化学多大点事儿

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颜色在画家笔下可以绘制出形形色色的生动形象 ，给人以美的享受。随着科学事业 的发展，颜色不仅在绘画上、装饰上具有不可或缺的 地位，人们经过长时期的实践研究 还发现了颜色更重要的作用，从而创立了光谱分析。 光谱分析创立以后，科学家发现了 一大批化学元素，并对以前发现的化学元素做了系统 的检验。 正如任何一个发明都有漫长的历史一样，光谱分 析的创立也有着悠久的历史。 我们知道，金属离子在高温时发出不同颜色的光 ，在化学上这一现象称为焰色反应。 早在1758年，有一位叫马格拉夫的科学家就注意到， 在火焰上撒上钠盐，火焰就呈现 黄色，撒上钾盐，火焰则呈现紫色。只不过他对 这种现象还缺乏深刻的认识。 实用光谱学是由科学家本生与基尔霍夫在19 世纪60年代发展起来的。 1858年，德国科学家本生在一次实验中，用 镊子夹了一颗食盐晶体，放在“本生灯”(本生发 明的火焰没有颜色的煤气灯)上灼烧，本来无色的 火焰变成了亮黄色。火焰颜色的变化引起了本生极 大的兴趣，于是他就把各种化合物一一放在灯焰上 灼烧。 他发现凡含有钠的化合物都能使灯焰呈亮黄色。 后来，他改用白金丝蘸一点钠溶液， 在灯上灼烧，也能得到同样的结果。于是本生总结出 灯焰变色是钠离子起的作用，他把 亮黄色灯焰称为钠离子的特征焰。 本生坚信，自己已经发现了一种最重要的化学分 析方法，而且这种方法能使化学分 析过程大大简化。 本生按着自己的思路继续做实验，但是问题比意 想的要复杂得多。最困难的就是复 杂物质的各种焰色混合在一起，特别是钠的黄色火焰 几乎把所有物质的火焰的颜色都掩 盖了。 这该怎么办呢？ 本生试着用各种滤光镜把各种颜色分开，效果比 用肉眼直接观察好了一些。但还有 许多问题解决不了，例如，紫红色的锂的火焰和洋红 色的锶的火焰就十分难辨别，如两 者混在一起就更难办了。 本生为这些问题所苦恼，他吃不好，睡不着，一 连几昼夜钻在实验室里进行实验， 始终找不到解决问题的办法。这时，他想起了一位最 亲密的朋友——德国著名物理学家 基尔霍夫。 基尔霍夫对本生的设想大加赞赏，并建议他用分 光镜来观测各种化学物质的光谱。 此后，本生开始与基尔霍夫密切合作。基尔霍夫负责 改装分光镜，他们的第一台分光镜 非常简陋。基尔霍夫把一架直筒望远镜和三棱镜联在 一起，设法让光线通过狭缝进入分 光三棱镜。这实际上就是本生和基尔霍夫共同发明的 第一台“光谱仪”。 后来，二人经过大量的实验和进一步研究发现， 任何金属离子都能使灯焰变色，每 一种金属离子都有其特征焰，如钾离子的特征焰为紫 色，锶离子为猩红色，钙离子为砖 红色，钡离子为绿色。而且，本生和基尔霍夫还发现 ，金属及其盐类的火焰光透过三棱 镜后被分成若干条不同颜色的线，每种元素的色线都 按一定顺序排列在固定的位置上。 就是几种盐混合以后进行灼热，其中各种元素特有的 彩色线条和位置也不变。 光谱分析法对于化学这门学科的发展有着举足轻 重的作用，它显示出极大的优越性， 并在科研和生产中得到迅速推广。本生和基尔霍夫立 即用他们发明的光谱分析新方法检 验各种物质，1860年5月10日，他们在矿泉水中发现 了新元素铯：1861年2月23日， 他们在分析云母矿时，发现了新元素铷。后来．化学 家们用他们的方法又发现了铊、铟、 镓、钇、钬、铥、钐、钕、镨等元素。 燃烧是一种化学现象，从化学的观点讲，燃烧是 可燃物和氧化剂发生剧烈的化学反 应，同时放出热和光的现象。 燃烧要有一定的条件才能发生，根据定义它必须 同时具有可燃物和氧化剂，但光有 这两种物质不一定会发生燃烧。例如。我们身上穿的 衣服是可燃物，空气中的氧气是助 燃剂，可是这并不会发生燃烧。导致燃烧的另一个重 要条件，就是能够引起着火的点火 源。这三者就是燃烧的必要条件，缺一不可。 然而这三个条件并不是充分条件，就是说每一个 条件中还有一定的要求，否则三者具备也烧不起来。 以下我们逐一讨论这三个条件。 (1)可燃物 所谓可燃物，就是能够烧得起来的物质，以化学 观点讲就是含有碳、氢等元素的化合物，特别是富含 碳的化合物，如汽油、煤、酒精……但是在特定的条 件下可燃物还应包括强还原剂，如金属铝、金属镁。 过去在焊接铁轨时用的铝热剂，就是利用金属铝粉与 氧的燃烧反应所生成的热使铁熔化的。P28-31