中华少儿科普知识读本:数理化-漫游化学天地
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    世界上每一种物质都是由化学元素构成的。如岩石、土壤、房屋、桥梁、汽车、 植物和动物等等都是由化学元素构成的。化学就是研究物质变化的科学,化学无所不 及,具有超群的魅力,它使人们的日常生活中出现了各种各样的奇迹。吃饭穿衣少不 了化学,清洁洗涤更离不开化学,在实验游戏中,化学更是让人拍案叫绝……甚至在 风马牛不相及的爱情世界,还可找到化学的影子(正文”爱情中的化学“就讲这个问 题),化学真是太神奇了,下面就顺着我们的航线去漫游这神秘的天地吧。这里讲的 有历史上的奇迹化学现代的超群化学有日常生活中的平凡化学、实际生活中的趣味化 学。

    1.雪花飘飘漫舞厅

    雪花,严冬的象征。它是一种自然降水现象,然而也有不是来自云层的雪花。你 相信舞厅里会飘起雪花吗?

    在200多年前俄国首都圣彼得堡的一个舞厅里,有一天晚上舞厅里正举行着舞会 ,由于当时还没有电灯,舞厅四周点燃着上百支蜡烛。为了怕风吹灭蜡烛火焰,舞厅 门窗紧闭。当时室外温度已是-30℃,但舞厅里的气温却在20℃左右。随着时间的推 移,室内空气越来越少,人们开始感到空气沉闷,并有窒息感觉。

    这时有人急中生智,猛地打开了窗户,室外空气一下子全涌了进来,人们一个个 从闷热感觉中苏醒过来,深深地吸着新鲜的空气,就在这时奇迹出现了,舞厅里竟然 雪花漫舞,许多人头发和衣服上都挂上了一层白白的霜。

    开始有的人以为雪花是从窗外飘进来的,但抬头望窗外,晴空万里,满天星斗。 那么雪花是怎么来的呢?

    其实这是一个无意的人工降雪过程。原来,点燃的上百支蜡烛不仅产生了大量的 二氧化碳,而且还向空气中散发了大量的烟粒和水蒸气,这些烟粒成为形成雪花的凝 结核。成百个跳舞者不断地呼吸,也向空气中呼出了大量的水汽,这些水汽和烟粒, 在门窗紧闭的舞厅里既不会散失,也看不出有什么变化,但当冷空气大量涌进来时, 急剧的降温,使水汽大量地、迅速地在烟粒这种凝结核上凝结,于是形成了雪花。所 以这次舞厅里的雪花是最早的一次人工降雪过程。

    2.猪八戒的启示

    战争中化学武器的使用,使得防毒面具到处可见,你知道防毒面具是如何发明的 吗?它防止哪种毒气,为什么呢?

    两伊战争中化学武器的使用,使得防毒面具到处可见,海湾战争期间更是一片面 具世界,就连小学生上课也戴起了防毒面具。你知道防毒面具是如何发明出来的吗?

    1915年4月22日傍晚,在比利时的伊伯尔地区,德军为了对付英法联军的进攻, 首次使用了毒剂弹。当时先是看到从上风处德军阵地上慢慢升起一股白色的气浪,随 后就是英法联军阵地上的官兵打喷嚏、咳嗽、流泪不止,有的甚至窒息倒地。侥幸逃 脱的联军官兵描述了当时的所见所闻,令有关人士大为震惊。英法联军将抗毒袭的任 务交给了科学家们。通过对战地报送的气样的分析研究,科学家们发现了毒气的化学 成分为氯气。但是,他们绞尽脑汁也得不到一个有效的对付氯气的办法。

    在联军收复了被毒气袭击的失地后,有人建议进行实地考察。一行人来到了毒袭 地区,他们发现,除了联军官兵和当地居民的尸体外,就连飞鸟、家禽、牛、羊、马 、狗也未能免遭毒害。可奇怪的是,猪却大量地存活,并无中毒的迹象。这引起了科 学家们的注意。有人怀疑猪对氯气中毒有特殊免疫力,但是即刻遭到生物学家的否定 .奥妙何在?

    为了揭开秘密,科学家们搞了个模拟实验:他们把猪、马、牛、羊等圈在一起, 然后施放氯气,他们则在远处用望远镜观察。结果发现:猪比其他畜牲的嗅觉灵敏得 多,它们较早地闻到异味,旋即拼命逃窜。当无法躲避时,就拼死在地上刨土,然后 将长鼻子插入刨松的泥土中”闭目养神“,好像”猪八戒打瞌睡“.毒气散尽后,其他 动物都死了,猪却不慌不忙地拔出长鼻,用力将鼻孔中的大量土粒喷出,边跑边摆起 了尾巴。

    目睹这一”奇迹“后,科学家们很快得出了结论:泥土细粒对氯气有明显的吸附 作用,猪的长鼻插入细粒泥土中,细粒泥土塞满了它的鼻孔,形成一个天然防护面具 ,就好像过滤器一样。科学家设想人若戴上有”长鼻式“过滤器的防护面具,其中放 上适量比泥粒更有效的活性炭作吸附剂,不是也可以抵抗毒气的袭击吗?于是,防毒 面具便应运而生。

    3.疯疯癫癫何作怪

    化学元素锰的奇迹般出现,使日本一个小镇变成了疯子村,这是为什么?

    20世纪30年代,在日本一个偏僻的农村小镇发生了一件奇怪的事。村上先后有10 多人发了疯病,神态紊乱,行动反常,时而大哭,时而大笑,四肢变得僵硬。这种怪 病给各自的家庭带来了灾难,也惊动了当地政府和有关医疗部门。

    当地的警察局和医院派出了调查组,进行了调查,检查了这些疯子的身体和血液 成分,发现他们身体中所含有的金属锰离子的含量比一般人要高得多。正是这些锰离 子使这些人中毒并发了疯。

    过多的锰离子进入人体,开始时使人头疼、脑昏、四肢沉重无力、行动不便、记 忆力衰退,进一步发展使人四肢僵死、精神反常,时而痛哭流涕,时而捧腹大笑,疯 疯癫癫,呈现令人作呕的丑态。

    那么过多的锰离子又是从何而来的呢?原来,这个小镇的人们常常把使用过的废 旧干电池随手扔在水井边的垃圾坑里,久而久之,电池中的二氧化锰,在二氧化碳和 水的作用下,逐渐变为可溶性的碳酸氢锰,这些可溶性的碳酸氢锰渗透到井边,污染 了井水。人们饮用了含有大量锰离子的水,便引起了锰中毒,造成了在短时间内有10 多人发疯的怪事。

    4.铁锈作怪竟杀人

    铁生锈,司空见惯,然而竟能导致人员死亡,这是为什么?

    外国某化学公司的一家工厂中,有一贮存氯化镁的钢质容器。有一次,因容器需 要维修而停止工作,厂方排空了容器中的氯化镁,并将容器冲洗了几遍。而后两个工 人进入钢质容器维修,一下去就晕倒了,当人们发现后,立即将人救出并送到医院, 一人经抢救脱险,一人不幸死亡。

    是什么原因导致人员死亡的呢?难道容器中含有有毒气体?

    人们对钢质容器内的空气进行了测定,并没有发现任何有毒气体,但却惊奇地发 现容器中空气里的氧气含量远远低于正常标准。

    为什么容器中会缺氧呢?经分析,发现问题原来出在容器本身,是因为容器生锈 的缘故。

    我们知道,铁在潮湿的空气中能和氧气发生化学反应,生成铁锈(主要成分是 Fe2O3·H2O)。容器中残存的氯化镁在铁生锈的过程中起了推波助澜的作用,即残存 的氯化镁作为催化剂,使得铁生锈加快,从而造成容器内缺氧。后来人们在同样条件 下进行了类似试验,也证实了上面的分析。

    铁生锈导致人员伤亡,实属偶然,这也许不能说是铁生锈的魔力,然而全世界因 铁生锈而损失的钢铁,据估计约占世界年产量的四分之一,这难道不是一个骇人的数 字吗?这也许是铁生锈的魔力所在。

    5.”波尔多液“故事多

    硫酸铜和石灰水的混和物,化学上称为”波尔多液“,它是一种有名的杀菌剂, 能防治果树、水稻、棉花、马铃薯、烟草、白菜、黄瓜等不同植物的病菌。你知道波 尔多液是怎样发明的吗?

    1882年的秋天,法国人米拉德氏在法国波尔多城附近发现各处葡萄树都受到病菌 的侵害,只有公路两旁的几行葡萄树依然果实累累,没有遭到什么危害。他感到很奇 怪,去请教管理这些葡萄树的园工。原来园工把白色的石灰水和蓝色的硫酸铜溶液分 别撒到路旁的葡萄树上,让它们在葡萄叶上留下白色和蓝色的痕迹,使过路人看了以 为是喷撒过了毒药而打消可能偷食葡萄的念头。

    经过园工的启发,米拉德氏进行反复试验与研究,终于发明了这种几乎对所有植 物病菌均有效力的杀菌剂。为了纪念在波尔多城所得的启发,米拉德氏就把由硫酸铜 、生石灰和水按比例1∶1∶100制成的溶液叫做”波尔多液“.

    6.拿破仑之死,谜底揭开

    法国著名的军事家拿破仑生前曾在战场上立下了赫赫战功,所谓风云一时,但是 关于他的死,历史上却一直是个谜。拿破仑究竟死于何因呢?

    近年来,英国的科学家、历史学家运用了现代科技手段,采集了拿破仑的头发, 并对其成分及含量进行了分析。同时,他们又实地调查了当时滑铁卢战役失败后放逐 拿破仑的圣赫勒拿岛,并获得了当年囚禁拿破仑房间中的墙纸。经过研究,英国科学 家发表了一个分析报告,宣布杀死拿破仑的”凶手“是砒霜。

    砒霜的学名叫三氧化二砷,是一种可以经过空气、水、食物等途径进入人体的剧 毒物。拿破仑死前并没有吃过砒霜,也没有人用砒霜谋害过他(因为食用砒霜立即会 死亡,而拿破仑是在囚禁过程中生病死的),因此,当英国科学家在宣布这个结论时 ,人们都感到十分意外。

    那么砒霜是如何使拿破仑中毒并死亡的呢?

    原来,当年囚禁拿破仑的房间里,四周墙壁上贴着含有砒霜成分的墙纸。在阴暗 潮湿的环境下,墙纸会产生一种含有高浓度砷化物的气体,以致使这间屋子里的空气 受到污染,日积月累,年复一年,终于使拿破仑患慢性砷中毒而死亡。

    英国法医研究所在化验拿破仑的头发时,发现在他的头发中,砷的含量已超过正 常人的13倍。另据当年的监狱看守人记录有”拿破仑在生命的最后阶段,头发脱落, 牙齿都露出了齿龈,脸色灰白,双脚浮肿,心脏剧烈跳动而死去“.这种症状完全类 似于砷中毒的症状。因此,对拿破仑是死于砷中毒的结论易理解了。

    7.现代千里眼

    台湾某地有一少年,视力竟达4.0的极限程度,人们公认他是”现代千里眼“.这 究竟是怎么回事呢?

    科学家研究后发现,他之所以成为”千里眼“,其原因是他喜欢生食鱼眼,而鱼 眼中的微量元素硒能使他成为”千里眼“.

    据科学家分析,人体中有一种含硒的酶,能催化并消除对眼睛有害的自由基物质 ,从而保护眼睛的细胞膜。另外,瞳孔的收缩和眼球的活动所引起的肌肉收缩等,都 离不开硒的作用。

    硒是人体不可缺少的微量元素,科学家认为,人体每天必须摄入50~250毫克硒。 因为,人体缺硒时,易患大骨节病、克山病、胃癌等。科学家已经证实了硒具有减弱 黄曲霉毒素引发肝肿瘤的作用,能抑制乳腺癌的发生等。总之,硒能增强人体的免疫 力。为了补救我国很多地区缺硒或低硒的情况,现已研制成功了”硒力口服液“、” 硒强化营养盐“、”富硒参黄蛋“等营养品及食品。

    当然硒的浓度超过人体的需要也会产生疾病,如肺炎,肝、肾功能退化等,严重 的还会致人于死地,为此需合理摄入。

    8.烈火焚烧若等闲

    石灰石是自然界中分布很广的一种矿物,相当坚硬,它的主要成分是碳酸钙。它 却永不怕火,这是为什么?

    石灰石在高温下煅烧,显得十分”镇静“,有”烈火焚烧若等闲“之感,石灰石 在煅烧的熊熊烈火中最后化为生石灰和大量的二氧化碳气体:

    CaCO3煅烧CaO+CO2↑

    生石灰与水的反应十分激烈,”吱“的一声,块状的生石灰就成为粉末状,真是 ”粉骨碎身全不怕“,最后生成了氢氧化钙(俗称熟石灰或消石灰),同时放出大量 的热:

    CaO+H2O=Ca(OH)2+热

    熟石灰微溶于水,用熟石灰的浊液涂刷墙壁后,熟石灰与空气中的二氧化碳反应 又会重新生成坚固的碳酸钙:

    Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O

    这样,用熟石灰涂刷过的墙壁会变得既洁白又光亮。

    9.燃烧的三个儿子

    燃烧在一般情况下是指某些物质(如柴、炭、油、煤气等)在较高温度时与空气 中的氧气化合而发出热和光的剧烈氧化反应。物体为什么会燃烧?

    物体要能燃烧起来,必须具备三个条件。第一是物体本身是可燃物,最常见的可 燃物有木柴、煤气等;第二要有助燃物帮助燃烧,最常见的助燃物是氧气;第三是温 度必须达到燃烧点(即燃点)。三个条件缺一不可。

    没有氧气,火就无法燃烧。

    将燃烧的蜡烛放入瓶中,盖上瓶盖。瓶中的蜡烛燃烧一阵之后,就会熄灭。这是 因为瓶中所含的氧气因燃烧而被用尽的缘故。

    火消失后,倒入石灰水立刻变为混浊的白色。由此可知,燃烧会产生二氧化碳, 二氧化碳与石灰水作用会产生白色沉淀。

    小档案

    二氧化碳为什么能灭火

    二氧化碳本身既不能燃烧,又不能帮助燃烧。但它比空气重,遇到火时,它会盖 在着火物的表层,使其与空气隔绝而达到灭火的目的。灭火器是利用二氧化碳的这一 特点来灭火的。

    10.世上真有”女儿国“

    生儿育女是人类繁衍的前提,在通常情况下,出生的男孩和女孩在数量上基本维 持平衡,这是一种自然规律。但是在我国山西省某个偏僻的山村,有很长一段时间内 出生的婴儿几乎都是女孩,无独有偶,在英国威尔士北部一个名叫达姆威士的村镇, 有段时间内出生的孩子也全是女孩。这究竟是怎么一回事呢?

    科学家们对当地的土壤、水质、食物等进行了取样分析,同时对村民进行全面的 体格检查,终于找到了原因。原来当地的水源已被金属镉(Cd)严重污染,人们由于 长期食用了这种被镉污染的水质及食物,造成体内镉的含量大大超过正常人体内的镉 含量,已达到镉中毒的程度,那么为什么镉中毒的人只会生女孩子呢?

    科学家们进行了无数次的摸索和试验,他们首先在动物体内进行实验,发现体内 镉的含量过高会损害精子的成熟和活动能力,特别对那些抵抗力比较弱的精子则危害 更大。

    原来生男生女主要取决于男子精子的性染色体的性质。即x型和y型。含x染色体 的精子与卵子结合即生育为女孩,含y型染色体的精子与卵子结合即为男孩。由于体 内镉的含量超过正常标准时,会使带有y型染色体的精子失去与卵子结合的能力,而 只能使带有x型染色体的精子与卵子结合,结果就造成出生的婴儿都是女孩了。

    11.”点“汞成金不是梦

    黄金是一种昂贵的金属,更是财富的象征。因此,提炼黄金一直是人们梦寐以求 的事情,”点“汞成金也成为现实,你想知道为什么吗?

    有位科学家实现了”点“汞成金的梦想。他用γ-射线对准厚12厘米、半径50厘 米、重1340千克的水银整整照射了70天,然后经过6年的自然冷却,终于获得了744克 黄金。

    γ-射线为什么会使汞变成金呢?原来,当γ-射线射到某种元素的原子核时,这 个原子核就可能失去一个质子,变成元素序号少一个的新元素。而汞的元素序号是 80,金的元素序号是79,因此,汞在γ-射线的照射下会转变为金。它的制取过程是放 射化学研究的内容,但是,”点“汞确实成了金,γ-射线就是当之无愧的”炼金药 “.

    人们了解了”点“汞成金的秘密,是不是很容易就得到黄金了呢?不是的。用这 种方法制取1克黄金需要20万日元,成本极其昂贵。因此,日本科学家正在设计一种 新的炼金炉,渴望能够生产出廉价的黄金,使该过程具有实用价值。

    12.没有负作用的滋味

    食盐是我们日常生活中不可缺少的调味品。但如果我们每天摄入的食盐(主要成 分是氯化钠)量过多,将会对健康带来不小的危害。那末有没有代替氯化钠的食盐呢 ?

    目前各国科学家们已研究出了各种各样的保健盐,如芬兰的健康盐、美国的混合 盐、日本的长寿盐等。这些保健盐的共同点是减少氯化钠的成分,增加钾、镁等金属 元素的含量,以达到人体内电解质的平衡。对于忌盐的脚气病人和胃脏病人,还有不 含钠的独特化学盐,这种化学盐主要由氯化钾、葡萄糖、谷氨酸钙,配以蔗糖、酒石 酸、硬脂酸钙、氯化钙等混和而成。

    我们相信,随着人们生活水平的不断提高和科学技术的发展,适合不同需要的各 种食盐新品种一定会不断涌现,它们将为人类的健康作出新贡献。

    13.过目不忘的秘密

    有的人过目不忘,记忆超群,如前苏联国际象棋冠军卡斯帕洛夫,你想解开这个 谜吗?

    前苏联国际象棋冠军卡斯帕洛夫,1986年参加英语考试前突击记单词,5分钟便 记下了300个。目前,他熟记的棋谱有近万个,他所记的1000多人的地址和400多位朋 友的电话号码,从来没有出过差错。尽管他不懂外语,但他可以一字不差地”复述“ 任何外国人连续3分钟的讲话。

    科学家们发现,大脑细胞的记忆行为,离不开核酸、蛋白质、乙酰胆碱等化学物 质。有人用放射菌素来阻止DNA(脱氧核糖核酸)和蛋白质的合成,结果,随即出现 了记忆障碍和神经系统普遍功能紊乱。乙酰胆碱是大脑中的重要神经递质之一,它可 以被乙酰胆碱酶水解而失效。有人给受过系统训练的大鼠注射可以抑制乙酰胆碱酶的 毒扁豆碱,使乙酰胆碱的水解反应削弱,从而明显地增强了大鼠对训练行为的保持能 力。实验还证明,给药时间相隔愈短,加强记忆的作用就愈强。反之亦然。19世纪初 ,有人用乙酰胆碱酶的激活剂--东莨菪碱,作产妇麻醉剂后,发现病人服药后,丧失 了对手术过程的记忆。后来研究表明,东莨菪碱能干扰人和动物对获得信息的贮存能 力。专家们发现,大脑中的乙酰胆碱主要分布在大脑皮层、海马、纹体等部位。而大 脑的这些部位恰好就是学习记忆的高级神经中枢所在地。

    14.不吃羊羔的狼

    动物学家在美洲大陆上驯出了一种北美狼,它不吃羊羔,即使把小羊羔放在它的 嘴巴底下,它也会远远地回避。你一定感到很惊奇吧,这是怎么一回事呢?

    原来,科学家给北美狼开了一张羊肉加氯化锂的处方,就是在羊肉中掺进了一种 叫氯化锂的化学药品。北美狼吃了这种含有氯化锂的羊肉,在短时期内会患有消化不 良及肚子胀痛等疾病,开始时它们明显地不喜欢这些肉的味道,到后来如果在肉食方 面给它们有选择的可能,它们就不吃含有氯化锂的羊肉。这样经过多次驯化,它们就 不再掠食羊羔了。

    有趣的是,母狼吃什么样的食物,它的奶就会有什么样的味道。母狼不吃羊羔的 特性,会很快地传给它的幼仔,并且母狼不给它的幼仔吃自己已经回避的食物--羊羔 ,那么幼狼也绝不会去尝试这些羊羔。

    亲爱的读者,如果有狼掠食羊群的地方,你有什么巧妙的办法来保护羊群呢?另 外,你一定听说过”老鹰捉小鸡“的故事吧,你又有什么措施能使小鸡免遭毒害呢? 你愿意像科学家那样,当一名驯兽能手吗?

    15.谁是凶手?

    1984年某一天的清晨,在喀麦隆的莫农湖畔,人们发现了30多具尸体,在死者的 鼻腔和口腔中,分别有血迹和粘液,在他们的身上,有轻度的灼伤。是谁杀害了这些 人呢?

    经过调查,警方获悉在案发的前一天晚上,莫农湖曾发出了一声强烈的爆炸声, 因此科学家断言,莫农湖是造成30多人死亡的元凶,那么原因何在呢?

    原来莫农湖位于火山附近,由于火山喷发,在湖底深处充满了高浓度的二氧化碳 和碳酸氢盐,这种二氧化碳会使人窒息,甚至引起死亡。由于地壳运动的结果,当湖 底部的火山口出现滑坡时,湖底压力突然发生变化,这种变化导致了湖底的二氧化碳 气体大量溢出湖面。这个时候,恰巧有30多人正经过高浓度二氧化碳的湖畔,因此发 生了窒息死亡。由于当时有晨雾,二氧化碳气体遇水生成碳酸,因而死者的身上和衣 服上均有轻度的化学灼伤现象。由于法医对尸体进行解剖证实了上述现象,从而揭开 了杀人湖的秘密。

    16.骇人听闻的酸河

    地球上有大海、江河、湖泊、小溪等,它们有着孕育人类生命的源泉--水。也就 是说,没有水,人类就不可能生存。可你知道吗,世界上还有一条令人毛骨悚然的酸 河。它是怎样形成的呢?

    在哥伦比亚东部一火山地区,有一条长580多公里的酸河。如果谁不知它的厉害 ,喝一口那河里的水,可不得了啦,马上胃肠像发烧似的难受,接着就疼痛难忍。如 果有谁喝第二口水,胃肠会全烧坏。如果谁不小心跌到那河里,不消几分钟,就会呼 吸困难以至窒息,皮开肉绽,五脏全烂,一命呜呼。

    酸河是怎么形成的呢?

    原来在该河的河床内有许许多多的长穴道直通火山中的山区。火山经常爆发,喷 发物中含有硫的氧化物(如二氧化三氧化硫等)、氯化氢等气体,这些气体通过穴道 进入河中溶解在水里,于是就形成了硫酸、盐酸,而硫酸、盐酸都属于酸,久而久之 ,这河中硫酸、盐酸的浓度越来越大,于是就形成了一条腐蚀性很强的酸河了。

    17.虽是白色,何称墨水

    这里有一瓶既不是蓝色,也不是红色,又不是黑色,而是像清水一样的墨水。这 样的墨水能写出字来吗?

    准备一支洗净的毛笔,用毛笔蘸取药用碘酒,涂在一张白纸上,结果白纸就变成 了紫褐色的纸。

    把毛笔洗净,然后蘸取这种墨水,在晾干的紫褐色的纸上写字或绘画,你一定会 惊奇地发现,紫褐色的纸上留下十分清晰的白色的字或画。

    这是什么道理呢?原来,这种墨水是一种叫硫化硫酸钠(俗称”大苏打“或”海 波“)的物质溶解到水里的浓溶液,看上去像普通清水一样。硫化硫酸钠能与溶解在 酒精里的紫褐色的碘起化学反应,结果紫褐色的碘消失得无影无踪,这样自然在棕褐 色的纸上会留下白色的字迹。

    小档案

    蓝色+黄色

    当你把同样多的黄色颜料和蓝色颜料调在一起时,会看到什么颜色呢?绿色!不 信你试一下。因为这时黄色颜料吸收蓝光,而蓝色颜料吸收黄光,当然它们还吸收其 他颜色的光,但它们都不吸收绿光,绿光被反射出来了,所以我们看到了绿色。

    18.不是啤酒也醉人

    老张是某公司的经理,积劳成疾,组织上决定让他去疗养。几个月以后,他回来 上班了,简直像换了个人似的。老同事不解地问他:”是什么让你返老还童的呢?“ 老张忙说:”啤酒泉的功劳。“到底是怎么回事?

    原来在内蒙古锡林郭勒盟草原上有个泉水疗养所。由于该所地处草原,且5公里 以内无污染环境卫生条件较好,所以那里的泉水无色透明,喝了有辣、酸、涩等味道 ,好像”啤酒“一样,因此,有人叫它”啤酒泉“.为什么啤酒泉能起到医疗作用呢 ?有关人员鉴定”啤酒泉“中含有溴、碘、锌、钼等18种对人体健康不可缺少的微量 元素和化学药物的主要成分。因此,”啤酒泉“对胃、肝、眼等病以及高血压病、心 脏病、关节炎和贫血等有特殊疗效,尤其对消化系统的疾病有显著疗效。难怪老张休 养回来返老还童了。

    19.石头作怪,毒气逼人

    自然界中兀峰林立、怪石嶙峋,石头遍地都是,种类繁多,然而你见过有毒的石 头吗?

    在日本木后木县某镇的山上有一种石头,昆虫爬过或飞鸟落在它上面,很快就会 死亡,当地居民将这种毒石叫做”杀生之石“.

    石头为什么能杀生呢?原来该镇处于火山地带,而这种杀生石多分布在火山口周 围,因为火山喷发时,二氧化硫等有毒气体、重金属等有毒物质浸熏了附近的岩石, 因而使普通的石头变成了”杀生之石“.

    该镇上凡有杀生石的地方都立有”杀生之石“的石碑,以提醒人们注意,防止中 毒。有趣的是,日本有些寺庙还把这种杀生石搬回庙里,当做神物供奉。

    小档案

    用石头造纸

    造纸需要大量的木材,由于世界上森林资源严重不足,科学家发明了用石头来造 纸:先把一种叫玄武岩的石头熔化成液状,拉成极细的纤维,再将这种纤维加以处理 ,加上白土粉,这样就制成了白纸。石头纸比普通纸薄,却要结实好几倍。石头纸摸 起来又光又软,无论受热、受冷、受潮,甚至折叠几千次,都不破裂。它不怕火、水 和细菌,颇有石头的”脾气“.

    20.保护环境,科技先行

    造纸需要大量的水,并伴有废气、废渣及废水产生,其中相当数量是污水,易造 成环境污染。能否造纸不用水呢?

    现在设想变成了现实,前苏联俄罗斯工业研究所的专家们研究出了一种无水造纸 新工艺。该工艺是先将木材变成碎木片,在碎木片中注入带有催化剂的醋酸,再加入 过氧化氢,在不需要形成压力,温度只有80℃的条件下煮半小时后就可得到雪白的纸 浆。由于纸浆不需要进行漂白,这样溶液可以回收到锅内,用来煮下一批碎木片。这 种新工艺用化学试剂代替传统的水,所以不用建立污水净化设施和漂白车间,实现了 无水造纸新方法。

    21.婴儿乐,母亲更乐

    随着科学技术的发展,科学家已发明了不尿床尿布。婴儿用上这种尿布,一个晚 上不用调换,婴儿和父母均可以安稳地睡觉。那末这种尿布是由什么材料组成的呢?

    原来这种尿布是由高吸水性聚合物组成的,这种聚合物本身不溶于水,但能吸收 水分,其吸水量可达到自身重量的数十倍,甚至数百倍。所以一块尿布可以容纳婴儿 几次尿出的尿液,而且还具有吸收的水分不易失去的特性,因此不会尿湿床垫及被子 ,深受年轻父母的欢迎。

    这类材料,除了用作婴儿尿布、妇女卫生纸、香料担体、擦手纸外,还可在工业 上用作油水分离剂、溶剂脱水剂等;在农业上用作保水材料、农药担体、土壤改良剂 等;在医药上用作血液吸附剂、绷带、外科手术衬垫等;在环保方面用作污泥固定剂 等;在体育比赛中还可用作制造人造雪花和人造滑雪场所呢!

    22.划粉能隐身,裁缝乐陶陶

    裁剪服装需要用划粉。然而令人遗憾的是,裁剪后划粉的粉迹或多或少总要留在 服装上,影响服装的美观和整洁。要消除服装上的粉迹,就需耗费人力、物力。能否 有一种粉迹能自动消失的划粉呢?

    我们知道,单质碘具有升华的特性,即由固态不经熔化就直接气化。在一定温度 下,使固态单质碘片溶解在熔点低、无腐蚀性的石蜡中,不就可以制得隐迹划粉了吗 ?让我们自己动手制一块吧!

    在蒸发皿中加入10克白色石蜡,然后放在铁架台的铁圈上,用酒精灯小火加热( 如用旧铁罐,可放在煤气灶或煤炉上用小火加热)。当石蜡开始熔化时,逐渐加入 0.05~0.1克的紫竭色碘片。用玻璃棒不断搅拌,使碘片溶解在石蜡中,这时白色的石 蜡略显浅棕红色。等石蜡全部熔化时,立即停止加热。在室温下,石蜡渐渐冷却并凝 成浅棕红色固体。用小刀在成型的石蜡四周轻刮一周,然后把蒸发器口朝下,用手拍 打,一块简易隐迹划粉就可以从蒸发皿中取出。

    划线后的衣料(服装)只要放置几天,或用熨斗轻轻一熨,石蜡中的少量碘便会 自然升华或受热升华,划线处的粉迹就自动消失,对衣料不会有任何损害。

    23.粉笔炸弹,触之即爆

    粉笔是用来在黑板上写字的。用一支粉笔还可制成一个炸弹,你相信吗?

    准备一支粉笔(白色的、彩色的均可),在粉笔大头上钻一小孔,深度约1厘米 .接着在蒸发皿或小瓷碗中放入研细的3份质量的氯酸钾和1份质量的红磷,加入少量 水,在潮湿的状态下,用玻璃棒或筷子使其搅拌成稠厚浆糊状。然后把糊状物装入粉 笔大头的小孔中,装糊状物时应十分小心,不要拼命挤压、敲打,否则炸弹会提前爆 炸。最后再用粉笔灰把小孔堵上,这样就制成了一个名副其实的粉笔炸弹。

    粉笔炸弹放置干燥后,即可显示它的神威。只要把炸弹一撞地面,教室内外都可 听到炸弹的爆炸声。这是因为氯酸钾与红磷混和物在干燥条件下,很容易发生化学反 应,同时放出大量热而引起爆炸。

    由于粉笔中装药量很少,粉笔又易成粉状飞散,虽然爆炸的响声较大,但还是容 易操作,比较安全。如把氯酸钾与红磷的糊状混和物放入厚纸卷成的粗大爆竹内,则 成了不用点火的非常响的响炮。

    24.好脸起了懒疤

    小李买了一件雪白的涤棉衬衫,刚穿了二天,洗后就发现袖子上居然”印“上了 一条长长的铁锈痕。这是怎么回事?

    一位化学老师,他叫小李不用着急,他有办法。随即他取来一瓶草酸,拿出一些 泡在水里,配成草酸溶液,再把染上铁锈的袖子泡在草酸溶液中搓洗。不一会儿,铁 锈痕不见了,小李这才舒展了双眉。最后,化学老师告诉她,用草酸洗完后,还要多 用些水把草酸洗净,因为草酸有腐蚀性,不能让它留在衣服上。

    草酸为什么能除铁锈呢?原来,草酸能把肥皂水奈何不得的铁锈中的铁夺过来, 形成草酸铁络合物,它易溶于水,这样铁锈就被除去了。

    除了草酸能除铁锈外,柠檬酸也能除铁锈,它比草酸的酸性弱,腐蚀作用小,但 除铁锈的效果差一些。

    小档案

    铁锈是什么

    铁锈是铁与空气中的氧发生反映生成的氧化铁:

    Fe+O2F2O3

    25.感冒这只鼠遇上了猫

    一般来说,白种人不易得感冒,但一旦得了感冒,就不容易痊愈,还会威胁到生 命;黑色人种不易得感冒;黄种人很容易得感冒,但多数人是不会置于死命的,也就 是说人人都会得感冒。那么,感冒的克星是什么?

    现在科学家已证明了葡萄糖锌片可以缩短和缓解感冒的发病过程。他们进行了试 验,在流行性感冒盛行季节,凡是在接触传染前24小时曾服用过葡萄糖锌片的人,可 以使发病率降低三分之一。这就证明葡萄糖锌片有利于机体抗御感冒的感染。

    为什么葡萄糖锌片能缓解感冒的症状呢?

    锌是人体必需的十几种微量元素中重要的一种,素有”生命元素“之称。人体中 约有一百余种酶与锌有关,缺少锌后这些酶的活性会降低,而且会直接或间接地影响 到某种营养要素的吸收。因此,适当增加一些锌元素,无疑能增强人体的抵抗力。

    那么,是不是补锌越多越好呢?那也不是,因为锌制剂本身是一种低毒性物质, 摄入太多会损害白细胞和引起胆固醇增加。因此,科学家主张不能大量补锌,只能适 可而止。

    26.多毛姑娘的福音

    有些姑娘的脸上、腿上汗毛甚浓,嘴唇上方细毛浓密,这种多毛症,使姑娘的美 容受到影响。

    那么能否有一种药物,一搽毛就除掉了呢?

    科学家们经过长期研究终于制得了这种药物,称为”光亮剂“,原来光亮剂的主 要成分是巯基乙酸铵和氨水,当把这种药液涂敷到皮肤上时,药液渗透到毛发内部, 首先进行膨胀,然后将所有毛发内S-S键全部切断,这时毛发就变得十分柔软嫩弱, 最后导致从毛囊中脱落,达到了去毛的效果。优质的脱毛剂在涂敷后3~8分钟,即可 显示效果,脱去的体毛呈螺旋状,可用软布擦去,使皮肤变得很光亮。去毛后,用肥 皂清洗,然后用化妆水中和或擦少量油膏,补充油分,使皮肤不致于太干燥。

    27.蕃茄佳酿,甘淳溢香

    啤酒、黄酒、白酒等是以粮食为主酿成的酒,果子酒则是用水果作原料酿成的酒 .但你是否知道作为蔬菜的蕃茄也可酿酒?

    蕃茄果实酸甜多汁,含有丰富的营养物质,具有一定量的适于酿酒的成分。蕃茄 中的糖分含量为2.2-2.9%,且大部分为葡萄糖。蕃茄的酸度为0.4%~0.5%,其中大部分 为柠檬酸。糖、酸比例为1∶5~6.此外还含有钙、铁、磷、钾等无机物质及各种氨基 酸等成分。

    那么怎样来酿制蕃茄酒呢?

    首先将原料蕃茄打浆,然后榨汁,滤去渣及杂物,取出蕃茄汁,调整到一定浓度 ,加入酵母菌,进行前发酵,放置一段时间,然后倒入池内进行后发酵,最后,上层 的清液成了蕃茄酒。

    蕃茄酒酒色微黄,无沉淀物和悬浮物,透明清亮,酒精含量低,含有多种矿物质 、芳香物质和氨基酸,并具有独特的风味。

    28.水中生烟,其妙可言

    在正常情况下,水火不相融,水中生烟更不可思议,然而,有时会滴水生烟,这 是为什么?

    用2克碘放在干燥的研钵中研细,注意研钵一定要干,然后加入0.2克铝粉(就是 所谓的”银粉“,可从油漆店买到),把它研磨混合均匀。

    把碘和铝粉的混合物放在蒸发皿中央,堆成小丘状,然后用管往混合物上滴1~3 滴水,碘和铝粉立即发生剧烈的化学反应产生浓厚的烟雾,真是滴水生烟!烟雾中还 夹杂美丽的紫色碘气。

    怎样来解释这一现象呢?

    我们知道,水不仅是我们日常生活中所必须的,也是工农业生产必不可少的。但 是你是否知道,水在化学反应中还扮演着重要的角色呢!在化学反应中,水是最普通 和最常用的溶剂。除此之外水还有一种妙用,能作某些化学反应的催化剂。在常温下 ,碘与铝粉混合后,不会发生什么反应,但是,只要有几滴水,就能起催化作用,使 反应立即被引发,生成三碘化铝:

    2Al+3l2=2All3

    反应还放出大量的热,使水变成水蒸气,它和白色的碘化铝一起,生成了大量的 烟雾。另外,反应热也使未作用完的碘受热升华,变成了美丽的紫色蒸气,如烟雾混 合在一起,显得格外好看。

    29.疲倦的奥妙

    人为什么会疲倦?心理作用是产生疲倦的原因之一。剧烈运动以后,情绪松弛下 来,疲倦的感觉会立即出现。人疲倦的化学原理是什么?

    从化学的角度来看,疲倦与碳水化合物的代谢有密切关系。

    人体里的细胞为了完成肌肉的收缩、神经冲动的传递等任务,需要高能量的化合 物,如三磷酸腺甙(ATP)。这种高能量化合物的水解,是一种大量放热的反应。而 在运动时,肌肉纤维收缩,加速细胞里的吸热反应。如果人体肌肉里所储存的ATP很 快消耗掉,又来不及补充,人就感到疲倦。

    再说,在激烈运动时,血液对肌肉所需要的氧气会供应不足,那么,肌肉细胞就 必须调动葡萄糖的分解来产生能量。可是,葡萄糖分解的同时会形成乳酸,而乳酸会 妨碍肌肉的运动,引起肌肉的疲劳。乳酸的积累会造成轻度的酸中毒,引起恶心、头 痛等,增加疲倦的感觉。

    肝脏对保持体力有重要作用。当人体内葡萄糖分解后,血液中的葡萄糖减少,肝 脏里糖原发生分解,释放出葡萄糖,使血液保持一定的含糖量。同时,肝脏里一部分 乳酸被氧化,产生二氧化碳排出体外,其余的转化为糖原。所以,在紧张运动后作深 呼吸,增加供氧,促使乳酸氧化,可以减少疲倦。

    第30.可乐配方,难解之谜

    提起”可口可乐“,可说是无人不晓。但你是否知道它是谁发明的?它的配方又 怎样呢?

    100多年以前,美国有个叫约翰·斯蒂斯·彭伯顿的,是一家制药公司的老板。 他有个癖好,喜欢在实验室里摆弄着各种药水,总想创造出一种有提神、解乏、治头 痛功效的药品,1886年5月的一天,彭伯顿和往常一样,一早就钻进实验室,他在总 结过去经验的基础上重新设计了配方。先将几种解渴、清心的药剂糖浆混在一起,放 入一个大容器中,并放进可乐果、古柯叶和一种从南美洲植物中提取的药剂糖浆、少 许咖啡因、糖、磷酸,搅拌混合后发现混合剂呈现出深褐色。一尝味道还相当好,这 就是最早配成的”可口可乐“饮料。

    现在,可口可乐已成为世界上最流行的饮料之一,每年,要喝掉几亿瓶可口可乐 .然而,可口可乐的配方却是保藏在美国银行的保险箱里,世界上知道这一秘方的不 超过十几个人。其实,可口可乐中99%以上的配料是公开的:糖、碳酸水、磷酸、咖 啡因、焦糖,以及少量从古柯叶和可乐果中提取的物质。它基本上是几种物质的混合 物,也许包含了很复杂的化学反应。神秘的配料”7x号货物“在可口可乐的含量不到 1%,但为了分析这个神秘的”7x“,许多化学家和竞争者运用了最先进的化学仪器和手 段,也没有得出确切的结论,迄今仍是一个不解之谜。

    31.奇洞天下秀

    如果你到过广西桂林的七星岩、江苏宜兴的善卷洞、浙江金华的双龙洞等溶洞, 你一定会被那些壮观的奇景所吸引。是谁用灵巧的双手,建造了这些瑰丽奇妙的溶洞 呢?

    也许你不会相信,溶洞的”建筑师“竟是普普通通的水和二氧化碳。

    溶洞所处地层的岩石为石灰岩,其主要成分是碳酸钙,当包含二氧化碳的地下水 或雨水在岩石缝隙流过时,原来不溶于水的碳酸钙摇身一变,成为可溶于水的碳酸氢 钙,被地下水带走。在地下水长年累月的作用下,裂缝会越来越大,经过几千年、几 万年,甚至几百万年的作用,裂缝变成小洞,小洞变成大洞,大洞间又相互连接形成 了弯弯曲曲的洞穴,这就是溶洞。

    从溶洞顶渗出的地下水一滴一滴落下来,二氧化碳悄悄地溜走,一部分水蒸发了 ,析出的碳酸钙沉积下来,附在洞顶的石壁上。年长日久,洞顶就垂下乳状石条,这 就是钟乳石。滴落在洞底的水,也发生同样的变化,析出的碳酸钙逐渐积累,形成向 上生长的石笋。这些钟乳石和石笋都会慢慢伸展,最后连在一起,形成了石柱。这些 钟乳石、石笋、石柱等千姿百态、五彩缤纷,有的如龙宫少女,有的似奔月的嫦娥, 有的像英俊的王子,还有的像孔雀、大象、雪莲和飞瀑,真是应有尽有,美不胜收。

    当你漫步于这些溶洞中,欣赏着大自然的美景时,可别忘了溶洞的”建筑师“噢 !

    32.笑气使人发笑

    世界上有一种能使人发笑的气体--笑气,它的学名叫”一氧化二氮“.笑气在空 气中很少很少,大约只占空气体积的二百万分之一,笑气怎样使人发笑?

    开始,人们以为笑气能使人致病。到1798年,英国化学家汉弗莱·戴维做了一个 使他一举成名的试验:一边吸入笑气,一边记录他自己所产生的生理效应。他发现, 笑气对神经有奇异作用,吸入少量就会使人兴奋不已而大笑起来。试验中,戴维还发 现这种气体减轻了他的一颗病齿的疼痛。后来进一步研究证实,吸入适量的笑气,可 以使人进入麻醉状态,减轻病人的疼痛。从此,笑气被用作牙科麻醉剂。

    笑气还有一个有趣的特性,就是能够像氧气一样助燃。当你将一块吹熄的木条, 放到充满笑气的瓶中,木条会立刻燃烧起来,比在空气中燃烧得更猛烈、光亮。这是 因为笑气在高温下能分解成氮气和氧气的缘故。

    笑气有个怪脾气,一个笑气分子会和六个水分子结合在一起。所以当水中溶解大 量的笑气后,再把水冷却,就会有含笑气的晶体出现。把晶体加热,笑气又会重新逃 出。人们利用笑气这种性质,来制得纯净的笑气。

    33.海水着火、看怪不怪

    在自然界中,可以燃烧的物质很多,你听说过海水燃烧吗?

    1973年的某一天,在印度东南部孟加拉湾附近的海域,突然刮起猛烈的飓风,顿 时海浪咆哮,刹那间高达三四十米的浪峰上竟燃起熊熊大火,红彤彤的火焰与碧蓝的 海水交相辉映,照耀着几十公里的海面,景色颇为壮观,看到者无不目瞪口呆。

    原来这场大火的纵火犯就是飓风。在海洋上形成的飓风风速有时可高达70米/秒 ,飓风所到之处,掀起巨浪,由于飓风与海水摩擦,产生了巨大的能量,使海水分解 ,产生了大量易燃、易爆的氢气和能助燃的氧气,所以在某一瞬间引起了氢气的燃烧 和爆炸,因而在汪洋大海上,燃起了一场大火。

    据科学家测定,这次大火释放的能量相当于200颗氢弹爆炸时产生的能量,难怪 其燃烧时是那样惊心动魄、令人胆寒。在能源紧张的未来,如果人类能征服大自然, 充分利用大自然中的风能、水中的化学能以及太阳光的光能,那该多好啊!

    34.巧克力抚慰失恋心

    巧克力被称为情绪稳定剂,小王失恋后,医生让她吃巧克力,果然凑效,这是为 什么?

    原来,人在正常情况下,体内的一种化学物质--苯乙胺的量处于相当稳定的状态 .热恋时,人的大脑活动使体内苯乙胺的含量急剧增加使人处于非常明显的兴奋状态 .一旦失恋,人体内的苯乙胺明显减少,人就会一蹶不振,颓丧失态。如果在心理调 节的基础上,补充一定量的苯乙胺,可以有效地缓解失恋现象。而巧克力中含有大量 的苯乙胺,完全可以弥补人体内苯乙胺的不足,使情绪趋于稳定。

    小档案

    热恋中心速加快,一般地说,一天跳动5万次。

    肌肉中的第三类叫心肌,是组成心脏的肌肉,也是最勤劳的肌肉,它带动着心脏 有节奏地跳动,永不停顿。普通人每分钟心脏跳动75次,一天要跳54000多次。假如 一个人活到70岁,心脏肌肉就要连续收缩28亿次。

    35.水火相融,以假乱真

    水火是不相融的。我们能用水去灭火,但用水去点火岂不耸人听闻吗?

    在蜡烛的烛心旁,放上一粒米饭大小的金属钾(最好用一小块塑料纸垫着)。然 后,用滴管吸些水,对着放置金属钾的地方,滴下一二滴水,立刻就会听到”嗤“的 一声,产生一团火焰,这火就把烛心点燃了。这不是用水点火吗!这是什么道理呢?

    钾是一种化学性质很活泼的轻金属,当它同水接触时会发生剧焰,点燃了蜡烛的 烛心。用水点燃蜡烛的秘密就在这里。

    由于钾的化学性质很活泼,除了与水反应外,在空气中还会氧化,所以金属钾平 时储存在煤油中,以隔绝空气及空气中的水气。

    为了防止金属钾的氧化,做水点燃蜡烛的实验时,动作要迅速。

    小档案

    小水滴变成雨

    空中的小水滴越来越多,慢慢地小水滴聚成了大小滴,身体重量越来越大,当上 升的气流再也托不住它们时,水滴们纷纷落到地面,下起了雨。

    36.”搅“出来的学问

    冲奶粉、炖鸡蛋时用调羹、筷子搅拌,奶粉不会结块,炖的蛋糊也嫩滑。而且搅 拌时间越长,效果越好。

    搅拌在化学中有什么作用?

    在化学实验和现代化工生产中,普遍使用搅拌这种操作,既可节省时间,又可提 高产品质量。可是,早期人们并不知道这个道理。在光学玻璃的生产发展史上,还有 过这么一段趣事:第一次世界大战期间,世界上的光学玻璃生产质量很低,唯独法国 的产品除外。1916年,俄国向法国提出,愿意出一百万法郎的高价购买制造光学玻璃 的秘密,但是,遭到法国资本家的拒绝。其实这个秘密不过两个字--搅拌,它和冲奶 粉、炖鸡蛋采用的搅拌一样。原来,在熔炼玻璃的时候,不断地进行搅拌,就容易使 原料混合均匀,气体也停留不住。正是这样,没有气泡和疵斑的光学玻璃才能制造出 来。

    由于当时搅拌是用一种棒状物进行的,这种简单的物品有如此奇效,因而对不了 解其真情的人来说,简直价值连城。因此,人们称它为化学家手中的”魔棒“.现在 ,化学家已经采用机械式和电磁式两类”魔棒“了。拿机械式搅拌器来说,形式多种 多样,有的像轮船上的桨叶,有的像锚,有的像是涡轮。它们分别适用于各种不同的 场合,但功能都比早先采用的简单的”棒“优越多了。

    37.千钧一发而安然无恙

    ”千钧一发“是指将千钧(钧是古代的重量单位,1钧等于15千克)的重量吊在 一根头发上,以此来比喻情况的危急,然而在金属世界中,却有”千钧一发“而又安 然无恙的现象,有一种胡须那样细的金属晶须,真的能吊起千钧的重量。

    首先发现金属晶须的是贝尔电话研究所的专家们。20世纪40年代,美国的电话系 统经常出现故障,经贝尔电话研究所的专家查明,原来是蓄电池极板表面长出了一些 针状晶体,引起了电话线路短路。这些针状晶体强度大,弹性好,在显微镜下观察其 形状,就如胡须一般,故命名为晶须。

    那么,金属晶须高强度的奥秘何在呢?

    现代的X射线衍射技术显示,晶须内部的原子完全按照同样的方向和部位排列, 这是一种没有任何缺陷的理想晶体,全部原子各就各位,阵容排列整齐,组成了一道 坚不可摧的防线。因此,只有当外力增加到一部分原子相对另一部分原子作整体移动 时,才能产生断裂。而在一般金属中,存在着晶体缺陷,在不大外力的作用下,只要 少数原子发生短距离的移动,就会断裂,因此强度较低。

    小档案

    晶须的直径只有几微米(约为头发丝的1/50),可它的抗拉强度却是工业纯铁的 70多倍,比超高强度钢也要高出近10倍。如果将铁晶须编织成半径为1毫米的线材, 能安全地吊起一辆4吨重的载重汽车!

    38.是冷是热都无动于衷

    金属的膨胀系数相对较大,这对制造精密仪器是不利的。比如钟表的游丝,它的 膨胀系数必须很小,否则钟表的误差就会很大。为此,人们渴望能得到一种对冷热无 动于衷的合金。

    社会的需要推动着人们去创造发明,日本京都大学的一位教授历经艰辛,终于找 到了膨胀系数几乎为零的硼锰合金,实现了人们的愿望。

    硼锰合金是由硼元素和锰元素按一定比例混合在一起,均匀地放到坩埚中,加热 到1200℃,再经加压而制成的。硼锰合金性能十分优越,它在25℃~300℃之间的膨胀 系数几乎为零,而硬度又可与金刚石相比拟,导电和导热性能也很好,因此有着广泛 的应用前景,它必将在制造领域发挥独特的作用。

    3.应运而生的超塑性金属

    人们在形容”坚强“时,往往会说”像钢铁那样“.的确,金属常常被用作工程 结构和机械零件的材料,因此从使用角度来说,当然越硬越好。可是,你别忘了这些 工程结构和机械零件都是制造出来的,从制造角度来说,金属越软,越易变形越好。

    长期以来,人们一直幻想着有一种金属材料,在加工时能像口香糖那样柔软可塑 ,一旦成形后,又能像钢铁那样坚固耐用。

    20世纪70年代,超塑性金属开始应用于生产实际,英国一家汽车公司因用锌铝共 晶合金制造出整体汽车上盖而名噪一时,到目前已发现200多种合金材料具有超塑性 ,其中一部分已应用于生产实际。

    39.难舍难分的父女金属

    在金属世界中,有一对外貌相似、形影不离的金属钽和铌,被称为”父女金属“ ,说起它们之间的关系,还有一段曲折的故事呢!

    在希腊神话中,坦塔拉斯是天神宙斯的儿子,他身为贵胄,倍受诸神的宠爱,一 度曾被允许参加诸神在奥林匹亚圣山召开的会议。但坦塔拉斯辜负了众神的信任,他 向凡人泄露了天机,为此诸神非常恼怒,罚他永世站在齐脖子深的天湖中。湖面上生 有果树,可当他饿了想摘果子吃时,树枝马上升高;当他口渴想喝水时,湖水立即退 去。坦塔拉斯又饥又渴,受尽磨难,而且在他头顶上还悬着摇摇欲坠的石块,仿佛随 时会砸下来,击碎他的头颅--这就是希腊神话中著名的”坦塔拉斯磨难“.钽的发现 者,瑞典化学家克柏格就是想用这个名字来说明,他在发现这一新元素的过程中所遇 到的困难,绝不亚于坦塔拉斯所受的磨难。

    尼俄伯在希腊神话中是坦塔拉斯的女儿,她也是一位很不幸的女神。其实科学家 们发现铌要比钽早一年。

    到了1844年,德国化学家罗塞证实了钽和铌是两种完全不同的元素,并根据它们 性质相似、难舍难分的特点,采用坦塔拉斯女儿尼俄伯的名字,于是”铌“便成了” 钽“的女儿了。

    铌和钽相依为命地”生活“在一起。但是它们曾在很长的一段时间内不被重用, 直到第二次世界大战期间,人们发现了钽和铌难熔、耐腐蚀的特性后,才使这对”父 女“倍受青睐。

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    钽是灰白色的金属,熔点接近3000℃,比不怕火炼的黄金更耐高温。金属钽还不 怕硝酸、硫酸,甚至在王水和浓硝酸中也不会被腐蚀。

    40.聪明指”碘“

    据统计,在我国的1000万智残人中,有18%以上是因为缺碘造成的。因此,我国 政府十分重视补碘,尤其是青少年和婴幼儿的补碘。

    那么,缺碘为什么会造成少年儿童智力低下呢?

    这是因为在人的脖子前端有一个内分泌腺,叫做甲状腺,它的功能是合成甲状腺 素。甲状腺素是人体内非常重要的内分泌激素,它的作用是促进人体的新陈代谢和生 长发育,而碘恰恰是人体合成甲状腺素所必需的原料。一个正常人每天必须摄取 100~200微克的碘才能满足生理的需要,若每天碘摄取量低于60微克,甲状腺的合成 就会受到障碍,这时人的脖子就会肿胀起来,我们就称他患了大脖子病。而正在生长 发育的青少年如果缺碘,甲状腺功能低下,就会导致智力低下,骨骼发育不全,甚至 成为侏儒。

    小朋友们,为了聪明起见,别忘了补碘哟!

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    怎样才能保证体内有足够的碘呢?我国政府采取的主要措施是把碘以碘酸钾的形 式加到食盐中,也就是商店中卖的加碘盐。我们天天都要吃食盐,于是就能经常摄取 碘。除此之外,还可以多吃含碘丰富的海带、紫菜,以及海鱼等海产品。当然,如果 已经患上了碘缺乏症,那可以服用一些含碘丰富的保健品,以及从富含碘的海藻中提 取的药剂。

    41.”氟“一出击,低挡龋齿

    科学家们通过调查研究后发现一个有趣的现象:在饮水中含氟量达到百万分之一 的地区,居民中患龋齿病的极少。于是,人们就开始利用氟化物来预防龋齿。

    我们的牙齿洁白光亮,是由于牙冠上覆盖着一层乳白色的釉质保护层,而它的主 要成分是钙。釉质层是人体最坚硬的组织,但对酸性物质缺乏抵抗力,会被口腔中的 酸(如乳酸、醋酸)侵蚀。如果平时不注意护齿,一旦不可再生的釉质层遭破坏,细 菌将长驱直入,这时就分发生龋齿。而氟能与钙离子结合,生成不溶于酸的物质,从 而增强牙齿对口腔微生物形成的酸的抵抗力,保护釉质层免受损害。因此对饮水中含 氟量低的地区应增加适量的氟化物,如使饮水氟化,或使用添加了氟化物的牙膏,来 预防龋齿。

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    不过氟对人体并非多多益善。饮水中氟的含量超过这一水平后,氟就会破坏人体 的钙、磷代谢平衡,它会与人体体液中的钙离子结合,生成溶解度很小的氟化钙,沉 积在骨骼中,形成氟骨病。此外,氟离子即使在低浓度下,也能抑制或促进酶的生化 过程。而大剂量的氟则能使人急性中毒,造成人体的代谢系统和细胞呼吸系统、内分 泌系统的紊乱,甚至会置人于死地。所以饮水中氟的含量必须严格控制,太少了不行 ,多了则也有害。

    42.酶的故事

    酶是一种生物催化剂。当人体内患有某种疾病时,一些组织或器官就会发生病变 而引起细胞破损,许多酶就会随之进入体液,使体液中某种酶的含量和活性明显升高 .所以通过对人体体液内某些酶活性的测定,可判断人是否得病。比如,当患肝脏疾 病时,血液中酶的活性发生了改变,其中最有临床诊断价值的便是谷丙转氨酶(GPT )的变化。目前血液中转氨酶的测定已普遍用于肝病的诊断中。催化剂是一种在化学 反应前后,本身质量和化学性质都不变,只是改变化学反应速度的物质。说起催化剂 的发现,还有一个有趣的故事呢。

    100多年前的一天,瑞典化学家贝采尼乌斯在化学实验室忙碌地进行着实验,忽 然想起今天是他的生日,妻子在家里已准备了酒菜宴请宾客,于是他匆忙赶回家。一 进门,客人们纷纷举杯向他祝贺,他顾不上洗手就接过一杯酒一饮而尽,忽然他发现 杯中的酒是酸的。客人们纷纷凑近,猜测着酒变酸的原因。贝采尼乌斯仔细观察发现 酒杯里有少量黑色粉末,这正是在做实验时粘在手上的铂黑。原来铂黑使乙醇和空气 中的氧气发生化学反应,生成了酸溜溜的醋酸。后来,善于观察的贝采尼乌斯通过进 一步研究,发现了使化学工业发生革命的催化剂。

    43.警惕”亚硝酸盐“入侵

    亚硝酸盐对人体是有害的。当人食用了含有亚硝酸盐的物质后,它会通过肠胃进 入血液,将血红蛋白中的二价铁离子氧化成三价铁离子,虽然二价铁血红蛋白和三价 铁血红蛋白都能吸收氧气,但只有二价铁血红蛋白才能将氧气输送到各个组织;三价 铁血红蛋白吸收的氧气不但无法输送给人体的各个组织,也不能把组织排出的二氧化 碳带走,结果就造成了组织缺氧,引起呼吸困难,轻者头晕、头胀、耳鸣、全身无力 ,严重的血压下降、呕吐、昏迷、甚至死亡。另外,亚硝酸盐在人体内极易转化成亚 硝胺,而亚硝胺是一种世界公认的致癌物质。

    44.赛璐珞的诞生

    19世纪60年代,美国南北战争结束以后,玩室内象牙台球成了一种时尚,结果造 成了生产台球的原料--象牙的短缺,象牙的价格也越来越贵。为此,美国制造商费朗 和克拉登宣布,无论什么人,只要发明一种能替代象牙制造台球的材料,他们就将奖 赏他1万美金。

    在纽约有一位名叫海厄特的印刷工人,他是一个业余化学爱好者,对寻找象牙的 代用品产生了兴趣。经过反复试验,1869年他终于以硝酸和纤维素为原料制得了硝酸 纤维素,再用酒精使硝酸纤维素胶化,然后与樟脑共热制成了一种崭新的材料。这种 新材料有受热变软、遇冷变硬的特性,不但外观上很像象牙,而且价廉,无毒,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,易于加工和染成各种颜色 ,十分适合制作台球。开始人们称这种材料为”人造象牙“,后来又叫它”赛璐珞“, 意为”来自纤维素的塑料“.

    赛璐珞是人类历史上第一次出现的塑料,它的问世开创了人类利用高分子材料的 先河。赛璐珞刚一问世,就受到人们的欢迎,被制成钮扣、梳子、铅笔盒、刀柄、眼 镜架等众多的日用品,我们熟悉的乒乓球就是用赛璐珞制造的。

    小档案

    随着科学技术的发展,塑料的种类越来越多,不污染环境的自毁性塑料、制作胶 卷的感光性塑料、能储存热能的塑料、轻如鸿毛的泡沫塑料、性能优异的工程塑料等 相继面世,塑料在人们的日常生活中正扮演着越来越重要的角色。

    45.向”负离子“道谢

    负离子具有保健作用,医学专家通过研究认为有以下三方面的原因。

    首先,在生物体内,每一个细胞都像一个微型电池,它的膜内外有50~90毫伏的 电位差,正是依靠这些电池的不断充电放电作用,机体神经系统才能把视觉、听觉等 信号输送到大脑,或将大脑的指令传送给身体的各个器官。机体组织的电活动需要通 过负离子的不断补充来维持。一旦生物体得不到负离子的补充,就会影响正常的生理 活动,产生胸闷、头昏,甚至患病。

    其次,由于攻击人体细胞的病毒通常都带有负电荷,因此如果人体细胞也带上负 电荷,就会由于同性相斥的作用,使病毒失去对活细胞的攻击能力。

    最后,负离子还能通过呼吸进入肺部,并能穿透肺泡皮层,由血液循环到达全身 的组织器官,通过对人体各组织直接刺激,以及与神经反射和体液的相互作用,对人 体产生综合的生理保健作用。

    46.看不见的消毒剂:伽玛射线

    一箱箱包装好的柑桔、苹果,以及各种新鲜水果蔬菜,不需要拆开包装箱,就能 消毒处理,并且能保鲜一年左右,这就是辐射保鲜的好处。

    辐照消毒,不需要药液、器具,只要揿动控制器上的按钮,把一箱箱水果蔬菜送 入钴源室的通道,经过辐射处理,就能保存一年多的时间。

    辐射消毒的奥秘,全在于放射性同位素钴-60.因为它会放射出一种伽玛射线,这 种射线有穿透墙壁的本领,一般的包装容器,不管是木箱还是塑料纸盒,都阻挡不了 它。而躲藏在水果、蔬菜里的微生物、害虫、细菌受到射线的照射后,生理功能紊乱 ,以致不能生长发育,直到死亡。

    辐照食品时,让钴-60只放射出低能量的伽玛射线,不会把食品变成有放射性的 东西。同时,在辐照时,食品根本碰不到钴-60的放射性物质,所以也不会带有放射 性的残留物。

    47.焰火璨灿照夜空

    你知道五彩缤纷的焰火是怎么产生的?某些金属盐具有独特的火焰,这是19世纪 德国著名化学家本生首先发现的。把食盐撒在煤气灯的火焰上,突然,爆裂出亮黄色 火焰。然而是不是每种物质都有固定的焰色呢?用白金丝沾上各种金属盐,分别在本 生灯上灼烧,他发现钾盐是淡紫色的,钠盐是桔黄色的,钙盐是砖红色的,锶盐是洋 红色的,钡盐是黄绿色的……

    正是这些金属盐在燃烧时发出不同颜色的光芒,才使”金光闪闪“、”空中乐“ 等等名目繁多的烟火,呈现出五光十色的绚丽景象,为节日增添欢乐。当你看到焰火 呈现红光时,就会想到这是碳酸锶或者硝酸锶的功劳;黄光是硝酸钠的缘故;绿光是 氯化钡的作用;蓝光是某些铜的化合物在燃烧。五彩缤纷的焰火,就是用各种金属盐 配制成的。

    48.人的益友:乳酸菌

    牛奶含有丰富的蛋白质、脂肪、乳糖、钙和磷等物质,还有维生素A、B2、B6和D 等,很容易被人体吸收。

    生牛奶煮沸食用,不但可以杀菌,还能使牛奶中的蛋白质转变为变性蛋白质,易 被蛋白酶水解,人体容易吸收。

    煮沸后的牛奶放久了会吸收空气中的细菌,使牛奶中的乳糖分解成乳酸、甲酸等 少量的有机酸。喝了这种变质的酸牛奶会引起腹泻、消化不良和中毒。可是,纯正的 酸牛奶又是人们喜爱的食品。酸牛奶是用优质的乳酸菌经过乳酸发酵制成的。有天然 酸牛奶、含糖酸牛奶、果味酸牛奶和香味酸牛奶等。

    酸奶含有乳酸菌,能产生抗菌物质,具有抑制肠道内的腐败菌和防止自身中毒的 作用。酸奶还能降低血中胆固醇的含量,可预防心血管疾病。它是幼儿理想代乳品, 既容易消化、吸收,又能促进生长发育。

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    煮牛奶时不能温度过高,时间不可太长。加热到120℃,乳糖就会焦化脱水,使 牛奶带有褐色。加热时间太久,牛奶中的酸性磷酸钙就变成中性磷酸钙,成为不溶性 沉淀物,难以被人体吸收。

    49.猪肝变戏法

    猪肝是一种营养丰富的副食品。在我们的餐桌上可以经常见到用它烹调成的菜肴 .说来你不信,猪肝还会变戏法哩!

    在一个试管中,放入三分之一的30%的过氧化氢(H2O2,又称”双氧水“),往试 管里放入一小块新鲜猪肝,奇迹突然发生了:过氧化氢中冒出了许多气泡,把过氧化 氢的液面尽往上推。用一根刚熄灭的木条放到试管口,木条竟会”死灰复燃“.这里 的奥秘在哪里呢?

    原来,新鲜的猪肝中有一种酶(酶是一种具有生物催化能力的蛋白质),叫做” 过氧化氢酶“.过氧化氢在过氧化氢酶的作用下,会立即分解成水和氧气。实验中我 们看到的气泡就是分解产生的氧气,而氧气能助燃。故能使刚熄灭的木条重新复燃。 至于煮熟的猪肝,由于破坏了其中的过氧化酶,因而就不会再有催化作用了。

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    竹笋(冬笋),新鲜鸡、鸭血等也能像猪肝一样,变上述戏法。原因是竹笋、鸡 、鸭血中含有过氧化氢酶,也能催化过氧化氢的分解。不过竹笋中的过氧化氢酶对过 氧化氢来说,专一性要差一些。因此竹笋变起上述戏法来就没有猪肝好看了。

    50.糖精不是糖

    我们平时吃的白糖、红糖,都是从甘蔗、甜菜中提取出来的,它们是天然化合物 .化学家在实验的过程中偶然发现一种化合物是甜的,后来进一步研究,终于用人工 方法合成了一种新的甜味剂--糖精。

    糖精像精制的白糖,是白色的结晶状粉末。但它不溶解于水,化学上叫不溶性糖 精。尽管它带有很浓的甜味,因为伴有类似金属的不快的感觉,所以不适宜于食用。 市场上卖的糖精,实际上是用不溶性糖精同小苏打中和反应后,结晶出来的糖精钠盐 .糖精钠能在水中溶解,所以也被人们称作可溶性糖精。它的甜度约为蔗糖的三五百 倍,所以含糖精钠十万之一的溶液,也能尝出甜味。

    51.空气里的”维生素“

    当你从人群鼎沸的商场里挤出来,走进有绿地、喷泉的公园,顿时会感到空气清 新,舒畅愉快。这是空气里的”维生素“--各种阴离子的作用。空气中的阴离子,可 以促进人体的血液循环,调节神经系统,有降低血压,缓和神经衰弱、镇静、镇痛、 止咳、止汗和利尿的功能。

    阴离子是一些带负电的粒子。它们随宇宙射线、雷电、暴风雨、巨浪、喷泉水和 花而产生。本来,它们成千上万地来到人们身边,给人们增加”营养“,但是它们十 分娇弱,一碰到尘埃和烟雾就立刻”夭折“.越是人群拥挤、烟尘弥漫的地方,它们 越是容易死去,侥幸留下的也就寥寥无几了。人们还发现,在普通的房间里,每立方 厘米空气中只有四五十个阴离子,而在公园里要比房间里多十倍;在郊区野外,可能 多二十倍;到海滨、山谷、瀑布附近,阴离子可多达每立方厘米2万个以上。秀丽山 川最适宜于疗养憩息,就是这个原因。

    52.”牧羊择居“与”风水宝地“

    古时候,人们都想找一块能使自己的家族繁衍兴旺的”风水宝地“,有人在地形 、位置、水源、阳光等方面选择到合适的地方之后,并不急于在那里安营扎寨,而是 先放几年羊,然后,把羊宰了,仔细观察其所有脏器有没有发生病变,如果几代的羊 都很正常,他们才正式在那里安居乐业。有人把这种做法叫”牧羊择居“.

    牧羊择居听起来似乎有点离奇,其实是很有科学道理的,因为人从婴儿到成人都 需要从食物中吸取各种必需的营养物质和化学元素,而不论是植物性食物还是动物性 食物,都离不开那里的水土。因此,一个地区的化学元素分布,决定着该地区居民食 物链中的化学构成。倘若那个地方的”风水“不好,水土中缺少人体所必需的元素, 或存在有毒的无素和放射性元素,那里的人的健康怎能不受到危害?天长日久,就会 一代不如一代,谁还愿意在那里定居呢?

    现代研究表明,人的健康与水土密切相关。60年代,英国地球化学专家汉密尔顿 通过测定人体血液中各种化学元素的平均含量,和地壳中各种化学元素的丰度值,发 现两者之间非常相似,即地壳中丰度值高的元素,如铁、钙、钠等,在人体中含量比 较高。反之,丰度值低的元素,如锌、锰、钴等,在人体中含量也较少。他把含量较 高的称作”生命结构元素“,含量较低的称作”微量元素“.这两类化学元素在人体中 共有25种以上。

    53.有”特殊功能“的水

    石头是一种坚硬物质,石头中有水岂不是奇谈怪论?然而从有些石头中确实可以 榨出水来,这水非同一般,还具有特殊功能呢!

    几年前,前苏联托木斯克工业学院的一些科学家从几米深的地下采出一块岩石, 密封包装好以后将岩石运到实验室,放进一个特制的耐压金属套筒里,然后加压,当 达到一定压力时,岩石里竟被挤出几滴水来。这是什么水?有什么用呢?

    原来岩石中不仅有水,还有微生物,微生物能分泌多种酸,金属在这种水里的溶 解速度比在一般水中要快10~20倍。这种水在岩石中移动,遇到有金属矿的岩石或岩 层,就能把矿石中的金属富集起来。对这种水进行分析,不就可以帮助发现矿藏了吗 ?前苏联科学家就是利用这种方法找到了多个金属矿。

    从岩石水中提炼出的某些微生物也具有特殊的功能,它们能吸收与石油伴生的气 体作养料,因此对这些微生物进行分析,也可以帮助科学家找到油田。例如,西伯利 亚的石油就是用这一方法发现的。

    54.”竹篮“打水今不空

    自古以来,有谁见过竹篮能打水?现在却不然,竹篮真的能打水了。你不信?假 如你在池子里放1000公斤水,那我用一两公斤重的”篮子“便可把这些水全部”打“ 上来。当然这个”篮子“不是用竹篾织的,而是用一种特殊的材料制成的。

    这种神奇的材料叫高分子吸水剂。它是用淀粉经过化学处理以后制成的。我们知 道,淀粉通常由两个不同的部分组成,一部分是能溶于水的直链淀粉,一部分是不溶 于水的支链淀粉。高分子吸水材料则选用那些不溶于水的支链淀粉,经过化学处理后 ,使其分子链很长很长,而且又有许多枝杈,并且整个分子链盘结成团状结构。因为 淀粉分子是由许多葡萄糖分子键合起来的,而葡萄糖分子中有多个亲水基团,因此, 当这个高分子吸水材料遇到水时,分子链内部的亲水基团对水有特别的亲合作用,水 分子就一个个地往里钻。淀粉的分子链迅速伸长、舒张,把水分子固定包围在里面, 形成网状结构。正像用网兜装苹果那样,看上去网兜不大,可是打开以后能装许多个 苹果。这种吸水材料的吸水量可为自身重量的几百至一千倍。吸饱水以后,像胶糊状 ,对它施加压力或用离心方法也难以将其中的水分压出来或甩出来。

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    高分子吸水材料已在农业、林业、医药卫生等方面获得了应用。例如,用它制成 的”吸水土“,在春旱或干旱的地区,拌种下地,不仅可以保证种子出苗与生长,而 且还可引起土体膨胀,起到疏松土壤的作用。过去,在我国黄土高原上植树是一个难 题,现在在树苗根部放入一些吸足水的高分子材料,就如同为其建造一座小贮水池, 而且可大大减少浇水次数,当它所吸收的水分被吸光以后,遇上下雨天,又可重新吸 水。故被称作干旱地区植树造林的”人工雨“.倘若将这种高吸水材料放在家里的花 盆中,即使出门一个月,也不用担心花卉会缺水枯死。现在,市场上卖的吸水尿布和 妇女用的卫生巾,就是用这种吸水材料和无纺布混合制成的,一块婴儿纸尿布可吸三 四泡尿。还有,若用它调制成皮肤用的药膏,搽在患处,则无油腻感,保持湿润,使 药效延长。

    55.指纹与破案

    每个人的指纹不同,即使表皮磨损或被烧伤,愈合后的新生表面仍能恢复原来的 纹路。一个人的10个指头的指纹也各不一样,可以说,在世界上没有任何两个人的指 纹是绝对一样的,这就像世界上没有两片相同的树叶一样。所以公安部门往往根据指 纹来破案。

    在作案现场如何来获取指纹呢?原理很简单,我们可以自己动手来做个小实验: 取一张干净的白纸,用手指在纸上面按一下,然后把纸对准装有碘酒的试管上,并用 酒精灯在试管底部加热,等到试管出现紫色的蒸气后,你将会发现通常在纸上看不到 的指纹都会渐渐地显示出来,最后可以得到一个十分明显的棕色指纹。

    这是什么原因呢?原来每个人的手指上总会有油脂、矿物油和汗水,用手指往纸 上按时,指纹上的油脂、矿物油和汗水便留在纸上,只不过是人的眼睛看不出来罢了 .当我们将这隐藏有指纹的纸放到盛有碘酒的试管口上方时,由于碘酒受热后,酒精 很快挥发,碘就开始升华,变成紫红色的蒸气。由于纸上指印中的油脂、矿物油都是 有机溶剂,因此碘蒸气上升到试管上以后就会溶解在这些油类中,于是就显示出指纹 了。

    56.对付锈渍有绝招

    用铁夹子夹湿衣服,衣服上会生出锈斑,无论是用肥皂,或者洗衣粉,都洗不掉 .对付这种讨厌的铁锈,可以请草酸帮忙。

    草酸是白色晶体,很像白糖。在洗涤前,把一份草酸溶解在20份水中,配成草酸 溶液。然后,把它滴加在衣服的锈斑上,经过搓洗、漂清,铁锈就不见了。

    草酸还能对付蓝墨水里的铁。如果衣服上不小心沾上了蓝墨水,得赶快用清水冲 洗,要是时间长了,就很难洗掉。因为蓝墨水里有一种叫做鞣酸亚铁的化合物,它遇 到空气中的氧气,就会被氧化成黑色的鞣酸铁。鞣酸铁在水中不溶解,这样墨水迹就 不能用清水洗掉了。如果用草酸来还原鞣酸铁,使它溶解于水中,衣服上的墨水迹就 可洗去。

    草酸虽然能帮助洗去铁锈和蓝墨水迹,但是,它也会腐蚀衣服,把衣服的颜色也 洗褪了。因此,在用草酸溶液洗污迹以前,最好在衣服的边角等不引人注目的地方先 试一下,看是不是会褪色。另外,在用草酸洗墨水迹后,要多用清水洗几遍,不让多 余的草酸留在衣服上。

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    草酸能除锈,是因为它有很强的还原能力。锈斑里的铁是三价铁,不溶解于水, 一碰到草酸就还原成二价铁并能溶解于水。

    57.谁是涂炭生灵的罪魁祸手

    30多年前,一股祸水悄悄地潜入欧洲斯堪的纳维亚半岛,造成江河湖泊里的鱼虾 大量死亡、稻田里的青蛙销声匿迹、鲜花凋零、庄稼枯萎,明明是盛夏时节,却出现 了残冬的生态景象。人们一时不知所措,议论纷纷、忧心忡忡……

    为了揭开这个秘密,他们对那里的雨雪进行了大量的分析和研究,结果发现,从 天上降落下来的雨或雪都有强烈的酸性。人们知道,正常的雨水只是略带酸性,即PH 值为5.6,而挪威和瑞典等国的雨雪的PH值为3~4,比正常雨雪的酸度高出几十倍至几百 倍。鱼虾最适水体的PH值是6.8~7.8,如今酸度这样大,它们岂有不死之理?至此,人 们才知道,在继1952年伦敦烟雾事件之后,从天上又来了一位不祥之客--酸雨。

    此后,酸雨不但没有收敛,反而愈演愈烈,欧洲、北美频频告急:瑞典有两万个 湖泊的鱼类濒临死亡;挪威南部1.3万平方公里土地上的鱼类大部分丧生;法国的大 片常青树莫名其妙地枯萎;波兰卡托维茨亚工业区的铁路被严重腐蚀,列车时速不得 不限制在40公里之内;加拿大仅安大略一个省就有140个湖泊鱼虾绝迹。

    58.生命的精灵

    五彩缤纷的花草树木,千姿百态的鸟兽虫鱼,形形色色的微生物世界,直到万物 之灵的人类,一切生命的共同奥秘全在核酸。没有核酸,就没有生命,核酸是生命的 精灵。

    核酸非常细小,即使在电子显微镜下也难以看清。20万亿个鸡蛋中的核酸加起来 ,只有一个鸡蛋那么重。核酸分脱氧核糖核酸与核糖核酸两类。脱氧核糖核酸的直径 只有五百万分之一厘米,2500个脱氧核糖核酸分子拼起来,只有一根头发丝那样粗。 它的分子像一架向右盘旋的螺旋形梯子,梯子两边的扶手是由脱氧核糖和磷酸连接起 来的。由氢键连接的一对对碱基是这架梯子上的一级级阶梯。核糖核酸的”相貌“与 脱氧核糖核酸不同,它只有半边梯子,没有另一边”扶手“上长出的碱基与它配对。

    俗话说,”种瓜得瓜,种豆得豆“,其中的奥秘也在核酸。生命的基础是蛋白质 ,而核酸就是复制蛋白质的精灵。什么样的核酸复制出什么样的蛋白质。

    小档案

    蛋白质是怎样制造出来的呢?原来,在生物世界里,脱氧核糖核酸是各物种遗传 密码的携带者,它像传送带运送物品那样,把自己的特殊信息传给核糖核酸,核糖核 酸根据信息又把各种氨基酸送到适当的”位置“上,排列成链,然后再脱离核酸表面 ,就产生构成某物种基体的蛋白质,空出的核酸表面又为”装配“新的蛋白质作好准 备。这样反反复复,一模一样的蛋白质被不断地”装配“起来。上一代物种的性状特 征,就这样世世代代地传递下去。

    59.”神仙“点灯揭秘

    在四川成都的西北,有座美丽的青城山。每到夜晚,青城山的山坡上就会浮现出 点点亮光,仿佛夏夜的萤火虫时明时灭,当地的人们称它为”神仙点灯“.

    其实这星星点点的亮光,并不是什么”神仙“点的灯,而是磷变的”戏法“.

    在暗处将白磷暴露在空气中,它就会被空气中的氧气缓慢地氧化成五氧化二磷, 同时发出淡绿色的光。在青城山上蕴藏着丰富的磷矿,它们露出地面,与氧气一接触 ,便会发出一闪一闪的荧光,远远看去,就像是一盏盏的灯火,这就是”神仙点灯“ 的奥秘。同样,在农村,当人们在漆黑的夜晚,路过荒郊的坟地时,也常常会看到一 团团淡绿色的火光,它飘忽不定,时隐时现,人们称它为”鬼火“.长期以来,人们 一直将鬼火看成是一种神秘的东西,由此还引出了《聊斋志异》中的一个又一个故事 ,在民间也有”三月三,鬼上山“的传说。

    其实”鬼火“与”神仙点灯“一样并不神秘,它是动物尸体腐烂后,体内的磷化 合物被土壤中的细菌分解成磷化氢气体后,冒出地面,遇到空气后自燃产生的。也就 是说,”鬼头“的谜底就是磷的自燃。

    小档案

    在17世纪,磷是一种带有神秘色彩的化学元素。最早发现磷的是德国的一位名叫 布朗德的商人,他因破产而负债累累,为了东山再起,便加入了炼金士的行列。

    布朗德在”炼金“过程中,意外地从人尿中提炼出了一种十分奇特的物质,这种 物质能像火一样在黑暗中放出闪烁的亮光,但这种”火“与一般的火并不相同,即使 将火柴放到这种”火“中也不会被点着。布朗德猜想这是因为这种”火“的温度太低 的缘故,便将他发现的这种物质称为”冷火“.

    60.蛋白质也会使人中毒

    1945年6月,一部分原来关在希特勒集中营里的人自由了,受到盛宴款待。他们 在忍受了长时间的饥饿以后,看到丰盛的酒菜,就狂饮大吃起来。结果,不少人断送 了生命。经过专家研究,发现是由于多吃了高蛋白食物,引起”蛋白中毒“的缘故。

    世界上形形色色的生物体,都是由蛋白质构成的。人的血液、肌肉、内脏,甚至 皮肤、指甲、头发,都含有蛋白质。人体必须每天摄取一定数量的蛋白质,全身的细 胞才能正常活动,假如缺少蛋白质,就会体弱多病,容易衰老,甚至影响寿命。

    在人类的食物中,像豆制品、瘦猪肉、鸡蛋、鱼、虾等,都含有比较多的蛋白质 ,是很好的营养食品。但并不是吃蛋白质越多越好。尤其是一些病人,多吃含高蛋白 的甲鱼、海参、老母鸡等,反而不利恢复健康。

    61.米糠造油新景观

    在葡萄酒厂,过去当作废物的葡萄核,现在可以用来提取食油,而且有较高的营 养价值。化学家发现,各种水果的种籽都含有较丰富的油脂。如果把它们收集起来提 取油脂,可以创造许多财富。

    米糠中含油量比大米中含油量高,可按照习惯,大米是人吃的,米糠却喂猪了。 从米糠中提取食用油,已在一些国家实现了工业化。若能在粮食加工厂附设一个油脂 车间,及时处理米糠,可以得到营养丰富的高质量食用油。

    从葡萄核、沙棘籽和米糠中提油,采用传统的热榨法效果不太好,一般采用溶剂 浸出法。就是用一些易挥发的有机溶剂淋洗已被粉碎的原料,使油脂溶解在溶剂中, 然后把淋洗得到的溶液蒸馏,易挥发的溶剂蒸出去回收,剩下油脂。

    62.宇船员饮用的化学水

    登月在今天已不是什么新鲜事,但人们还会问这些巡天揽月的英雄们不需要喝水 吗?他们喝的是”天上水“,还是从地面上带去的水?都不是,他们喝的是特殊的 水--”化学水“.

    科学家们怎么想到制造”化学水“?这与美苏两大国在50年代末进行空间竞赛有 关。当时,苏联发射卫星的消息传到美国,美国舆论大哗,因为他们在”原子时代“ (反应堆、原子弹和氢弹等)一直领先,可万万没有想到在开辟”空间时代“方面却 落在苏联后头。美国总统肯尼迪对此也深感遗憾,于1961年5月25日在国会上断然决 定制造阿波罗登月飞船,争取在10年内抢先登上月球。

    这就遇到一个问题:飞船内部所用的电能从何而来?宇航员所需要的水怎样解决 呢?当时有人建议带蓄电池或高效的银锌干电池;在飞船上放个水箱,从地球上带水 上去。可是这样一来,飞船的重量太大了,显然这不是上策。至此,化学家们自然想 起了氢氧燃料电池。

    这种航天用的氢氧燃料电池主要由燃料电极(阳极)、氧化剂电极(阴极)、电 解质等组成。燃料是氢气,氧气是氧化剂。两个电极之间是浸透氢氧化钾溶液的石棉 隔膜,隔膜靠阳极的一侧有一层含有金属铂的催化剂。电子从阳极上的氢中逸出流向 氧;阴极上的氧得到电子后生成氢氧根,并使阴极带正电。然后,氢氧根通过电解质 扩散到阳极,在催化剂的作用下与氢结合生成水,并且放出电子,使阳极带负电。当 在两个电极之间接上负载时,电子从负极流向正极,从而产生电流。这样,只要对电 池系统维持一定的温度、一定的电解质浓度、不断地供给燃料和氧化剂,并且不让反 应产物--水在电池内部潴留,那么就可从电池中源源不断地输出电能。同时,从电池 中排出来的水经过净化以后就可供宇航员饮用。

    63.小偷偷出来的夹丝玻璃

    在欧洲有一位玻璃厂厂长,为了宣传自己的玻璃制品,在为自己建造别墅时,嘱 咐属下尽可能多地使用玻璃门和玻璃窗,这样建造的别墅光线的确不错,但同时也给 了小偷可乘之机,

    有一天,一个小偷乘玻璃厂厂长家没人时,用金刚刀划破了别墅的玻璃门,大摇 大摆地进入各个房间,把贵重的东西都带走了。

    偷窃事件发生后,玻璃厂厂长十分恼火,他给技术人员布置了任务,限定他们在 最短的时间内研制出一种能阻止小偷进入的玻璃。

    玻璃厂的技术人员们接受任务后,提出了种种方案,最后从钢筋混凝土那儿得到 启发,他们在玻璃内部夹了金属丝网,由于夹在玻璃中的不锈钢丝很细很细,所以不 会影响玻璃的采光效果。试验表明,由于夹丝玻璃中的金属网对玻璃起了加强作用, 因此有效地克服了玻璃的脆性。即使受到很大的冲击力或振动使它破碎,玻璃碎片仍 藕断丝连地粘在一起,不会飞出伤人。由于夹丝玻璃性能可靠、安全,后来一些国家 特别规定,在高层建筑中必须使用夹丝玻璃。

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    玻璃的主要成分是硅酸钠,它是将砂子、纯碱和石灰石等原料按一定比例混合后 ,在1550℃的熔窑中熔炼,再经过高温熔化,发生一系列的物理和化学变化后,再冷 却凝固而制成的。由于在生产过程中冷却速度较快,它的分子还来不及整齐排列为结 晶格子就凝固了,因此玻璃是一种非晶态物质。

    64.碳原子排列的奥秘

    石墨和金刚石都是碳家庭的成员,它们的硬度为什么会相差如此悬殊呢?

    原来石墨分子中的碳原子是层层排列的,每层原子之间的结合力很小,就像一副 叠起来的扑克牌一样,很容易滑动。而金刚石内部的碳原子却是交错整齐地排列成立 体结构,每个碳原子都紧密地与其他4个碳原子直接连接,构成了一个牢固的结晶体 ,因而显得特别坚硬。

    天然金刚石的产量很少,一般都是隐居在地球深处,只有在非常高的温度和巨大 的压力下,地下熔层中的碳才有可能经过天然结晶的过程形成贵重的金刚石。既然金 刚石和石墨都是由碳原子组成的,那么我们能不能用人工的方法来使廉价的石墨转变 成金刚石呢?

    科学家们进行了无数次的试验,但均告失败,这是因为当时人们只知道金刚石的 制造必须采取高温高压技术,缺乏理论依据和实验数据,不知道该有多高的温度和压 力才能生成金刚石,另外当时也没有可以控制的高温高压技术装置,所以难以实现人 造金刚石之梦。

    小档案

    直到1955年,美国通用电气公司的科学家们从大自然中天然金刚石的成因中得到 启示,它们以镍为催化剂,在6吉帕下,把石墨隔绝空气加热至2700℃,终于制造出 了第一批人造金刚石。现在,人们已经能够大量地生产人造金刚石,并将其应用于工 业生产和科学技术上了。

    65.特殊的名字

    广大青少年朋友对”金属“和”玻璃“这两种东西肯定都不陌生,可对于”玻璃 金属“,知道的人可能就不太多了,这是一种什么东西呢?

    金属和非金属之间的一个很重要的区别就是内部原子排列的有序还是无序。如果 我们将一块金属加热到熔融状态,这时若让它慢慢地冷却下来凝成固体,那它内部的 原子又将恢复到原来有规则的排列状态,成为金属晶体。炼钢工人在冶炼钢铁时,将 钢水浇注入锭模后,散热不快,每秒钟只下降几度,金属原子有足够的时间重新作有 规则的排列,因此钢锭内部的结构仍是晶体状态。可如果降温速度极快,以至于金属 原子没有足够的时间作有规则的排列时,情况又会怎样呢?

    1960年,美国科学家皮·杜维茨首先发现,当某些贵金属合金以每秒钟100度的 冷却速度聚冷时,液态金属中的原子就来不及恢复到有规则的排列状态,金属虽然也 被凝成了固体,但熔融态时的那种内部原子的紊乱状态也被”冻结“住了。这样,金 属就成为非晶态固定结构。由于这种金属在化学成分上是金属或合金,而在原子结构 上则呈现典型的玻璃态,因此人们称这种金属为玻璃金属。

    ②化学(补少儿科技)

    66.神通广大的泡沫金屋

    你一定听说过泡沫塑料,日常生活中常见的拖鞋、包装填料,都是用泡沫塑料制 成的。可近年来,随着科学技术的发展,却有一种泡沫金属登上了一向以坚硬、致密 著称的金属材料的舞台。

    人们利用泡沫金属,制成耐高温的材料。大家知道,人体出汗时,汗水蒸发会带 走一部分热量。科学家们受此生理现象启发,研制出了会”出汗“的耐高温泡沫金属 .比如,他们从众多的金属中,挑选了号称”高熔点金属之王“的钨作为泡沫金属的 骨架,往钨骨架的孔洞中注满了较易熔化的铜或银。用这种泡沫金属制成火箭的喷嘴 ,随着温度的不断上升,小孔内的铜或银就会逐渐熔化成液体,迅速沸腾、蒸发、并 在”出汗“的过程中带走大量热量,从而降低喷嘴的温度,保证火箭的正常运行。

    泡沫金属虽然不能像泡沫塑料那样吸水,但是吸收声音的本领很强,利用这一特 性,可以在空气压缩机上用它吸音、消音,对时大时小的脉动气流起缓冲调节作用。

    孔隙较多的泡沫金属,表面积要比同体积的致密金属大几百甚至上千倍,流体通 过发泡金属时,必然有更多的机会与孔隙骨架接触,这一特点使它成了制作催化剂载 体的理态材料。

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    泡沫金属性能优越,它既有连续相金属的特点,如强度、韧性、刚性、耐热性和 可加工性,同时又具有分散相气泡的特有性质,如重量轻、抗震性好、吸音、隔热等 优异性能。因此,泡沫金属一问世,就成了现代工业的宠儿。

    泡沫金属最诱人的特性还是它的”身轻如燕“的特性。就拿泡沫铝来说吧,纯铝 的密度是2.7克/厘米3,而泡沫铝仅为0.2~0.6克/厘米3,甚至能像木材那样漂浮在水面 上。如果用泡沫铝制成设备,如空间站的航天器,总重量可大大减轻,因此是理想的 未来航天材料。

    67.与人体健康息息相关的”锗“

    锗除了具有优良的半导体性能外,也与人体健康息息相关。

    首先,锗对人体有延年益寿的作用。通常,人体在摄入食物后,首先将食物分解 成碳和氢离子,再氧化生成二氧化碳和水。在这个过程中,氢离子是无用的残渣,它 会形成氢氧基,消耗细胞中的氧气,造成人体细胞缺氧,从而使人易得高血压等疾病 .同时,氢离子还会在体内形成使人衰老的游离基,危害人体健康。而锗在人体内有 很强的脱氢能力,可及时地把氢离子带出体外,帮助人体消灭氢离子和游离基,从而 保证人体健康。据药物学家分析,人参能延年益寿,其中一个很重要的原因就是人参 中含有大量的锗。

    另外,锗还具有抗癌功能。据报导,如给小鼠吃锗化合物,12小时内抽血化验, 小鼠血液中的抗癌剂含量即大为增加,可见锗有诱发身体产生抗癌剂的功能。同时, 锗还能降低人体血液粘度,当癌症病人吃下含锗的化合物后,血液流动会加速,这样 使癌细胞易被抗癌剂杀灭。如果将抗癌剂与锗化合物同时给病人服用,可大大提高抗 癌药的功用。近年来,人们发现大蒜可以抗癌,就是其中含有大量锗的缘故。

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    最近,科学家们又发现锗还可治疗家禽的多种疾病和促进家禽家畜的生长。据日 本科学家试验,用含5×10-6(质量分数)量的锗化合物喂猪、羊等家禽,它们的生 长率会大大地提高,用含10×10-6(质量分数)量的锗化合物喂鸡、鸭,产蛋期可提 前10天,产蛋率可增加近0.5%.国外有的畜牧场已经用锗化合物来防止多种疾病和增 强家畜的抵抗力。

    68.第一种人造元素锝

    1937年,美国加利福尼亚州立大学的意大利化学教授塞格瑞和佩里厄利用氘核轰 击钼制得43号元素,这是人类历史上第一个人工制得的新元素,因此这两位化学家将 它命名为”锝“--人造的意思。锝,成了第一个人造元素!

    有趣的是他们当时总共才制得了一百亿分之一克锝,通过对这点少得可怜的物质 的分析,人们发现锝是一种银光闪闪的放射性金属,它十分耐热,熔点高达2200℃。 在零下265℃时,锝的电阻会全部消失,成为一种没有电阻的金属。另外,金属锝的 半衰期很短,还不到90天,怪不得科学家们在地球上找来找去,就是找不到它的踪迹 .

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    不过锝并未真正从地球上消失,1949年,美籍华人女物理学家吴健雄与她的同事 在铀裂变物中发现了锝,经进一步研究,她们发现大自然中也有极微量的锝存在--它 们是在铀矿的自然裂变过程中产生的。据测定,1克铀全部裂变,大约可得到26毫克 锝。另外,有人还对别的星球上射来的光线进行了光谱分析,结果发现其他星球上也 存在着锝。

    69.稀土并不稀少

    说起”稀土“这个名字,还是18世纪沿用下来的。当时的人们习惯于把那些不溶 于水的固体氧化物叫做”土“,而稀土金属的氧化物恰巧都不溶于水,而且它们也都 没有金属光泽,模样又与泥土十分相似,再加上它们在自然界十分分散,几乎没有独 立的矿藏,要想将它们提取出来非常困难,给人以一种稀少的感觉,于是人们就把它 们叫做稀土金属了。

    事实上稀土元素在自然界的储量并不稀少。到目前为止,已发现的稀土矿有250 种,它们在自然界中的总量,比常见的铅、锌还要多。只不过它们在地壳中的分布比 较分散,在矿物中又总是共生在一起,因此分离起来十分困难。科学家们从1794年发 现第一个稀土金属元素钇,到1947年在铀裂变的矿物中找到最后一个稀土元素钷,前 前后后共花费了153年时间,才将稀土金属家族中的17个成员一一辨别清楚。

    70.没有钢筋水泥的大厦

    我们通常把元素周期表叫作元素大厦,那么这座大厦共有七层,也就是七个周期 .各个元素按它们的原子序数从小到大排列着,性质相似的元素,就居住在楼上楼下 ,也就是同一族。按这种排列方法,从1号元素到105号元素,几乎都能在这幢大厦中 找到适合于自己的固定位置,可在人们排列第57号元素镧到第71号元素镥时,却出现 了问题。原来这15种元素的化学性质十分相似,按分房原则应将它们统统安排在57号 住房中。可是这一间房子,住上15个人的话,实在太拥挤了。于是,为了解决这一问 题,人们便在周期表大厦旁边,加盖了两排平房,将这15种元素分别放到了第一排平 房的15个小格子里,并为它们起了个名字”镧系“.另外,在第57号元素镧的楼上, 还居住着镧系元素的两位亲戚--39号元素钇和21号元素钪,它们与镧处于同一族,性 质也与镧系金属十分接近,因此人们便把镧系的15位成员以及钇与钪共17种元素统称 为稀土金属元素。不过,在这17位稀土成员中,钪有些特别,它的性质与其他元素间 差别相对较大,因此也有人不将它放在稀土元素之列。

    71.”削铁如泥“并不神奇

    硬质合金最独特的性质就是硬度大,比如以钴为粘结剂的碳化钨基合金,其最低 硬度也大约等于工具钢目前已达到的最高硬度值。而且在切削过程中会产生高温,这 就要求做切削工具的材料在高温下也要有一定的硬度,可通常的碳素钢,在200℃时 ,硬度就大大下降了,即使高速工具钢做成的刀具也只能在600℃~700℃下正常切削 ,而硬质合金做的刀具,温度达到1000℃也没问题。

    当然,硬质合金的性能与碳化物含量和粘结剂种类有很大的关系。目前广泛使用 的硬质合金主要有两类,一类是以钴为粘结剂的碳化钨基硬质合金,其中碳化物的含 量约为55%~91%;另一类是以工具钢或其他合金钢为粘结剂的碳化钛基合金。碳化钨基 的硬质合金韧性、耐热冲击性能较好,而碳化钛基的硬质合金则高速切削、耐磨性、 化学稳定性较好。

    近年来,在冶金学家们的努力下,还有许多适应不同切削对象的硬质合金,如铸 造硬质合金、涂层硬质合金等相继涌现,相信不久的将来,”削铁如泥“将不再神奇 .

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    几年前日本又研制成了一种新型的高性能硬质合金--氮化钛合金。这种新型的硬 质合金同时具有了前两种合金的优点:一方面,它在高速切割产生的高温下有着与碳 化钨基合金相同的传热能力,因此用它制成的刀具散热快,这对提高切削的速度非常 有利。另一方面,氮化钛基的合金刀具在切削金属时,不易变型。因此,它的切削性 能比上述两类碳化物合金都好。

    72.能减振的合金

    自古以来,人们在生产实践中发明了许多控制振动和噪音的办法,如增加重量, 提高构件刚度,安装减振装置,采用多孔吸声材料等。但这些传统方法在现代工业中 应用,存在着很大的局限性,因为它们仅仅从设计上考虑,而忽视了制造机器设备的 主要材料--金属的减振消音。20世纪50年代初,欧美的科学家们开始了减振金属材料 的探索,并开发出了锰铜系减振合金。

    那么,减振合金为何具有优异的减振性能呢?这是因为它的结晶构造进行了重新 排列,能够依靠容易移动的晶体界面把外力冲击时产生的振动能转化为热能消耗掉, 从而有效地吸收噪声。

    减振合金就像金属中的”哑巴“,用铁锤敲击时,并不发出青铜、钢材那样洪亮 的金属声,而是如同敲打橡胶那样沉闷,即使把它使劲摔到水泥地上,也只发出微弱 的哑声,然而它却又能像钢材那样承受较高温度和强度。

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    锰铜系合金是强度高,减振性能好,便于冷热加工的一类性能优异,使用广泛的 减振材料。它的发明还颇有戏剧性。

    1960年的一天,美国的一位工程师正在研究钻头的合金材料,当他将一块含锰 80%的合金扔进工具箱时,并未听到金属的撞击声,他感到十分奇怪,并受此启发, 研制出了锰铜系减振合金。

    73.元素周期表中坐第一把交椅

    氢的来源丰富,据估算地球上光在水中就含有15亿亿吨氢,因此绝对没有枯竭的 危险。其次是氢作为能源,燃烧后生成的是生命液体--水,没有烟尘和废气,因此不 存在污染问题。另外,氢还是一种热值很高的燃烧,燃烧1000克氢可以放出约1.424 ×108焦的热量,比石油、煤炭等化石燃料大得多。不过,氢气的贮存和运输限制了 这一理想能源的大规模使用。

    在通常情况下,氢气是气体,质量非常小,即使加压到15兆帕,储存于高压钢瓶 中,所装气体的质量也不到钢瓶的1/100,而且氢气的性格比较暴烈,遇到火花会发生 爆炸,因此直接将氢气储存于钢瓶中的做法既不方便,也不安全,储量也很小,因此 并不可行。

    那么,能否把氢气液化后储存起来呢?回答是肯定的。不过氢气在常压下,要冷 至-252.6℃才会变成液氢。这样制备液氢不仅需要能制造超低温的冷却设备,而且还 需将液氢储存在隔热的容器中,因此需要较大的空间,也比较笨重。比如,用液氢作 燃料、用液氧作助燃剂的宇宙火箭,光液氢和液氧的储存箱,就要占到火箭全部空间 的一半以上。航天飞机的起飞重量约2000吨,而液氢液氧的储存箱约重700吨,占起 飞重量的1/3以上。因此,将氢气液化后储存的方法尽管已应用于实践中,但还是存 在着许多困难。

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    不知你是否注意到,在元素周期表中,氢所在的这一族除了氢以外,都是典型的 金属。

    为此,科学家们一直在思考将氢转变成金属的方法,并于1972年在高压下成功地 制得了金属氢,这可以说是金属家族中诞生的一个新成员。金属氢的密度很高,用它 作燃料,不但体积小、效率高,储存也方便。

    74.钒与血的颜色

    一提起血的颜色,人们便会不约而同地回答:红色。其实不尽然,血不只有红色 ,还有蓝色、绿色等。一般高等动物的血中有含铁的血红蛋白,因此显红色。有些软 体动物,如田螺、乌贼等,由于它们是由含铜的血蓝蛋白来输送氧气的,因此它们的 血液呈蓝色。而海洋生物海鞘的血则是绿色的,这是因为它的血液中含有三价钒。海 水中钒的含量很小,约只有2×10-9的量,而海鞘却有着惊人的富集钒的能力,它体 内钒的浓度可比海水高出几十亿倍。

    由于地球上钒的分布十分分散,很难找到钒含量超过1%的矿藏,因此海鞘的富集 钒的本领引起了世界各国科学家们的广泛兴趣。目前,日本已在海滨建起了海鞘养殖 场,据说他们已经利用从海鞘体内获取的钒,炼制了一些特种钢材。

    钒还存在于许多生命有机体内,在家禽、蛋、动物肝、甚至人脑中,都有钒的成 分。如果猪饲料中加入少量钒,可以大大促进猪的食欲,从而快速催肥。动物体内若 缺钒,则会产生生长迟缓,生殖机能低下等病症。

    另外,最近,有科学家还发现有一种钒固氮酶具有固氮作用,这一发现为人工模 拟生物固氮开辟了广阔的前景。

    75.试与黄金试比高

    铂系金属家族除了金属铂(俗称白金)以外,还包括钌、铑、钯、锇、铱和金六 种元素。它们的产量很小,但具有极高的工业价值,因此人们又称它们为贵金属。

    在铂被发现以后的几十年间,它的命运一直不佳,甚至还因为一些贪婪的商人将 铂掺入黄金中谋取暴利。西班牙政府曾一度下令禁止开采铂矿,并将所有库存的金属 铂都抛入了大海。直到19世纪20年代以后,人们发现了铂的催化性能,它在工业上的 巨大意义才表现了出来,但至今全世界铂的年产量仍不过20多吨,用铂制成的白金饰 品仍十分昂贵。

    铂系金属家族中的其他成员大多混杂在铂矿中,但它们的含量很少,而且难以溶 解,因此在铂矿被提取出来以后,它们总是随着残渣一起被扔掉了。直到1803年,英 国的一位多才多艺的化学家戴拉斯顿开始用王水来溶解铂矿,才从中发现了两种元素 钯(为纪念当时发现的一颗小行星而得名)和铑(”玫瑰花“的意思,因该金属形成 的多种化合物呈鲜艳的玫瑰色而得名)。

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    1735年,法国和西班牙的一支联合科学考察团到达秘鲁,该考察团中的西班牙海 军军官乌罗河在平托河附近的金矿中发现了一锭白金。因为它极像银,便为它取名为 ”平托河地方的银“.9年后,这位海军军官将这锭白金带回了欧洲,并交给英国化学 家华特生鉴定。华特生经过4年的研究,确认来自”平托河地区的银“是一种新金 属--铂。

    76.能测知年代的同位素

    科学家发现,一棵树、一片草叶、一只蜜蜂,以及人体中的一点肝脏、一片指甲 ,在每6×1012个碳原子中一定有一个是碳-14原子。这种原子每分钟能放出16个β粒 子,自己则转变成碳的其他同位素。假如生物(植物或动物)活着,碳-14原子则衰 变多少就能补充多少,总保持一定的数量。假如有人砍倒了一棵树,这棵树死了,就 不会再补充不断减少的碳-14了。可是,原来的碳-14原子还在继续衰变。要知道,从 活树上碳-14原子每分钟放射16个β粒子,逐渐地”衰变“,到只能每分钟放射8个β 粒子,经历这样一个”半衰期“,需要5730年。因此,几千年后人们发现了这棵被砍 倒的树,锯下一块木头,将它加热变成炭,从中取出1克,用放射性探测器测出它每 分钟能放射的β粒子个数,经过计算,就会确知这棵树究竟是在什么时候被砍倒的。 埃及考古学家就是用这种方法测知小麦的”年龄“的。

    用放射性测定年代的方法,是很有用的。我们说五千年前地球上已有了人类,他 们会用火,会砍树,会制作草鞋。这也是通过碳-14原子测定的。据考证,很久以前 ,有些印第安人曾经做了一些草鞋,留在一个山洞里。在他们返回山洞之前,火山突 然爆发,堵住了洞口。这个山洞现在被考古学家发现了,他们用放射性碳-14测定这 些草鞋是在9600年前留下的。这里可能有些误差,但一般总是在9400年到9600年前这 段时间里留下来的。

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    埃及的考古学家在离尼罗河不远的山上,发现一座非常古老的谷仓,从谷仓里找 到了一些小麦,经科学方法测定,这些小麦大约是六千多年前留下来的。这是用一种 放射性同位素碳-14测定小麦”年龄“后才知道的。

    77.能吞噬细菌的金属

    人们用银碗盛牛奶等食物,可以保存较长的时间不变质。因为银子也会”溶解“ 于水,当食物同银碗接触以后,食物中的水就会使极微量的银变成银离子。银离子的 杀菌能力相当强,每升水中只要有一千亿分之二克的银离子,就足以叫细菌一命呜呼 了。

    银离子的杀菌功能,还可以用在消毒和外科救护方面。古埃及人就已经知道,用 银片覆盖伤口有疗效。后来又有人用”银纱布“来包扎伤口,治疗皮肤创伤和难治的 溃疡,有时会收到很好效果。现代医学中,医生常用1%的硝酸银溶液滴入新生儿的眼 睛里,以防治新生儿眼病。驰名中外的中医针灸,最早使用的就是小小的银针。

    银的化学性质很稳定,不会与氧气直接化合。银器表面发黑,一般是遇到了硫化 氢,生成黑色的硫化银的缘故。古银器长期与空气接触,在空气中极微量的臭氧作用 下,也会失去光泽。

    78.化学王国的”孙悟空“

    乙烯出生在石油裂化炉,这个裂化炉好像《西游记》里太上老君的炼丹炉,乙烯 就像是从炼丹炉里逃出来的孙悟空,有七十二般变化,神通广大。

    生性活泼的乙烯,遇到其他化合物,很容易”摇身一变“成了新的”化身“.它 与水结合,就会变成酒精;如果先同硫酸结合,再同水的反应,也可以变成酒精。工 厂里如果用乙烯制造酒精,能节约大量的粮食。如果许多个乙烯手拉手地连接在一起 ,只要有一定的压力和一些催化剂,就会聚合起来变成聚乙烯。我们日常生活中使用 的食品袋,就是一种聚乙烯薄膜。用聚乙烯做的塑料管,不怕酸碱的腐蚀,又能任意 弯曲,比用金属管要方便得多。

    聚乙烯是个大分子,在单个聚乙烯分子里,有2000多个碳原子。这个分子像是一 条又长又窄的长线。聚乙烯液体经过喷丝头喷出,并且一边冷却,就成了聚乙烯纤维 .乙烯和丙烯共同聚合,可以生成一种具有橡胶性质的聚合物,叫做乙丙橡胶。乙烯 得到银的”帮助“,能在空气中氧化成环氧乙烷,再加水反应,变成乙二醇,它是制 造”的确凉“的原料,也可制造防冻剂。

    乙烯加上氯化氢,又”摇身一变“为镇痛急救药氯乙烷,如果进一步同铅作用, 生成的四乙铅,是半个世纪来广泛使用的汽油抗爆添加剂,但是由于铅的毒害,无铅 汽油正在逐步顶替它的位置。乙烯也能变成氯乙烯,从而制成聚氯乙烯树脂。它能做 成各种塑料用品,或者做成聚氯乙烯纤维,再加工成具有保暖防病作用的内衣。

    79.运动饮料走俏市场

    人在激烈运动时,会流出许多汗水。汗水里有许多盐分,其中还包含钙、镁、钾 等矿物质。如果光喝开水,不仅不能补充身体营养,消除疲劳,而且饮水越多,出汗 越多,盐分流失也越多,容易引起肌肉乏力、疼痛,甚至抽筋。运动员饮用的是由葡 萄糖、矿物质等营养物质做成的运动饮料,能很快消除疲劳,恢复体力。

    运动饮料又叫等渗饮料。它的渗透压同人体内体液的渗透压十分接近,容易被人 体吸收,使人保持旺盛的体力,这对于高温条件下工作的人、旅游者、老年人和青少 年,都是理想的饮料佳品。

    80.称量原子的”天平“

    构成万物的小小原子,究竟小到什么程度?中国古代有位叫公孙龙的说过:”一 尺之棰,日取其半,万世不竭。“意思是说,有根一尺长的木棍,每天把它截去一半 ,一万代也截不完。

    如果确实有这样的工具,能一直截下去的话,那么,一尺木棍每天截去一半,到 第三天只剩八分之一尺;第十天只剩下一千零二十四分之一尺;到第三十天,剩下十 亿分之一尺,这时木棍已经比纤维素分子还小了;到第三十二天,只剩下四十亿分之 一尺,相当于原子大小了。科学家发现,不同的原子,大小也不同。原子的直径一般 是一亿分之一厘米,或三十亿分之一尺。打个比方,一个最小的细菌里面大约可以容 纳20亿个原子!

    这样小的原子,有多重呢?如果以克为单位,那么一个碳原子的质量是小数点后 面22个0,才接上以克计的小数。这好像用大的磅秤来称一粒芝麻那样,很不恰当。因 此,科学家规定:以一个碳原子(指碳-12)质量的十二分之一为标准,其他的原子 质量同这标准相对照得出相对质量、称为这个原子的原子量。就是说,用一种原子的 质量,来衡量另一种原子的质量,两种不同原子质量的比,才是原子量。所以,原子 量是没有单位的。例如氢的原子量等于1,碳是12,氧是16,钠是23等等,这在化学计算 等方面很有用。

    81.人类的天然保护伞

    臭氧层被喻为人类的天然保护伞。

    臭氧,是一种带有特殊臭味的物质。雷雨过后,我们能闻到这种气味。在地球上 空7至30公里的大气层中,来自太阳的高能紫外线使空气中的氧分子分解,生成两个 氧原子,然后三个氧原子结合便生成臭氧。大量的臭氧分子结集于高空大气中,就形 成一道天然屏障,具有保护地球上生物免遭紫外线过量辐射的作用。科学家指出,臭 氧层变得稀薄,会给人类带来灾祸。

    人类广泛地用作冷冻剂和气溶胶的氟里昂-12(CFCl3)和氟里昂(CF2Cl2),一 旦扩散到了空中,与高能紫外线发生作用,会产生氯原子。这些氯原子同一氧化氮一 样,起着破坏臭氧的催化作用。

    近几年来,科学家们纷纷提出保护臭氧层的问题,限制某些损害地球臭氧层的化 学产品,并向南极上空输送臭氧,以弥补臭氧洞,完成”补天“大业,保护地球上的 一切生物免遭祸害。

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    臭氧洞的形成,主要是人类活动释放的物质引起的。根据美国科学家研究委员会 国家研究院的结论,每一架超音速运输机每年能增加60个皮肤癌患者。同时,还使人 们的免疫功能降低,可能使那些离极地最近的国家的农作物减产等。

    82.神奇的气功大师

    气功这一神奇的名字经常使人迷惑不解,真正的气功对强健体魄、解除人们的病 痛带来福音。然而利用化学反应进行气功发放外气,也真能起到以假乱真的效果。想 必你一定很想知道这位”气功大师“是如何发放外气的吧!

    ”气功大师“在”发功“之前,先取两小块双面粘胶纸,将其分别贴在自己的左 右手心上,然后取少量与肤色相近的棉花粘在手上的胶粘纸上,并加以压平。以后分 别在棉花上滴上少量的浓盐酸和浓氨水(不要太多)。准备工作完毕,即可进行外气 发放。

    开始时,表演者以静气功站立式静立一会儿,随后慢慢地将两手徐徐向前抬起至 肩平,手心相对。过一会儿,两手慢慢向内合拢,两手间开始冒出许多”白色气体“ (其实是烟)。两手掌靠得越近,产生的”气体“越多。当两手逐渐分开时,”气体 “则越来越少。这神奇的”气功“真使人佩服。

    我们知道浓盐酸与浓氨水相接触,就会生成氯化铵固体,大量的氯化铵固体小颗 粒悬浮于空气中就产生白烟。这就是奇妙的气功大师的奥秘所在。

    83.掉不下来的木板

    谁都知道,拿在手中的木板,只要手一松,木板就会掉下来。可也有掉不下来的 木板,你信不信?

    用一块薄型的木板,沾上一些水,将一只洗干净的250亳升烧杯放在沾有水的木 板上。

    再拿一根长约20厘米,直径为6毫米的玻璃管。把玻璃管的一端插入烧杯中,一 端接到一根橡皮管上,橡皮管的另一端接上一只小型打气筒,在烧杯中倒入约60毫升 无色透明、极易挥发的乙醚。此时用打气筒打气,可以加速烧杯中乙醚的蒸发,一会 儿烧杯就被冰冻在木板上了。

    由于乙醚从液态变成气态,气化时要吸收热量,烧杯里的乙醚在蒸发时,烧杯周 围包括烧杯下的水温到0℃以下,于是水便凝结成冰了。这时,如果我们提起烧杯, 因木板和烧杯冻结在一起,因此木板会一起被提起来,木板掉不下来的秘密就在这里 .

    由于乙醚是一种有麻醉及易燃的液体,所以实验时应在通风橱中或通风的房间内 进行,同时应避免火种。

    84.牛奶塑料

    一提起塑料,人们立即会想到五彩缤纷的塑料瓶、塑料碗、塑料玩具等,这些物 品都是由高分子材料加工制造出来的。但你听说过牛奶也能制塑料吗?

    牛奶放置半天后,牛奶的奶油会浮起,撇出上层的奶油供食用,把脱脂牛奶放在 小铝锅中用文火微热,缓缓地倒入半玻璃杯的米醋,边倒边用筷子搅拌,不一会即可 产生乳白色的块状物质。接着把一块洗净的手帕,放在小碗的碗口,小心地把铝锅中 的液体和乳白色块状物质一起倒入手帕中。过滤完毕后,乳白色的块状物质就留在手 帕上,用手帕把它包起来,用力挤压,挤干后的物质像面团一样,可以捏成你所需要 的形状,这就是牛奶塑料。

    牛奶塑料如要制成塑料瓶、塑料玩具、塑料钮扣等制品,还需要在成型前加入色 彩鲜艳的颜料和一些辅助料。如加入固化剂能使塑料迅速变硬成型,常用的固化剂是 甲醛溶液;如加入氨水、烧碱等软化剂,能使蛋白质易于溶解。这样的干酪素可以加 工制得揩光浆,广泛应用于制草、包装等工业,还能制造光亮耐磨的纸牌等。

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    液体的牛奶,怎么会制出固体的可塑性物质呢?

    原来牛奶中有一种叫做干酪素的蛋白质。这种蛋白质和米醋中的醋酸会发生化学 反应,生成高分子化合物,这种高分子化合物就是塑料大家庭中的一员。这种塑料是 不怕火的。

    85.第一座水晶宫

    1851年,英国维多利亚女王决定在伦敦举行世界第一届工业博览会。女王的丈夫 亲自主持博览会的筹备工作,他要求展览大厅宽阔、通亮,建设速度快,容易拆除而 且材料还可以继续使用。为此,举行了全欧设计竞赛。欧洲各国的建筑师一共提出 233个方案,但都未被采用。后来,美国的一位园艺师提出用玻璃和铁柱来建造展览 大厅的全新设计方案:整个大厅用3300根铁柱和2300根铁梁组成网格形框架,框架内 全部镶上玻璃。这个别具一格的建筑物竣工后,立即轰动了世界,被称作是第一座巨 型水晶宫。

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    玻璃这种透明的物质最早是由埃及人发明的,他们是用沙子(其实是二氧化硅含 量高的石英砂),经火熔化后制得的。我国古代劳动人民也会制造。但是进行大规模 的工业生产的还是欧洲人。清朝时,美国人赠送给慈禧太后的一些玻璃制品,在皇宫 内当作西洋珍品保存。光绪皇帝初主朝政时,内务府户部侍郎立山见皇上体弱多病, 异常怕冷,便在皇帝召见大臣的殿门上安装玻璃以避风寒。慈禧闻知后大怒,说有碍 ”祖宗体制“,下令拆除。在中国,由于封建保守势力根深蒂固,玻璃迟迟未能被广 泛地用作建筑材料。

    86.出血不止探源

    丹麦的一位名叫达姆的博士特制了一种饲料,结果发现用这种特制饲料喂养的小 鸡皮下和肌肉都有出血的现象,如果用针尖刺破,小鸡就会流血不止,随即死亡。

    此后的许多年时间内,达姆进行了无数次试验,包括将一些已发现的维生素添加 进饲料,仍不能使患病的小鸡康复。直到1939年,通过深入农家调研,达姆才发现绿 色植物的叶子对防治小鸡的出血症有奇效。通过进一步的研究,达姆终于从紫苜蓿的 叶子中提取出了一种黄色液体,并将其命名为维生素K.

    当然,出血症并非小鸡所独有。人体如果缺乏维生素K,同样也会患上这种可怕的 出血症。

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    在我们人体内有一种凝血酶元,血小板遭破坏后,会放出凝血活素和钙离子,与 凝血酶元结合,生成活性的凝血酶,使血浆中可溶性的纤维蛋白元结块,这样流血才 会停止,而维生素K就是凝血酶元的主要成分。不过我们也不必过于担心,因为人的 肠道细菌能够合成维生素K,绿色植物中也含有丰富的维生素K,所以人体对维生素K的 需求量很少,较少出现维生素K缺乏症。

    87.白鼠试验得到的启示

    科学家们在用白鼠做实验时发现,如果只给老鼠吃高蛋白质的食物,它们就会失 去生育能力。

    这是怎么回事?

    1922年,英国营养学家伊万斯教授在进行了一系列试验后,发现只需用麦芽来喂 养失去生殖能力的白鼠,它们就能恢复生殖能力。后来伊万斯教授又从麦芽中提炼出 了这种能恢复白鼠生育功能的物质--维生素E.

    维生素E在常温下是一种油状液体。它的性质稳定,不怕热和酸碱,但它极易氧 化,一碰到氧化物,就会失去化学活性。而正是这种易氧化的性质,使维生素E在生 物体内起着举足轻重的作用。

    原来生物体的细胞一方面需要获得氧气来氧化糖类、脂肪和蛋白质,获得能量; 另一方面,也需要抗氧化剂来防止过量氧化剂的入侵。人体细胞核内的染色体很极易 被破坏,需要维生素E这种抗氧化剂来保护,因此生物体如果缺少维生素E,就会丧失 生育能力。

    小档案

    维生素E主要存在于麦芽、大豆等植物中。特别是一些植物油(如玉米油、柿子 油)中的维生素E含量尤其丰富,牛奶、奶制品和蛋黄中也有维生素E.成人对维生素E 的需要量为每天15~25毫克,过量服用维生素E同样也会中毒。

    88.为”爱情“而献身

    人体血液中含有铁,是在上个世纪被发现的。据说曾有一位特别痴情的化学专业 学生,为表白爱意,决心用自己血液中的铁做一只戒指,奉献给心上人。于是他定期 抽血,然后从中提取铁,但由于血液中的铁微乎其微(一般不超过4克),最后戒指 还未做成,该学生就因贫血而离开了这个世界。

    这是一个传说。不过对于人体,铁确实十分重要。人体一旦缺铁,血红蛋白的制 造就会发生故障,这时血液就会变白,人也会苍白无力。如果去医院检查,医生便会 说患了缺铁性贫血,并给病人服用硫酸亚铁等铁剂。

    一个有趣的问题来了,人休内有充足的氧气,可体内的二价铁为什么不会因氧化 而”生锈“?

    原来,人体内有一种天生的蛋白质”防锈剂“,它能与铁结合成”铁蛋白“,从而 保护铁元素,防止它”生锈“.

    ”铁蛋白“分子结构很特殊,它们能彼此串在一起形成空心的圆柱体,将铁牢牢 地包围起来,让铁原子在圆柱体内,从而避免它与氧气作用而”生锈“.而当机体需 要铁时,铁蛋白会将铁释放出来,供造血组织使用。

    小档案

    如果一个人生产这种特殊蛋白质的功能出了毛病,那么铁就真的会”生锈“了。 比如有一种名叫古铜色贫血症的遗传病,就是因为发病者的基因出了差错,体内络合 铁的蛋白质”生产“出了故障,致使”废铁“沉积,皮肤出现古铜色;再如肝癌病人 的皮肤往往会发黑,也是因为他们体内络合铁的这种蛋白质出了毛病,导致铁代谢发 生故障,铁沉积在皮肤中引起的。

    89.电子玩具的奥秘

    在儿童电子玩具柜台上,一会儿一只小狗在”汪汪“叫,一会儿一只小猫又发出 ”喵喵“的声音,这是怎么回事呢?原来这都是压电陶瓷的功劳。

    压电陶瓷的主要成分是铅、锆和钛的氧化物,它是由众多的细微晶粒组成的,每 颗晶粒只有几个微米,一粒黄豆大小的压敏陶瓷块就可包含上亿颗细微的晶粒。在制 作压电陶瓷时,人们给这种陶瓷施加高压电场,在高压电的作用下,陶瓷中数不尽的 小晶粒就在电场的作用下规则地排列起来,从而使陶瓷带上了压电性,成为压电陶瓷 .

    玩具设计师们在小动物的肚子中装上了用压电陶瓷做成的蜂鸣器,当电极通电时 ,由于压电陶瓷的压电效应就会产生振动,发出人耳可以听到的声音。通过不同的电 子线路的控制,就可以产生不同频率的振动,从而发出不同的声音。小到电子表报时 发出的”嘟嘟“声,大到消防车、救护车的警报声,都是压电陶瓷发出的。

    90.失去重力,身不由己

    火柴要持续燃烧,火苗周围就必须有足够的氧气。在一般情况下,由于火在燃烧 时,会放出热量,这种热量把周围的空气也加热了,于是受热后的空气就产生热膨胀 变轻而开始上升,从而产生空气对流,不断从周围聚来的新鲜空气为火焰提供了充足 的氧气,使火持续燃烧。而如果在无重力的情况下点燃火柴,由于空气没有重力,因 而产生不了重量差,也就不会发生对流,所以火就不可能持续燃烧,火柴在点着后, 就立即会熄灭。

    91.”圆珠笔“还是”原子笔“

    我们常用的笔除了铅笔和钢笔外,还有圆珠笔,可也有人称”圆珠笔“为”原子 笔“,其实这其中还真有一段”姻缘“.

    世界上第一支圆珠笔是在20世纪30年代的英国出现的,但由于宣传不得力,因此 未能像钢笔和铅笔那样得到推广。后来有位美国人看中了这种笔,认为它前途光明, 就把专利权从英国人那里买了过去。由于当时美国的原子弹在二战后期威震世界,为 此这位美国人受此启发,大做广告,将圆珠笔吹得天花乱坠,说什么这种笔中装的是 ”原子油墨“,名叫”原子笔“,一个人只要买一支这种笔,就能够用一辈子。人们受 此广告影响,纷纷抢购这种新奇的”原子笔“,结果这种笔的价钱一路上升,这位美 国人也因此发了大财。

    其实所谓的”原子笔“、”原子油墨“都是骗人的。这种笔中装的只不过是用染 料和蓖麻油制成的普通油墨,但”原子笔“的名字却因此而得以流传下来了。

    92.坏血病的克星

    在17~18世纪,许多海员常会因为患上坏血病而丧生旅途,客死异乡,而柠檬和 桔子却能治好这种病。于是各国科学家们花费了大量的精力在柠檬中寻找治疗坏血病 的有效成分。功夫不负有心人,最后终于从柠檬汁中提取出了一种结晶物,他们称其 为维生素C.由于维生素C具有极强的抗坏血病的功效,因此被称为”抗坏血酸“,而它 的化学名称则为已糖羰酸。

    维生素C以很高的浓度广泛存在于桔子、柠檬、菠菜、西红柿等植物中。植物和 大部分动物都有自己制造维生素C的能力,而人类和猴子、豚鼠等高等动物则没有这 种本领,因此必须从蔬菜、水果中摄取维生素C.

    那么人体缺少维生素C为什么会患坏血病呢?

    这是因为维生素C能促进体内胶原蛋白的合成,而胶原蛋白是把一个个细胞连接 在一起的重要物质,因此人体如果缺少维生素C,合成胶原蛋白就会受到影响,身体就 会出现溃疡,伤口不易愈合、牙龈出血以及血肿等坏血病症状。

    93.抗生素神通广大

    人会患病,植物和动物也会生病,除了为人类治病外,科学家们还拿抗生素用来 给动植物治病。

    过去,人们主要用农药来为植物‘治病’.但是农药只能消灭植物外部的病菌,对 植物体内的病菌却无能为力了。抗生素就不同了,它喷洒在植物上,能被植物吸收到 体内,有效地抑制或杀死植物体内的病原菌,达到”以菌治菌“的目的。比如,将链 霉素、土霉素等的溶液喷洒苹果、梨等果树,能防治细菌褐色斑点病;用十万分之一 的链霉素溶液浸黄瓜、番茄等的种子,能保证黄瓜、番茄等一生不受叶锈病的侵害。

    此外,除了治病外,人们还利用抗生素来保存食品,比如用高浓度的抗生素拌在 饲料中喂牛或喂猪,那么在宰杀后,它们的肉就不易腐烂;鸡被宰杀后,在稀薄的抗 生素溶液中浸一浸,可以保存近一个月;在运输鲜鱼的过程中,在水中加入少量金霉 素,可以减少活鱼的死亡率。

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    抗生素对动物也有作用。它能促使家禽、家禽的生长、发育,在小猪或小鸡的饲 料里面掺入少量抗生素,能加快这些禽畜的生长。用青霉素治疗猪丹毒、黑腿病等有 显著的疗效,其他家畜类疾病,如肺炎、腐蹄病等,用其他药物治疗效果不好,而用 抗生素治疗则有很好的效果。

    94.牛奶不欢迎红糖

    牛奶并不怎么甜,因此有人喜欢在牛奶中加糖来增加甜味,可是你是否知道,在 牛奶中应该加白糖,而不宜加红糖。

    牛奶之所以能形成溶液,是因为牛奶中的蛋白质分子都带有相同的电荷,它们互 相排斥而不结聚。同时,蛋白质分子上的氨基和羧基等基因又吸引着水分子,因而蛋 白质分子能被水分子团团围住,均匀地分布在水中,人们称这类溶液为乳浊液。白糖 经过精制,里面含有较少的杂质,因此加入到牛奶中后,不会对牛奶溶液有很大的影 响。而红糖则不然,当把红糖加入到牛奶中后,红糖中带有相反电荷的杂质会与蛋白 质分子所带的电荷发生中和,从而使不带电荷的蛋白质分子凝聚,红糖加得越多,这 一现象越明显。因此当我们往牛奶中加糖时,应注意加的是白糖还是红糖。

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    ”变酸的牛奶并不等于酸奶,它们是完全不同的。牛奶放久了变酸是因为腐败菌 污染造成的,这种’酸奶‘有很难闻的气味,还有凝块。从化学成分来看,鲜奶含有 丰富的蛋白质,而变酸后,这些蛋白质会被分解成硫化氢、硫醇、吲哚等物质,此外 还可能混入病菌,因此吃了这种’酸奶‘会中毒。

    95.蛙腿中的学问

    伏特是意大利的物理学教授,他年轻时就对电学有过研究。1786年的一天,伏特 一大早就钻进了实验室,助手们惊奇地发现伏特手里拿的不是物理实验用的器材,而 是一个关着几十只活蹦乱跳的青蛙的笼子,原来在几个月以前,有一位名叫伽尔伐尼 的意大利生物学家发表过一篇论文,说他在做解剖青蛙的实验时,发现挂在窗前铁栅 栏铜钩上死蛙的大腿肌肉收缩了一下,他认为这是生物电现象,因为在动物肌肉中贮 存了电,所以用金属接触它们时,电就会跑出来。伏特在实验室中重复了伽尔伐尼的 实验后,对伽尔伐尼的解释产生了怀疑,他认为并不是蛙腿上的电跑到金属中来了, 而是两种不同的金属接触,产生的电流刺激了蛙腿,才使它的肌肉产生收缩,也就是 说蛙腿在这里仅仅起到验电器的作用,它的收缩表明回路中有电流通过。在经过了一 次又一次的试验后,伏特终于在1799年把一块锌板和一块铜板浸在电解质溶液中,制 成了人类历史上第一个电池。

    电池中的电流是在氧化还原反应过程中,由电子转移产生的。将一块锌片和一块 铜片插入电解质溶液(比如稀硫酸)中后,由于锌比铜活泼,所以就失去电子,被氧 化成锌离子(Zn+2),锌片失去的电子通过导线流向铜片,并在那里与溶液中的氢离 子(H+)结合,放出氧气。也就是说,电池通过化学反应,将化学能转化成了电能。

    96.变色镜的灵通

    在盛夏的骄阳下,人们往往会戴上墨镜,但普通的墨镜有个缺点,戴着它一切都 变得灰蒙蒙的。而有一种自动调光的变色眼镜则克服了这一缺点,它能随外面光线的 强弱而自动改变镜片颜色的深浅:当周围光线很强时,变色镜片会自动变暗;当光线 变弱时,变色镜片会变淡至无色透明。

    那么变色眼镜为何能自动调光呢?

    原来这种眼镜的镜片玻璃在制造时,加入了溴化银。溴化银的颗粒很小,因此在 一般光线的照射下不会出现吸收、散射等现象,看上去跟普通眼镜片没什么两样。但 是,当强光照射到这种加入了溴化银的玻璃镜片中后,溴化银就会分解成溴原子和银 原子,并聚集成一定尺寸的胶体银粒子,它能吸收可见光,因此玻璃镜片就变成灰黑 色了,而且光线越强,这一变化也越明显。这时,如果把变了色的玻璃镜片再放回到 黑暗中,由于没了光照,所以银原子又会与溴原子化合成原来的溴化银,玻璃中也就 不存在光吸收了,玻璃镜片便又回到了原先的无色透明状。如果光照强度反复变化, 镜片的变色也可反复出现。这就是自动调光变色眼镜的变色原理。

    97.布勃卡尔手中的秘密武器

    撑杆跳高始于1866年。最初进行这项比赛时,运动员使用的是木制撑杆,创造的 最高纪录为3.05米;后来使用了竹杆,到1942年,把纪录提高到了4.77米。竹杆的优 点是轻且有弹性,缺点是自身重量大,于是人们又用铝合金杆代替竹杆,铝合金杆虽 然轻而坚固,但弹性不足,因此到1957年,撑杆跳的世界纪录仅提高了1厘米。那么 ,到哪儿去找既细又结实,而且还富有弹性的撑杆材料呢?就在体育界人士一筹莫展 的时候,化学家们帮助解决了这一难题,他们采用一种复合材料--玻璃钢--来制造撑 杆。乌克兰著名撑杆跳运动员布勃卡正是凭借玻璃钢制成的撑杆,一次又一次地刷新 了撑杆跳世界纪录。

    小档案

    玻璃钢既不是钢,也不是玻璃,它是将玻璃熔化,拉成细丝,织成布,然后将一 层层的玻璃布叠在一起,放进热熔的塑料中加热处理制得的,学名叫玻璃增强塑料。 玻璃钢非常坚硬,它的机械强度可与钢材相媲美,可重量却只有钢材的四分之一,而 且玻璃钢不生锈,也不导电,因此有着广泛的用途。比如,人们用玻璃钢制成喷气飞 机的油箱和管道,以减轻飞机重量;用玻璃钢制成的舰船和潜水艇,结构坚固,且不 怕海水的腐蚀,如果船身一旦有破洞,只要在洞口周围涂上胶粘剂,再贴上玻璃钢布 ,很快就能修复;由于玻璃钢没有磁性,不阻挡电磁波通过,因此用玻璃钢制成的雷 达罩就好比给导弹戴上了一副防护眼镜,既不阻挡雷达的视线,又能起到防护作用; 此外,在体育上,人们除了用玻璃钢做撑杆外,射箭用的弓也是用玻璃钢制造的。

    98.记忆之谜

    科学研究证实,记忆同睡眠一样,与化学有关。

    1962年,美国的一些科学家设计了动物实验来研究记忆中的奥秘。他们通过大量 实验发现,如果在开灯时电击蜗虫,然后将这些受过电击的蜗虫碾成浆给其他蜗虫吃 ,结果那些未在灯光中受过电击的蜗虫也同样见了光就逃避。同样,科学家们又在黑 暗中电击小白鼠,然后在受过电击的白鼠大脑中提取出一种化学物质,再将这些物质 注射到其他小白鼠的大脑中,结果这些小白鼠也开始怕起黑暗了。这些实验说明,记 忆与睡眠一样,也是由化学物质引起的。科学家们在对这种化学物质研究后发现,它 是一种多肽。如果将来能够人工合成这种物质,那么人类就可以实现记忆移植。

    99.不食人间烟火

    近些年来,世界人口增长迅速,地球的负担越来越重,科学家们设想,如果人类 也能像豆科植物那样,体内长有“根瘤菌”,那人类不就能充分吸食大气中取之不尽 、用之不竭的氮气,成为不食人间烟火的“神仙”而自由地生存了吗?

    事也凑巧,前不久,科学家们在非洲新几内亚山区调查研究时发现,住在那里的 一些人饮食非常简单,每天仅吃一些山芋和蔬菜,最多加一些豆类和花生,每人每天 蛋白质的摄入量仅为22克,是世界卫生组织规定的1/3,然而那里的男女老少却个个健 康强壮,丝毫没有营养不良的迹象。

    这是怎么回事?

    科学家们经过研究后惊奇地发现,在这些人的肠道里居然有固氮菌,它们在身体 中吸收和固定空气中的氮气,继而合成蛋白质。这个惊人的发现使科学家们茅塞顿开 .他们设想,在不久的将来,大力培养这种能在人和动物体内生活的固氮菌,并将其 置于人类体内,那么我们就可直接向大气索取蛋白质,从而成为不食人间烟火的“活 神仙”.

    100.乙烯的神功

    作为植物生长的调节剂,乙烯对不同植物的作用是不同的,请看下面三个事例:

    1864年,美国人发现一件奇怪的事情,煤气灯泄漏出的气体可使附近的树木提前 落叶。

    1892年,在亚速尔群岛,有个木匠在温室中工作时,无意中将美人蕉的碎屑当作 垃圾烧了起来,结果美人蕉屑燃烧的烟雾弥漫开来后,温室中的菠萝一齐开了花。

    1908年,美国有些康乃馨的培育者将这种名贵的花卉移植到装有石油照明灯的芝 加哥温室中,结果花一直未开。

    ……

    针对上述事例,科学家们进行了大量的研究,结果发现原来这都是乙烯捣的鬼: 煤气灯中漏出的是乙烯,它能使树叶早落;美人蕉碎屑燃烧后产生乙烯,它能促使花 儿开放;芝加哥温室中石油照明灯放出的乙烯,它却抑制了康乃馨花儿的开放。考考 你

    1.什么酸

    走进实验室,化学老师指着五瓶没有标记的酸液问同学们:“这是五瓶浓酸液, 它们是硫酸、硝酸、盐酸、醋酸和氢氟酸,谁能不用任何药物很快把它们鉴别出来? ”

    片刻,只见李奋同学走到台前,随手拿出一瓶说:“这是氢氟酸!”又拿起第二 瓶说:“这是硝酸!”在剩下的三瓶中,他很快地说出:“这是醋酸!”“这是盐酸 !”“最后一瓶是硫酸。”

    老师夸奖他答得又快又准,并请李奋同学告诉大家,他是如何鉴别出来的。你能 说出李奋是怎样鉴别出来的吗?

    2.谁偷了碳酸氢铵

    有一年夏天,在湖南省宁乡县的某个生产队,突然发生了一件奇怪的事情:仓库 里的5000千克碳酸氢铵丢了1500多千克。队干部来到仓库左看右看,奇怪,仓库关的 严严实实的,没有一点被盗的痕迹。仔细一检查,发现不少装着碳酸氢铵的塑料袋上 有许多破洞,而这些口袋里的碳酸氢铵丢的最多。经过调查,保管员诚实可靠,也没 有偷。那么,是谁偷了碳酸氢铵呢?请你帮他们来破案吧!

    3.为什么要把煤弄湿再烧

    当你走过工厂锅炉间的时候会发现工人往往把煤堆放在露天任凭雨淋,有时候不 下雨还要浇点水,把煤弄湿后才加到炉膛里,这是为什么?

    4.手帕为何烧不坏?

    小刚说:“我的手帕烧不坏!”小梅不相信,于是小刚就给小梅当场实验。

    他拿一块手帕,先在水里充分浸透。取出后,轻轻把水挤掉(但挤得不太干)。 然后再将手帕浸入二份酒精一份水的混合液里,取出后,拿一把铁钳夹住手帕的一角 ,放到火上点燃。这时手帕立即着火,奇怪得很,火焰很大,但手帕却没有烧坏。

    小梅感到很奇怪,为什么一块普通的小手帕却烧不坏呢?

    5.节目单有何秘密?

    化学魔术晚会开始了,报幕员在舞台左侧挂出一张“节目单”.节目单上除了“ 演出节目”四个字以外,竟是一张白纸。只见报幕员手拿一个喷筒,对准节目单乱喷 一通,雾滴所到之处,纸上现出杂乱无章的红蓝斑点,转眼之间,红蓝相间的演出节 目内容已呈现在观众面前。你知道这是什么道理吗?

    6.为什么铁皮簸箕容易生锈

    王家伯伯常把吃完的罐头剪开拼接成铁皮簸箕,但是他发现,他做的簸箕特别容 易生锈,为什么?

    7.玻璃杯有何秘密

    取一只玻璃杯,瓶口朝上平放在桌子上,然后在玻璃杯里放一些碎纸,把玻璃杯 里的碎纸用火点着,不许用嘴吹,不许用水浇,不许把杯子的位置移动,当碎纸未烧 完以前,用什么方法最容易使火自然熄灭,为什么?

    8.谁说得对

    三位同学手里分别拿着两个不封口的瓶子,一位男同学手里的两口瓶子瓶口均向 上,另一位男同学手里的两口瓶子瓶口均向下,一女同学手里的瓶子瓶口一上一下。 这三个同学都说:“我手里拿着两个瓶子,一个瓶里装着氢气,一个瓶里装着二氧化 碳。”三个人里只有一个人说对了,请你想一想,他们谁说得对?为什么?

    9.37毫升哪里去了?

    高浓度的烈性酒,有时是以95%的纯酒精,兑入适量水和香料配成的。有一次, 一个细心的人想配制1000毫升50度的酒。他用量筒量取了520毫升95%的酒精,另外又 量取了480毫升蒸馏水,当他在蒸馏水中滴入几滴香料,和酒精混合以后,发现混合 后的酒不是1000毫升,而是963毫升。还有37毫升到哪里去了呢?他实在解不开这个 谜,请你帮他想想吧!

    参考答案

    1.一般簸箕是用白铁皮(镀锌铁皮)做的,当白铁皮被敲打,部分表面损坏后, 锌和铁与空气中的水分形成原电池,锌比铁活泼,故而铁不易生锈。而食品罐头的铁 皮是马口铁,表面镀的是一薄层锡,当马口铁被敲打,部分表面损坏后,锡和铁与空 气中的水分形成原电池,铁比锡活泼,先腐蚀铁,因而铁皮很容易生锈。

    2.把杯里的碎纸用火点着时,用一块木板或其他东西把杯口紧密地盖着,杯里得 不到外面的氧气补充,不能够给火助燃,而杯内空气中原有的氧气又很快在燃烧过程 中消耗完,火就会自灭了。

    3.氢气轻,必须装在口朝下的瓶里。二氧化碳重,要装在口朝上瓶里。所以女同 学说得对。

    4.酒精用水稀释后,并未挥发掉,因此二者的质量并没有减少,只是体积变小了 .这是因为,看起来紧密无隙的液体,其实它们的分子和分子之间,仍然有着很大的 空隙。当酒精和水混和后,酒精分子和水分子就通过“氢键”的方式彼此联接起来, 这时分子间的空隙,比酒精和水单独存在时要小,因此,它的体积也就比酒精水相加 后应有的体积略小。5.用塑料瓶装的是氢氟酸,颜色略黄的是硝酸,揭开可闻到醋味 的是醋酸,揭盖后冒烟的是盐酸,剩下无色无味的是硫酸。

    6.碳酸氢铵是一种氮素化肥。它见水就化,并放出一种刺鼻的氨臭味。干燥的碳 酸氢铵在常温20℃时基本稳定,天气一热,气温升到30℃以上,再加上雨多潮湿,如 果包装不严密,它就会分解成氨气和二氧化碳,飞到大气中去。气温越高,湿度越大 ,它分解得也越快。这个生产队仓库里的碳酸氢铵就是这么逃跑的。

    7.因为湿煤烧起来比干煤好。湿煤上的水一遇到火热的煤就产生了化学反应,生 成一氧化碳和氢气,这两种气体都是可燃的。因此烧湿煤等于将水也当作燃料在燃烧 .

    8.这是由于酒精能燃烧,并且燃点低,而水是不会燃烧的,所以手帕烧不坏。

    9.用无色的酚酞溶液和百里酚酞(麝香草酚酞)溶液,预先写上节目名称,然后 用稀碱溶液喷射,酚酞遇碱显红色,百里酚酞遇碱显蓝色。

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