化學(xué)趣味小故事

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上化學(xué)趣味小故事（九） 故事四十三：發(fā)現(xiàn)氟的悲壯歷程 在史上，參加人數(shù)最多、危險最大、工作最難的研究課題，莫過于氟元素的發(fā)現(xiàn)。自1768年德國拉夫（Marggraf,A.S.1709-1782）發(fā)現(xiàn)以后，到法國化學(xué)家莫瓦桑（Moissan,H.18521907）制得單質(zhì)的氟，歷時118年之久。在這當中不少化學(xué)家損害了健康，甚至獻出了生命，可以說是一段極其悲壯的史。 1768年拉夫研究，發(fā)現(xiàn)它與石膏和不同，判斷它不是一種。1771年化學(xué)家用曲頸甑【甑（音"贈"）是中國的蒸食用具，為（音“演”）的上半部分，與鬲通過鏤空的箅相連，用來放置，利用鬲中的將甑中

2、的食物煮熟。單獨的甑很少見，多為圓形，有耳或無耳?！考訜岷土蛩岬幕旌衔?，發(fā)現(xiàn)內(nèi)壁腐劑。1810年法國物理學(xué)、化學(xué)家，根據(jù)的性質(zhì)的研究指出，其中可能含有一種與氯相似的元素?；瘜W(xué)家的研究，也得出同樣的看法。1813年用電解的方法制取單質(zhì)氟，用金和鉑做容器，都被腐蝕了。后來改用做容器，腐蝕問題雖解決了，但也得不到氟，而他則因患病而停止了實驗。接著喬治·諾克斯（Knox,G.）和·諾克斯（Knox,R.T.）兩弟兄先用干燥的氯氣處理干燥的氟化汞，然后把一片放在玻璃接受瓶頂部。實驗證明金變成了氟化金，可見反應(yīng)產(chǎn)生了氟而未得到氟。在實驗中，弟兄二人都嚴重中毒。繼諾克斯弟兄之后，魯耶特（

3、Louyet,P.）對氟作了長期的研究，最后因中毒太深而獻出了生命。法國化學(xué)家尼克雷（Nickles,J.）也遭到了同樣的命運。法國的弗雷米（Fremy,E.18141894）是一位研究氟的化學(xué)家，曾電解無水的、和氟化銀，雖然能析出金屬，陽級上也產(chǎn)生了少量的氣體，但始終未能收集到。同時英國化學(xué)家哥爾（Gore,D.G.1826-1908）也用電解法分解，但在實驗的時候發(fā)生爆炸，顯然產(chǎn)生的少量氟與氫發(fā)生了反應(yīng)。他以碳、金、鈀、鉑作電極，在電解時碳被粉碎，金、鈀、鉑被腐蝕。這么多化學(xué)家的努力，雖然都沒有制得單質(zhì)氟，但他們的經(jīng)驗和教訓(xùn)都是極為寶貴的，為后來制取氟創(chuàng)造了有利條件。 莫瓦桑出生于巴黎的一

4、個鐵路職員家庭。因家境貧窮，中學(xué)未畢業(yè)就當了的助手。他懷著強烈的求知欲，常去旁聽一些著名科學(xué)家的講演。他在法國館長和工藝學(xué)院教授弗雷米的實驗室學(xué)習(xí)化學(xué)，到巴黎藥學(xué)院的實驗室工作，1877年獲得理學(xué)士學(xué)位。1879年通過考試，任高等藥學(xué)院實驗室主任。成為藥的毒物學(xué)教授。1891年當選為法國科學(xué)院。1907年2月20日在巴黎逝世。他在化學(xué)上的創(chuàng)造發(fā)明很多，現(xiàn)在主要介紹他在氟方面的研究。 莫瓦桑當上弗雷米教授的學(xué)生，開始在真正的工作了。 弗雷米教授是當時研究的化學(xué)家，莫瓦桑在他的門下不僅學(xué)到了化學(xué)物質(zhì)一般的變化規(guī)律，而且還學(xué)到了有關(guān)氟的化學(xué)知識和研究過程。他知道早在60年代和就已證明，鹽酸和氫酸是兩

5、種不同的化合物。后一種化合物中含有氟，由于這種元素反應(yīng)能力特別強，甚至和玻璃也能發(fā)生反應(yīng)，以致人們無法分離出游離的氟。弗雷米反復(fù)做了多種實驗，都沒有找到一種與氟不起作用的東西。雖然他知道制單質(zhì)氟這個課題難著了許多化學(xué)家，可是莫瓦桑對氟的研究卻非常感興趣，不但沒有被困難所嚇倒，反而下定決心要攻克這個難關(guān)。由于工作的變化，這項研究沒有及時進行，所以在10年以后，才集中精力開展研究。 莫瓦桑先花了好幾個星期的時間查閱科學(xué)文獻，研究了幾乎全部有關(guān)氟及其化合物的著作。他認為已知的方法都不能把氟單獨分離出來只有戴維設(shè)想的方法還沒有試驗過。戴維認為：磷和氫的親合力極強，如果能制氟化磷，再使氟化磷和氧作用，則

6、可能生成氧化磷和氟，由于當時還沒有方法制得氟化磷，因而設(shè)想的實驗沒有實現(xiàn)。于是莫瓦桑用氟化鉛與磷化銅反應(yīng)，得到了氣體的三氟化磷，然后把三氟化磷和氧的混合物通過，雖然也發(fā)出了爆炸的反應(yīng)，但并沒有獲得單質(zhì)的氟，而是氟氧化磷。 莫瓦桑又進行了一連串的實驗，都沒有達到目的。經(jīng)過長時間的探索，他終于得出了這樣的結(jié)論：他的實驗都是在高溫下進行的，這正是實驗失敗所在。因為氟是非?；顫姷?，隨著溫度的升高，它的活潑性也就大大地增加了。即使在反應(yīng)過程中它能夠以游離的狀態(tài)分離出來，它也會立刻和任何一種物質(zhì)相化合。顯然，反應(yīng)應(yīng)該在室溫下進行，當然，能在冷卻的條件下進行那就更好一些?？磥黼娊馐俏ㄒ豢尚械姆椒?。他想如果

7、用某種液體的，例如用氟化砷來進行電解，那么怎樣呢？這種想法顯然是大有希望的。莫瓦桑開始制備劇毒的氟化砷了，隨即遇到了新的困難，原來氟化砷是不導(dǎo)電的。在這種情況下，他只好往氟化砷里加入少量的。這種混合物的能好，可是在反應(yīng)開始幾分鐘后，表面覆蓋了一層電解析出的砷，于是電流中斷了。莫瓦桑疲倦極了，十分艱難地支撐著。他關(guān)掉了聯(lián)通電解裝置的電源，隨即倒在沙發(fā)椅上，心臟病劇烈發(fā)作，呼吸感到困難，面色發(fā)黃，眼睛周圍出現(xiàn)了黑圈。莫瓦桑想到，這是砷在起作用，恐怕只好放棄這個方案了。出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象不是一次，曾因中毒而中斷了四次實驗。莫瓦桑的愛妻萊昂妮看到他漫無節(jié)制地給自己增加工作，而且又經(jīng)常冒著中毒危險，對他的健

8、康狀況極為擔心?？墒悄呱Ｈ匀焕^續(xù)進行實驗，設(shè)計在低溫下電解。由于干燥的不導(dǎo)電，于是往里面加入少量的。他把這個混合物放在一支U形的鉑管中，然后通電流。在上很快就出現(xiàn)了氫氣泡，但上卻沒有分解出氣體。電解持續(xù)近一小時，分解出來的都是氫氣，連一點氟的影子也沒有。莫瓦桑一邊拆卸儀器，一邊苦惱地思索著，也許氟根本就不能以游離狀態(tài)存在。當他撥掉U形管一端的塞子時，驚奇地發(fā)現(xiàn)塞子上覆蓋著一層白色粉末狀的物質(zhì)?？刹皇敲?，原子塞子被腐蝕了！氟到底還是分解出來了，不過和玻璃發(fā)生了反應(yīng)。這一發(fā)現(xiàn)使莫瓦桑受到了極大的鼓舞。他想，如果把裝置上的玻璃零件都換成不能與氟發(fā)生反應(yīng)的材料，那就可以制得單體的氟了。熒石不與氟起作用，用它來試試吧，于是把熒石制成試驗用的器皿。莫瓦桑把盛有液體氫和氟化鉀的混合物的U形鉑管浸入中，以鉑銥合金作電極，用熒石制的螺旋帽蓋緊管口，管外用氯化甲烷作冷凍劑，使溫度控制在-