化学—勇敢者的领地(1)
![](/images/paper/1002-9567/201815/20181504-1-l.jpg)
![](/images/paper/1002-9567/201815/20181504-2-l.jpg)
戴维的出生地—英国康沃尔郡彭赞斯城立有他的雕像
戴維的“备用性命”
英国皇家学会第23任主席戴维爵士是近代化学重要的奠基人。1807年,他使用伏打电池对熔融状态的氢氧化钾和氢氧化钠进行电离,第一次得到纯净的金属钾和钠,次年接连发现了钙、锶、镁、钡,宣告了“电化学”的诞生。化学界曾把电解获得的金属通称为“戴维金属”。戴维最早确定氯是一种元素,打破了拉瓦锡提出的所有酸都含有氧的错误概念。戴维的一生成就,得益于对化学实验的不厌其详和不避艰险。
21岁时,戴维为测试各种气体属性,曾大量吸入一氧化碳导致严重中毒,多亏及时抢救才起死回生。朋友们调侃说他就像“有两三条备用的性命”。戴维还多次吸入由普利斯特里1772年合成的一氧化二氮而陷入昏迷,自此发现了最早的“麻醉剂”,并引发了上流社会吞吐“笑气”寻欢作乐的时尚。1812年秋,戴维得到安培传来的消息,化学家杜龙发现新的合成物三氯化氮并因发生爆炸而失去1只眼睛和3个指头。戴维毫无畏惧,立即着手重复杜龙的实验,他成功制取了三氯化氮并测定出这种黄色挥发性油状液体的属性。他也没有逃脱爆炸的厄运,导致眼睛严重灼伤并一度失明。对于这次事故,后人在痛惜之余也感到几分庆幸,因为戴维受伤后需要助手,法拉第才有机会当上了皇家学会实验室的“临时工”,从此走进了科学的殿堂。
![](/images/paper/1002-9567/201815/20181504-3-l.jpg)
戴维发明的矿工用安全灯
当蒸汽机向煤矿深处挖进,亿万年积存的甲烷便“破煤而出”,接连不断的矿难成为最恐怖的社会新闻。1812年5月25日,盖茨黑德煤矿瓦斯爆炸造成92名矿工死亡,新成立的煤矿安全委员会正式具函英国皇家学会,点名恳请戴维出来应对危局。这也是工业界最早对科学界求援。戴维立即深入到最危险的矿井考察,并将6瓶瓦斯标本带回实验室,很快研制出著名的“戴维灯”—用细密的金属丝网罩住灯芯,将火焰变成“笼中的金丝雀”,让界面温度散发到瓦斯的燃点以下又不影响空气流通。1815年10月,安全灯在北英格兰煤矿正式使用,戴维亲自陪同煤矿工程师巴德尔到掌子面“以身试灯”,他确信“提灯的人应该走在前面”。安全灯挽救了无数矿工生命,也极大促进了煤炭生产。戴维因此获得1817年拉姆福德奖。
1829年5月29日,戴维去世,年仅50岁。没人知道究竟哪次化学实验成为“压倒骆驼的最后一根稻草”,但日积月累的毒物浸染,无疑是他死于盛年的重要原因。
舍勒的“家常便饭”
化学教科书上关于许多物质“无嗅、无味”等描述,都是化学家们用感官去体验和认知的。
![](/images/paper/1002-9567/201815/20181504-4-l.jpg)
舍勒
舍勒不愧为近代化学的著名先行者。这位瑞典药剂师率先从矿石中发现氧、钼、钨、锰、氯等元素,从自然物中提取酒石酸、草酸、尿酸、乳酸、柠檬酸、氢氟酸、氢氰酸、亚砷酸等一大批有机和无机酸,并对氯化氢、一氧化碳、二氧化碳、二氧化氮等多种气体有深入的研究。他实现了磷的规模化生产,带来瑞典火柴工业的世界领先地位。舍勒做过上千次化学实验,在极其原始的条件下,他习惯了用舌头和鼻子充当最便当的“检测仪器”。
![](/images/paper/1002-9567/201815/20181504-5-l.jpg)
本生灯
拿破仑之死,被归因于流放圣赫勒拿岛时壁纸颜料“舍勒绿”(亚砷酸氢铜)霉变而引起的砷中毒,而砷、汞、铅却是舍勒的“家常便饭”,他品尝和嗅闻过无数有害物质。1785年秋后,健康的“欠债”开始总清算,他的皮肤发生病变,肾脏迅速衰竭,医生的结论是汞中毒。1786年5月21日,舍勒最终病逝,时年43岁,结婚仅2天。阿西莫夫说舍勒是“最背运的化学家”,他的诸多成果因发表延误和身份低微而记入了别人的功劳簿。但舍勒沉迷实验,淡泊名利,成为科学精神的楷模,“舍勒尝百毒”的故事也不胫而走,留给后人久远的遐思和追念。
![](/images/paper/1002-9567/201815/20181504-6-l.jpg)
德国海德堡的本生铜像
本生的“赴汤蹈火”
大凡在高中上过化学实验课的人都熟悉“本生灯”。比起那些火焰明亮而温度不高的煤气灯,“本生灯”预先将煤气和空气按比例充分混合并完全燃烧,产生没有光彩却达到2000℃高温的“纯净火焰”,这也许最能体现它的发明者—德国化学家本生的性格和人品。本生电池则用碳棒取代格鲁夫电池中的铂作为阴极,成为廉价高效的通用电源,带来电镀业和镁光灯的问世。本生用电解法成功制备出足量的钠、钙、镁、铝、锰、钡、锂、氯,让这些元素从实验走向实用。本生最具里程碑意义的贡献,是和基尔霍夫一起发明了分光仪,让每种元素独特的谱线成为其“身份证”;19世纪60年代先后发现了铯和铷,带来了新一轮元素大发现和星际化学的创立。很少有人像本生那样,在化学各分支都立下丰功伟绩,也很少有人像他那样,一生都在化学实验中赴危历险。 (赵致真)