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从海藻液中发现“紫色精灵”

2013-07-11代晓琴

科学启蒙 2013年2期
关键词:铜锅库特新元素

代晓琴

我们平常看到的碘是一种紫黑色的晶体,容易升华,且升华后容易凝结,其用途很广,可制备药物、染料、碘酒、试纸和碘化合物等。有趣的是,据它的发现者库特瓦称,这个“紫色精灵”竟然是从海藻液中找到的。那么,这是怎么回事呢?

来自海藻液的好奇

19世纪初,法国拿破仑发动了一场规模巨大的战争,战火烧遍了整个欧洲。这就需要把大量的黑火药用于战场。许多化学家和火药制造商都研究、制造起黑火药来。

制造黑火药需要大量的硫黄、炭灰和硝石。在当时,硫黄和炭灰很容易买到,但硝石却十分缺乏。正所谓“物以稀为贵”,一时间,硝石的“身价”倍增,许多化学家都把精力放在研制硝石上。

这时候,法国巴黎一个名叫库特瓦的药剂师对此产生了很大的兴趣。由于库特瓦的父亲是一家硝石工厂的厂主,库特瓦曾经在硝石厂做过工,所以他对硝石有一定的了解。

法国紧靠大海,当风浪大作的时候,海生植物受到海浪和潮水的冲击,漂到浅滩上。在退潮的时候,这些海生植物就凸显在海滩上,显出一幅美丽壮观的图画。库特瓦知道海生植物富含硝酸钾、硫酸钾、氯化钠、碳酸钠等物质,而硝酸钾是制造硝石的主要成分。

“为什么不直接用海藻来制造硝石呢?”库特瓦对海藻发生了很大的兴趣,萌生了用海藻液来制取硝石的念头。每当退潮的时候,他就到海滩上采集黑角菜、昆布和其他藻类植物。

库特瓦把这些海生植物堆集起来,并把它们烧成灰,然后加水浸渍、过滤、澄清,得到一种海藻溶液。

为了从这些溶液中提取到制作硝石的成分,库特瓦用一口特大的铜锅对溶液进行蒸发。很快,库特瓦得到了梦寐以求的一袋袋白色透明的硝石。

首战告捷,库特瓦异常兴奋,立即又采集了大量的海藻,开始制造更多的硝石。然而,在接下来的制造中,库特瓦惊奇地发现用来蒸发的铜锅遭到了海藻溶液的严重腐蚀。

库特瓦知道硫酸钾、氯化钠等物质不会腐蚀铜锅,于是猜想海藻溶液中有新物质,是新的物质跟铜锅发生了化学反应。会是什么新物质呢?库特瓦思索着。

发现“紫色精灵”

为了找到合理的解释,库特瓦夜以继日地在实验室进行研究。可是,实验结果并不理想,库特瓦始终都没有找到答案。

这一天,库特瓦仍专心致志地在实验室工作。忽然,只听“嘭”的一声,一只调皮的猫把盛着浓硫酸的瓶子碰倒了。浓硫酸正巧倒进盛着海藻溶液的盆子里。

库特瓦气急败坏地拾起装浓硫酸的瓶子,刚要惩罚这只淘气的花猫,突然,他看见一缕缕紫色的蒸气从盆中冉冉升起,非常美丽。库特瓦从没有见过如此奇异的紫烟,一下子惊呆了。

“这是什么呢?”很快,库特瓦就发现,那些蒸气在冷的物体上凝结时,并不变成液体,而是凝成片状的紫黑色晶体。

库特瓦对此充满好奇,拿这种紫黑色的晶体作进一步的研究。他发现这种新物质不被高温所分解,不容易跟氧和碳反应,但却能与氢和磷反应,还能与金属直接化合,与氨作用会生成一种爆炸物。

库特瓦以前从没有见过这样一种物质,脑子里一片迷惘。回想起这种物质产生时的紫色烟雾,断定这一定是一种当时并没有被发现的新物质。

可是,这究竟是什么新物质呢?由于实验设备简陋,药物缺乏,库特瓦还要把主要精力放在硝石的制造上,他无法证实这种新物质就是一种新元素,所以只好请当时法国化学界的元老德索尔姆和克莱芒继续这一研究。

两年后,德索尔姆和克莱芒正式确认库特瓦的判断,证明了库特瓦发现的紫黑色晶体就是一种新元素,并用希腊文中“紫色”的词意把这种新元素命名为“碘”。

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