实这酒是红葡萄酒,玛利亚又给大家斟了一杯品尝,客人喝过后,个个深信不疑地表示:一点儿也没有错,确实是又甜又香的红葡萄酒。听了大家的一致意见后,柏齐利阿斯随手将刚才大家喝过的那瓶红葡萄酒拿过来,为自己斟满了一杯,喝了一口,仍是酸溜溜的。玛利亚将它端过来试喝了一口,酸得吐了出来,说:“甜酒怎么一下子变成了酸醋呢?”客人纷纷凑近过来,观察着、猜测着这魔术般的“神杯”发生的怪事。

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001%~002%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……着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……