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  [组图]自然科学五千年——化学篇         ★★★ 【字体:
自然科学五千年——化学篇
作者:佚名    文章来源:本站原创    点击数:27042    更新时间:2012-4-3    

    1、从“侯氏制碱法”谈起
    纯碱,是工业中不可缺少的重要原料。半个多世纪以来,盛行世界 的苏尔维制碱法,虽然弊端甚多,但仍被国际垄断资本家严格保密,成 为生产纯碱的唯一方法。我国著名化学家侯德榜(1890 年~1974 年)历 尽艰辛,完全掌握了苏尔维法的要领,使他创办的“永利”成为亚洲最 大碱厂。他又立意改革,赴德国考察,探求制碱新法。在考察中,希特 勒德国故意刁难,提出不准在东三省出售“红三角”纯碱的辱国条件, 被侯德榜严辞拒绝。侯德榜愤怒陈词:“难道黄头发绿眼珠的人能搞出 来,我们黑头发黑眼珠的人就办不到吗?”经过五年奋斗,辗转四川、 香港、上海、纽约等地,500 多次循环试验,2000 多个样品分析,在抗 日战争的艰苦岁月里,“侯式制碱法”终于诞生了。著名的英国皇家学 会、美国化工学会都聘请侯德榜当会员。如果侯德榜将制碱新法作为专 利出售,百万巨富即可到手。但是他饱尝过西方列强的欺凌,领略过资 本家的如壑贪欲,十分同情工业落后的新兴国家。他用世界通行的英语 写出《制碱》一书;公开苏尔维的秘密,毫无保留地将“侯氏制碱法” 的秘密公诸于世,还义务为新兴国家进行技术指导。印度塔塔化工厂以 重金酬谢他的帮助,侯德榜却将酬金全部转赠给国内科研团体。
    侯德榜不愧为我国化学界的优秀代表。
    化学是一门古老的科学,它的发源可以追溯到上千年以前。在埃及、 巴比伦、印度和中国等地,都留下许多化学发现的踪迹。从 17 世纪以来, 大批卓越的化学家脱颖而出。鉴于本书是为中学生编写的,所以我们仅 从中遴选出一些优秀的代表,并对他们的生平和所走过的创造性道路, 作了故事性的描述。
    我们向中学生介绍这些伟大科学家的目的,不单纯是为了使他们增 长知识,而且因为这些科学家本身都可以作为我们教育学生学习的典范。 他们的生活风貌,以及他们对于科学的热爱,为我们展现出许多感人的 片断,体现了为科学事业献身的忘我精神和英勇行为。
    我们希望这本书将会为广大读者提供机会,去体验那业已流逝但却 充满创造的年代,使他们了解化学的基本定律是怎样发现的?一系列未 知的新元素又是怎样发现和制得的?多种新物质是怎样创造出来的?一 些重大的化学理论究竟是怎样提出并完善的?并由此而得到启示,产生兴趣,热爱科学、热爱化学,若能如此,我们将感到由衷的欣慰。
    2、古代炼丹术中的实践化学
    炼丹术又叫金丹术,是封建社会的一种奇门异术。那些从事炼丹的 术士们,曾企图用一些普通药物制造出可以让人长生不老的仙丹。
    我国炼丹的历史渊源可以追溯到战国至秦汉时期,是世界上炼丹术 出现最早的国家之一。
    炼丹的兴起开始发源于神仙迷信,但也离不开封建政权的扶持。秦 始皇就曾派人去海上求“仙人不死之药”,到了汉武帝时代,还曾让一 些术士(又叫方士)们在宫廷里从事炼丹,他们不仅炼药还炼金。到了 东汉以后,炼丹术更进一步的发展起来了,而且与道教相结合,更披上 一层神秘的宗教外衣,还留下了许多著作。他们认为人如果能够长生不 死,就是仙人。若能入仙境,就会“与天地相毕(和天地一样长寿), 与日月同光,坐见万里,役使鬼神(神鬼都能听从他的使唤),举家升 虚(一家人和鸡犬都会到天上去),无翼而飞,乘云驾雾,上下太清(能 在太空中行走),倾刻之间,周游八极。真是说得玄乎之极,这些是炼 丹术士们指导思想的核心。
    炼丹术士们把他们对仙境的幻想和具体的物质性质结合起来,以此 去寻找炼丹的原料。于是,水银、硫磺、氧化汞、硫化汞、氧化砷(砒 霜)、硫化砷(雄黄和雌黄)、硝酸钾、硫酸铝钾(明矾)等等有毒的、 易燃的、容易升华的、容易发生化学变化的物质,都被他们收集来,进 行五花八门的实验,以蒙骗百姓及一些愚昧的君王。
    他们求长生不老不死之丹,这是一条完全不通的死路,当时有不少 人吃了含汞含砷的有剧毒的仙丹而荒唐的送了性命。但是在进行大量的 实验实践活动中,也弄清楚了各种物质的性质,及其相互间的反应及相 互转变的关系,由此也积累了丰富的化学知识和经验,同时也研制出了 许多自然界没有的新物质,那么也能无意之中碰巧的得到某些丹药而意 外的治好人或动物的某些疾病。这些,绝大部分都是炼丹术士们在丹房 里,也就是在他们的化学实验室里所得到的知识。
    在炼丹过程中有化学变化发生是必然的,炼丹家们也曾对此提出过 一些所谓的“化学”理论,其中“五行说”“阴阳说”便是他们心目中 主要的“化学理论”。然而,这些“理论”,从本质上来说都不是化学 的,而只是牵强附会不伦不类的强加到那些真实的化学反应上去的胡言 乱语。
    中医药里的丹,是能治病的,它是中医药中剂型的一种,这种丹和 前面所说的“丹”,是不能相提并论的。以求长生不死的丹,就再也没 有人去炼它了,但能给人治病的丹,却被中医学家们接受下来,并且根 据中医药学的实践加以改进,也就能够流传至今,它已毫无过去那种神 秘色彩的使命了。
    炼丹过程的实践活动,得到了一些可靠的化学知识,我们绝不会因 为它们的出现神秘,而加以全盘否定。只有反映客观事实的东西,才具 有永久的生命力,这就是我们学习科学知识时,应该持有的态度。因此, 我们不能全盘否定我国古代的炼丹家,至少在他们的炼丹活动中,探索 精神、牺牲精神和某些实践的成果,我们还是应该接受的。另外,在我 国古代,毕生从事多种化学实践的人,也就只有这些炼丹家们了,由于 历史的原因,给了他们历史的特殊地位,这是不为人的意志所转移的。 所以说古代的炼丹术也就是最早出现的化学活动。
     3、火、热、热量和温度的故事
    大家知道,做化学实验要用火,而酒精灯就是在实验室中最常见的 用火工具。
    化学上要观察热的变化。浓硫酸倒进冷水中,搅拌后用手去摸烧杯 的外表,就会感觉到它比原来的冷水热得多。
    化学上要计算热量。如 1 克木炭和 1 克酒精,完全燃烧后,各自会 产生多少热量,只要根据它们的热化学方程式进行运算,就会得出结论。
    化学上还非常讲究温度。如各种物质在水中的溶解度大小,都会随 着温度的高低变化而变化。
    火、热、热量和温度,它们的情况和大小,也是人们在日常生活中 经常关心的问题。
    火、热、热量和温度,是紧密相关却又各具特色的,但它们的本质 都是起源于物质的运动。对于这一点,人们在开始时很不了解。对此, 在历史上曾有过很长一段的误解、争论、迷信,直到最后真相大白的过 程。
    火,是人类生活中最早接触到并引起注意和利用的化学现象。在我 国远古时代就有“燧人氏钻木取火”的传说在考古过程中发现的“北京 人”遗址上,用火的灰烬,,堆积了高达六尺之多,这就证明他们在五 十万年以前,就会把火种引到洞穴里来,并保持让它燃烧不断。据有关 资料记载,人类最早的用火纪录,可以追溯到一百四十万年以前。当人 类开始用火的时候,对火的理解,却发生在史前时期。
    在没有文字的阶段,便无人能够知晓。但后人猜测,人们在开始时 可能也像野兽那样怕火,经过很长一段时间后尝试着接近火,接触火, 靠近火取暖,烧烤猎物,再后发展到引火种入洞穴,并保留火种不灭, 最后发明钻木等磨擦取火的方法,并且把火当作神灵,祈求它为人类去 病消灾。古人这样认识火,是完全来自于实践。有火在洞中,便可以经 常吃到熟食,到了寒冷的严冬,更能有个温暖的环境,因而生病的少了, 抵御了自然灾害的侵袭,人们由此便把火视为宝,敬为神灵,这种心情 完全可以理解。而他们的这种行为,便是人类支配自然,包括支配人类 自己的伟大开端。从用火开始,人类走向了有文化的时代。
    由于用火,对人类产生的影响,非常深远巨大,到后来,人们变得 比较聪明些并且已经有了文字的年代,又对火产生了种种的误解,有认 为火是“万物之源”的,有认为火跟水、土、气一起,是构成宇宙自然 的四种“元素”之一,在中国古代有一个学术流派,主张构成世界万物 的是金、木、水、火、土这“五行”,“行”的简单意思也可以理解成  “行为”或“运动”。他们试图用五行之间相互联系相互作用的关系, 来说明各种实物的性质和现象的本质。而这五行中,只有火不是实物, 最为神秘、最为力大无穷,最难以认识,也就成了认识世界的过程中, 人们最为关心的问题,有人甚至把整个宇宙看成是

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