风之舞

在我们眼睛看得见、手摸得着的地方存在着一个表面世界，我们平常说的水面就是一种表面。固体物质也有表面，而且有的固体物质的表面大得惊人，是你从来没有听说过的。例如，lg活性炭的表面积可以达到600～1 500平方米，这些表面积主要由活性炭上许多肉眼看不到的纵横交错的毛细孔的内表面提供。活性炭内有极为丰富的毛细孔，而且毛细孔的长度都非常长，1g活性炭的毛细孔的总长度可以达到1.6×108km，这也就是活性炭的表面积如此之大的原因。

活性炭在第一次世界大战中立下过汗马功劳。大战期间，德军向英、法、俄的军队施放了一种有强烈刺激性气味的烟雾，使英、法、俄士兵乱作一团，打了败仗。英法联军指挥部接到前线的报告后，立即派人赶到前线进行调查。调查发现德军所施放的毒气是氯气。找到防止氯气中毒办法的任务就落到了化学家的身上。

俄军司令部把俄国最优秀的化学家泽林斯基派往前线，泽林斯基在调查中发现，有的士兵在受到毒气袭击时，把头蒙在军大衣里，或者把面部紧贴在松软的土地上，从而免遭毒害。泽林斯基认为军大衣上的毛毛和松软的土壤都具有吸收毒气的能力，使毒气不能再发挥作用。

泽林斯基提出用木炭做毒气的吸收剂。他在一个面罩前安装一个短粗的罐子，里面装着木炭，把罐子罩在士兵的鼻子上。士兵呼吸时，毒气被木炭吸收，呼吸仍畅通无阻，这就是世界上最早的防毒面具。

为了找到比木炭的吸附能力更强的物质，泽林斯基将木炭加热，并通入水蒸气，以除去吸附在木炭表面的有机化合物，使木炭中形成更大量的纵横交错的毛细孔，从而使表面积大大增加，这就是活性炭。填充了活性炭的防毒面具效果比木炭更好。

现在，活性炭不仅用于防毒面具，还可以在精制食糖和食油过程中用作脱色剂和除臭剂，以及用于饮水净化（净水器中装有活性炭）和污水处理等。冰箱中用的除臭剂也是用活性炭制成的。

我国考古工作者在挖掘湖南长沙马王堆一号汉墓时发现，棺椁外面有大量木炭，可除去棺椁周围的湿气和浊气，从而对尸体起到防腐作用。由此可见，我们的祖先在2 000多年以前就已经掌握并利用木炭的吸附作用了。

现在，让我们再去漫游比活性炭更奇妙的表面世界——分子筛。它是化学家仿照沸石的结构用人工合成的方法制造出来的水合硅酸铝，是一种多孔的物质。

分子筛之所以具有优良的性能，奥秘就在于它的孔道只允许某些分子（较小的分子）通过，但能将其他一些分子（较大的分子）阻挡在外面。

分子筛的这种奇妙的筛分作用正好是催化反应所非常需要的。在多相催化反应中，催化剂都是固体，气体分子必须在催化剂的表面才能发生反应。分子筛具有巨大的表面积，可以吸附大量的分子在它的表面发生化学反应。但是分子筛又和一般的固体催化剂不同，它可以使应该参加化学反应的分子（与分子筛的孔道大小一样的气体分子）进入分子筛的内部，被固体催化剂吸附而发生反应，其他不应该或不必要参加反应的分子则统统被挡在大门之外。因此，以分子筛做催化剂的反应既具有选择性，也有较高的效率。例如提炼石油中的重整反应，原料油中的芳烃、异构烷烃和环烷烃的分子较大，不能进入分子筛内部；正构烷烃的分子较小，就能进入分子筛内部发生催化反应，转化为优质的高辛烷值的汽油。

人教版化学九年级（上）第六单元《碳和碳的氧化物》课外延伸阅读