(完整word版)化學(xué)趣味小故事(十三)(63--64)

1、化學(xué)趣味小故事（十二） 故事六十三：煉丹術(shù)與化學(xué) 在人類生活的地球上，有數(shù)不清的千千萬萬種物質(zhì)。有 奇峰怪石的高山，有波濤滾滾的大海，有奔流不息的江河， 有茫茫無際的原野， 山上有萬紫千紅的花草樹木， 地下有各 種各樣的礦物巖石，天上有飛禽，地下有走獸。再加上各種 自然現(xiàn)象如：有寒暑交替，日夜循環(huán)；有夏雨冬雪，雷鳴閃 電；有地震，火山爆發(fā)；還有植物生長，動物繁衍等 等。 在這種錯綜復(fù)雜的生活環(huán)境中，人們對自然界的認(rèn)識經(jīng) 歷了一個漫長的過程，開始人類想知道這些物質(zhì)是從哪里來 的。后來又研究這些物質(zhì)的組成，猜測這些物質(zhì)是不是由一 種或幾種基本的物質(zhì)組成。 在我國古代便產(chǎn)生了“五行說”，認(rèn)為組成物質(zhì)

2、的基本材 料是水、火、木、金、土。在古希臘則流傳著一種把世界萬 物的本原歸結(jié)為四種基本原始性質(zhì)，這四種原始物性是冷、 熱、干、濕。這四種物性如果兩兩結(jié)合， 就形成了四種元素； 土、水、氣和火。四種元素再按不同的比例結(jié)合，就成為各 種各樣的物質(zhì)。在印度古代時期，有些哲學(xué)家們認(rèn)為世界上 萬物郁是由地、水、火、風(fēng)（氣）和“以太”構(gòu)成的。在古埃及則 把空氣、水和土看成是世界的主要組成元素。在古希臘也有 人認(rèn)為世界萬物的本源歸結(jié)為一種物，一切都由它衍生出 來。 古代的這些物質(zhì)觀、元素論對化學(xué)發(fā)展的影響極為深 遠。 大約從公元前三世紀(jì)到十六世紀(jì)， 中外各國都先后興起 過金丹術(shù)，它是近代化學(xué)的前身，也是化學(xué)

3、的原始形式。煉 金術(shù)士們想用廉價的金屬為原料，經(jīng)過化學(xué)處理，得到貴重 的金屬金和銀，另外他們也想生產(chǎn)一種能使人長生不老的仙 丹。煉丹術(shù)在我國最早可追溯到秦始皇統(tǒng)一六國后，秦始皇 先后派人去海上求仙人不死之藥，希圖長生不老，到了漢帝 時，宮廷中就召集了許多煉丹術(shù)士們從事煉丹。那時的煉丹 術(shù)士們認(rèn)為水銀和硫磺是極不平凡的，是具有靈氣的物質(zhì)。 水銀是一種金屬，但卻是液體狀態(tài)，而且能溶解各種金屬， 另外，水銀從容器中濺出，總是里球狀，水銀容易揮發(fā)，見 火飛去，跑得無影無蹤，更增加了它的神秘性。但煉丹術(shù)士 們發(fā)現(xiàn)用硫磺能制服水銀，因為水銀與硫磺作用生成一種硫 化汞，它穩(wěn)定而不易揮發(fā)。這樣一來，煉丹術(shù)士們

4、又編造出 所謂水銀為雌性，硫黃為雄性，宣稱雌雄交配可得靈丹妙藥 因此硫化汞也就成了煉丹術(shù)中一種不可少的藥劑，硫化汞在 那時就稱為丹砂，這個名字一直延續(xù)到今天。煉金術(shù)的初始階段和占墾術(shù)緊密聯(lián)系， 他們認(rèn)為太陽滋 育萬物，在大地中生長黃金，黃金是太陽的形象或化身；銀 白色的月亮是銀的化身；銅是金星的化身；水銀是水星的化 身;鐵是火星的化身；錫是木星的化身；土星是五個行星中最 遠最冷的一個，所以它的化身是最陰暗的鉛。 煉金術(shù)土們相 信： 物質(zhì)的本質(zhì)并不重要， 重要的是它的特性。正象人一樣， 他們的肉體是由相同的材料構(gòu)成，人的好與壞、善與惡不是 由肉體決定的，而是他們的靈魂決定的。因此改變金屬的特 性

5、，就是改變了金屬。煉金術(shù)士們同樣認(rèn)為， 萬物都有生命， 都有靈魂，并且力求提高自己，而且靈魂可以轉(zhuǎn)世和移植， 這樣金屬這種機體力求朝著理想靈魂方向一一不怕火煉的 黃金來提高自己。煉金術(shù)士把金屬銅、錫、鉛、鐵熔合一種 黑色金屬，他們認(rèn)為這樣一來，這四種金屬都失去了自己的 個性和原來的靈魂，再經(jīng)一系列的后續(xù)處理，可得黃色的金 子。 煉金術(shù)雖然和神秘的宗教相聯(lián)系，但是在進行煉金的過 程中，使人類了解到一些無機物的分離和提純手段，進行了 大量混合、反應(yīng)，摸清了許多物質(zhì)的性質(zhì)，大大地豐富了化 學(xué)知識，為近代化學(xué)的建立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 故事六十四：與石油相伴的都市幽靈 -從洛杉磯光化學(xué)煙霧說起 學(xué)者們回

6、顧行將結(jié)束的 20 世紀(jì)時 ,總結(jié)說 :20 世紀(jì)是“汽 車的世紀(jì)”的確,自從亨利福特于 1896 年制造出第 一輛汽 車以來 ,車輪已輾過了 100 多年的歷史。百余年間 , 汽車制 造業(yè)取得了長足的進展。 20 世紀(jì)它在帶動第二產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的同時 ,也使石油成 為了現(xiàn)代工業(yè)的“血液”。汽車融入了現(xiàn)代人的生活之中 , 曾為 人類社會物質(zhì)文明增光添彩 ,幫助現(xiàn)代居民 ,尤其是城市居民 編織著日益絢麗多彩的夢 ,汽車已成為人們無法離開的交通 工具。 然而,正是汽車與石油制品汽油的結(jié)合 , 現(xiàn)代大都市 的幽靈出現(xiàn)了淡藍色的光化學(xué)煙霧。這個幽靈孕育于使用 汽油的汽車誕生之時 ,成長于兩次世界大戰(zhàn)之間

7、。那時 ,一方 面城市的人口密度還不算太大 ;另一方面 ,人們沉湎于第一次 世界大戰(zhàn)之后工業(yè)技術(shù)進步的喜悅之中 ,無暇考慮汽油燃 燒 還會有什么不良后果。 就這樣 ,工業(yè)化所制造出來的形形色色 的“都市幽靈”們得以無憂無慮地成長壯大了。它們似乎是約 好了要同時向人類社會的進步挑戰(zhàn)。這種光化學(xué)煙霧 最早 于 1946 年發(fā)生在美國的洛杉磯。 洛杉磯是北美洲太平洋沿岸的最大港口 ,美國第三大城市 它和圣弗朗西斯科 （舊金山 ）又都是馳名世界的“斷層上的名 城”。 20 世紀(jì)初期 ,它們共同經(jīng)歷了大地震的洗禮。隨后 , 又得 益于優(yōu)良的地中海氣候和極具便利的海運條件而重新崛起。 1911 年 , 在

8、洛杉磯市中心區(qū)的西北 ,創(chuàng)立了電影制片業(yè)的中心 好萊塢 ,依托于城市的日益繁華 ,再加上一大批富創(chuàng)意 ,善于開 拓進取的人們的銳意經(jīng)營 ,不久 ,好萊塢就奠定了其獨步世界 電影業(yè)的霸主地位。市區(qū)東南的迪斯尼樂園也隨之成了馳名 世界的娛樂中心。 20 世紀(jì)的 30 和 40 年代,正當(dāng)?shù)诙问澜绱髴?zhàn)的烽煙彌漫 于亞洲、 歐洲和非洲的上空之時 , 洛杉磯卻受益于飛機、 汽車 制造業(yè)和石油加工業(yè)的發(fā)展 ,迅速崛起成為世界級的繁華大都 會。 20 世紀(jì) 40 年代,洛杉磯的 居民正為飛機、汽車制造業(yè)、 石油開采和冶煉、影視業(yè)、娛樂業(yè)所帶來的喧鬧感到興奮和 驕傲的同時 ,發(fā)現(xiàn)這座日益現(xiàn)代化的城市上空 ,

9、每到夏秋季節(jié) 經(jīng)常出現(xiàn)一種淺藍色的刺激性煙霧 ,有時持續(xù)幾天不散 ,使大 氣可見度大大降低。伴隨而來的是城市流行著一種怪病 :許多 人眼睛輕度紅腫 ,嗓子疼痛干咳 , 甚至有人皮膚出現(xiàn)程度不等 的潮紅、丘斑疹等 ,人們常會產(chǎn)生似是而非的呼吸困難和疲乏 的感覺。時間長了 ,人們甚至發(fā)現(xiàn)這座城市中的不少植 物也多 少有些萎靡不振，原本陽光明媚、風(fēng)景優(yōu)美的洛杉磯已經(jīng)失 去了它優(yōu)美而舒適的環(huán)境。 在 1952 年的 8 月底到 9 月初 , 洛杉磯發(fā)生了震驚世界的 光化學(xué)煙霧事件。在這次大霧中 ,有近 400 位年逾 65 歲的老 人因當(dāng)時病因不明的心肺功能衰竭而死亡。該市許許多多的 人們紅眼相對，商

10、店、街道、辦公室等處咳嗽聲不絕于耳 ,許 多人頭痛難忍。 這一事件轟動了世界 ,也引起了美國政府和科學(xué)界的極大 重視。 經(jīng)過幾年的研究表明 ,上述災(zāi)難的產(chǎn)生不是偶然的。正所 謂“冰凍三尺,非一日之寒”。引發(fā)災(zāi)難的因素多種多樣 ,而產(chǎn)生這 種“殺人煙霧”的真正元兇,就是給人們帶來行走方便的汽車。 當(dāng)時在這座城市中 ,有汽車 250 多萬輛 ,汽車發(fā)動機在使用汽 油、柴油等燃料時 ,除了產(chǎn)生熱能之外 ,汽車排氣管還 排出大 量的廢氣 ,像臭屁一樣令人作嘔 ,我們稱之為汽車尾氣。 汽車尾 氣每天將上千噸碳氫化合物、氮氧化物和一氧化碳等排入大 氣， 這些污染物在陽光的強刺激下 ,發(fā)生一系列的光化學(xué)反應(yīng)

11、 產(chǎn)生了以臭氧、過氧乙酰硝酸酯等為主的淡淡的藍色有害煙 霧, 科學(xué)家定名為光化學(xué)煙霧。 洛杉磯煙霧形成以后 , 由于特殊的地理環(huán)境和氣象條件 使得煙霧久久不易散開。洛杉磯坐落在依山臨海的狹長盆地 中, 屬于地中海氣候。獨特的地形 ,使這里每年有 300 多天處 于上暖下涼的逆溫環(huán)境中。在沒有現(xiàn)代大工業(yè)之前 ,人口分布 又不太集中時 ,這里是充滿了祥和氛圍 ,寧靜幽美的人間仙境。 可是 ,當(dāng)汽車和飛機制造工業(yè) ,石油開采和冶煉工業(yè)飛速發(fā)展 之后 , 給洛杉磯帶來迅速繁華的同時 , 也導(dǎo)致了人口的高度 集中和汽車等現(xiàn)代化交通工具的急劇增加?？諝庵泄饣瘜W(xué)煙 霧的數(shù)量與日俱增 ,只不過人們一時還不認(rèn)識

12、它的危害性罷 了。夏秋季節(jié)的逆溫現(xiàn)象 , 使得光化學(xué)煙霧大量積聚在人類活 動的近地面的空間 ,不易擴散 ,對人類的健康危害尤大。 一句話 , 洛杉磯的 工業(yè)在 30 年代的飛速發(fā)展 ,尤其是城 市化和汽車的 數(shù)量的增加 , 破壞了往昔的祥和寧靜 ,引發(fā)了一場城市生態(tài)災(zāi) 難。 從 40 年代開始 , 洛杉磯上空就出現(xiàn)了不同于燃煤煙霧的 光化學(xué)煙霧 ,光化學(xué)煙霧刺激人和動物與之接觸的皮膚表面 , 使之產(chǎn)生應(yīng)激 ,過敏反應(yīng) ,皮膚稚嫩的部位和粘膜系統(tǒng)反應(yīng)尤 烈。同時 ,這些有害氣體通過呼吸系統(tǒng)進入到人和動物的血液 循環(huán)系統(tǒng)后 ,就會進一步導(dǎo)致全身性的危害 ,還會損害農(nóng)作物 , 腐蝕建筑物 ,使橡膠制

13、品加速老化。 光化學(xué)煙霧對人體的危害 , 首先表現(xiàn)為對呼吸系統(tǒng)的損害，其次是對眼瞼的損害。由此 可見,在 1952 年光化學(xué)煙霧的危害大爆發(fā)之前 ,洛杉磯人已經(jīng) 忍受了 10 多年光化學(xué)煙霧的困擾 ,數(shù)千人為一種淡藍色的輕 煙慢性地謀殺了。 發(fā)生在繁華都會以及一些交通樞紐的類似事件 ,引起全美 國的高度重視。 1955 年,美國政府頒布了 大氣污染控制法 ， 在 1963-1981 年間 , 經(jīng)過 5 次修改后 ,改稱 清潔大氣法 ，它 是美國國土整治中 ,數(shù)十個重要法規(guī)之一。 前車之轍 ,理應(yīng)成為后車之鑒。 但是 ,在汽車工業(yè)迅速發(fā)展 的利益驅(qū)動下 ,各國政府對汽車尾氣給大城市所造成的危害重

14、 視不夠。 50 年代以來 ,光化學(xué)煙霧污染事件在美國其他城市和世 界各地相繼出現(xiàn)。日本東京市 1970 年 7 月 18 日一次光化學(xué) 煙霧事件中 ,受害人數(shù)竟達 6000 余人。50 年代 ,倫敦曾因煤煙 污染引發(fā)的煙霧事件震驚世界 ,今天來自汽車尾氣造的光化學(xué) 煙霧污染又使倫敦再次震 驚中外。近年來最嚴(yán)重的煙霧事件 發(fā)生在 1991 年 12 月 1215 日，二氧化碳一小時濃度達到 423 X10 -9,160 人的死亡與這次煙霧事件有關(guān)。 希臘首都 雅典也 時常受著煙云摧殘 ,70 年代以來該市汽車尾氣排放量 大大增 加,80 年代光化學(xué)污染問題不斷加重 ,90 年代后情況進一步惡

15、化。汽車尾氣排出的污染物將雅典的古跡溶蝕的斑斑駁駁。 墨西哥城是地球上污染最嚴(yán)重的城市 ,該市居民飽受極差的空 氣質(zhì)量之苦。 智利首都圣地亞哥擁有汽車 60 萬輛,該市的污染 很嚴(yán)重。冬季 ,每立方米空氣中塵埃達到 500 毫克 , 形成污染 層。尼日利亞首都拉各斯是非洲污染嚴(yán)重城市的一個典型 ,全 國 60% 的汽車集中在首都 ,政府在污染面前無能為力。土耳其 首都伊斯坦布爾 ,由于汽車排出的廢氣和煤炭工業(yè)釋放出來的 亞硫酸氣體 ,污染極其嚴(yán)重 ,已成為一個呼吸困難的城市 ,冬季 尤為明顯。同樣 ,汽車陳舊和缺少保養(yǎng)是造成伊朗首都德黑蘭 市污染嚴(yán)重的主要原因。盡管伊朗上空沒有籠罩著污染云 ,

16、但 是該市的每個居民每天要吸入 0.5 毫克的鉛?？梢?,汽車帶來 的大氣污染幾乎困擾著世界所有的大城市。 僅 1997 年 ,巴黎、 圣地亞哥、墨西哥城等 ,因為汽車尾氣的污染而導(dǎo)致患呼吸系 統(tǒng)疾病的人數(shù)急劇上升 ,甚至采取行政措施限制汽車行駛的例 子屢見于報端。 在我國 ,大城市光化學(xué)煙霧污染也有日趨嚴(yán)重之勢。 上海市在 1997 年就十分明確地指出 :距離交通干線 50 米以內(nèi)的區(qū)域 屬于光化 學(xué)煙霧污染嚴(yán)重的區(qū)域 ；50100 米的范圍則是光 化學(xué)煙霧中度污染的區(qū)域。 告誡人們 ,在交通運輸?shù)母叻鍟r段 , 休閑、購物等活動最好適當(dāng)考慮避開這些區(qū)域。蘭州市則由 于工業(yè)發(fā)展 ,城市化和地形因素的共同影響 ,光化學(xué)煙霧的污 染和其他工業(yè)廢氣的污染均十分嚴(yán)重。 1998 年仲夏該市已 經(jīng) 提出 ,要在兩三年內(nèi) ,改變公路上經(jīng)?！按箪F彌漫”的局面 , 要還給蘭州人民以藍色的天空。 1998 年 9 月下旬的北京 ,差 一點出現(xiàn)與 1952 年倫敦一 樣的煙霧事件。初秋的北京 , 本 應(yīng)該有那么幾天的天空出現(xiàn)北京人少見的湛藍，可 1998 年 秋天 , 留給人們的記憶里的只有藍色的碎片 ,天空不僅沒有 一絲藍意 ,相反越發(fā)地霧蒙蒙。 市民們強烈的感到嗓子眼兒嗆 得難受 , 當(dāng)來到戶外眼睛就被熏得發(fā)紅 ,刺得生疼。據(jù) 1998 年 9 月 30 日北京市車公莊環(huán)境監(jiān)測點的監(jiān)測數(shù)據(jù)表明