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第18章 化学魔术(3)

12.火焰写字

智慧思索

我们知道,纸放在火上就能被烧着,而现在纸不但没着火,反而出现了一排醒目的字,这又是什么缘故呢?

一周一次的实验课到了,赵烁最喜欢上这节课,因为老师总是有新花样,就像变魔术。

今天老师又会做些什么呢?赵烁正在沉思的时候,老师就走了进来。他先拿出一张准备好的纸,然后对同学们说:“今天,我做的这个实验就是用酒精灯在这纸上写字。”说完抖了抖,同学们看见了一张洁白的纸。随后老师点燃了酒精灯,把纸往酒精灯的火焰上轻轻地烘烤,缓缓地拖动,让酒精灯蓝色的火舌“写字”。一会儿,那洁白的纸上渐渐出现了一排黑色的“现在开始上课”的字样,而且越来越清晰。

紧接着老师解释道:“其实这些字是事前写好的,只不过用的不是墨水,而是一种名叫稀硫酸的物质。那么,今天我们所做的实验都与稀硫酸有关,做完实验后,同学们课下总结一下,写一个试验报告交上来。”

浓硫酸是无色油状液体,高沸点,难挥发的强酸,易溶于水,能以任意比与水混溶。浓硫酸溶解时放出大量的热。浓硫酸具有脱水性,物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化的过程,反应时,浓硫酸按水分子中氢氧原子数的比(2∶1)夺取被脱水物中的氢原子和氧原子。被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物,其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质中的有机物,被脱水后生成了黑色的炭(碳化)。

浓硫酸还具有吸水性和强氧化性。

浓硫酸的吸水作用,指的是浓硫酸分子跟水分子强烈结合,生成一系列稳定的水合物,并放出大量的热,故浓硫酸吸水的过程是化学变化的过程,吸水性是浓硫酸的化学性质。浓硫酸不仅能吸收一般的游离态水(如空气中的水),而且还能吸收某些结晶水合物(如CuSO4·5H2O、Na2CO3·10H2O)中的水。

浓硫酸的强氧化性,是指常温下,浓硫酸能使铁、铝等金属钝化;加热时,浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应,生成高价金属硫酸盐,本身一般被还原成SO2;热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧酸,本身被还原为SO2。在这类反应中,浓硫酸只表现出氧化性。

13.守财奴被骗了

智慧思索

有人企图把石头变成金子,所以四处拜师以求学到“点石成金”之术,结果一无所获;而有人却想将银子变成金子,结果又会怎样呢?

北宋年间,山东有个张员外,家中有许多银子,但他却吝啬至极,人送绰号“守财奴”。一日,张员外府上来了个道士,自称曾拜异人为师,学得“点银成金”之术,因张员外祖上积善有德,命中注定要发财,故特来献宝。只见道士从袖中取出一块银子,将其投入一只焰火正炽的炭盆。几个时辰过去后,道士扒开灰烬,从中拿出一块黄澄澄的金子。张员外见了大喜,将家中的银子悉数交给道士,请他炼制黄金。第二天,张员外一早去叩道士的门,企图拿到更多的黄金,不料道士却将银子全部卷走,员外一气之下身亡。

原来,这是道士利用汞玩的把戏。

汞是常温下唯一呈液态的金属,也是金属的中文名称中唯一没有“金”字偏旁的。汞极易与金属结合成合金——汞齐(“齐”是古代对合金的称号),因此被誉为“金属的溶剂”。那位道士便是利用金溶解于汞中形成的金汞齐来冒充白银,汞在炭盆中受热蒸发后,留下来的便是黄澄澄的金子了。

汞,俗称水银,化学符号是Hg,原子序数是80。它是一种很重、银白色的液态过渡金属。因这特性,水银被用于制作温度计。

汞很容易与几乎所有的普通金属形成合金,包括金和银,但不包括铁。这些合金统称汞合金(或汞齐)。

我国是最早使用汞和汞的化合物的国家之一。据记载,秦始皇的墓中灌入了大量的水银,作为“百川江河”的象征。

汞齐在各行各业有着广泛的应用。

古建筑上的鎏金玻璃瓦和古寺庙中的“金身”菩萨,就是利用金汞齐“镀”的。银、锡和水银组成的银锡汞齐能很快变硬,古代人们常用它来补牙。钠、锌和水银生成的钠汞齐、锌汞齐是常用的还原剂。

当然,尽管人们称汞为“金属的溶剂”,但凡事都是相对而言的,我们常见的铁就不溶于水银,因此可以用钢罐来做盛水银的容器。

14.古画复活

智慧思索

衣服穿久了就会变旧,不能返新;文具用久了也会变旧不能返新;车子骑得久了也会变旧、变坏……我们印象中的一切都会变旧,都不能把它变成新的,但有一些灰暗的古画,却能焕然一新,“复活”起来,这是怎么回事呢?

乐乐爸爸有一个姓王的同学,是一个大画家,也是个古画迷。周六一早,乐乐就跟着爸爸去拜访这位王叔叔。

一进门,就看见王叔叔在摆弄一些古画。“叔叔,你在干什么?”乐乐好奇地问道。“我在让古画复活呀。”叔叔笑着说。乐乐听了迷惑极了,瞅了瞅爸爸,可爸爸没作声,示意乐乐继续看。只见王叔叔从箱里拿出了一幅灰暗的、脏兮兮的古画,展开来,在乐乐面前移动,让乐乐看清楚这的确是一幅毫无生机的画儿。这时,王叔叔似乎有意和乐乐开玩笑,他对着一瓶“仙水”深深地吸了一口气,拿出刷子蘸了蘸瓶里的“仙水”扫在画上……

一段时间以后,那幅灰暗的画儿果然“复活”了,变得光泽鲜艳、耀眼夺目。乐乐看得目瞪口呆。后来,王叔叔让乐乐从他的画箱里随意挑选一张古画,只要蘸一下瓶里的“仙水”,都会“复活”。

“真神奇,这是怎么回事啊?”乐乐问王叔叔。

“其实,那些古画是古代人用铅颜料绘制的,随着时间的推移,画色就变得模糊不清、黯然失色。但是,只要用过氧化氢稍稍擦洗一番,铅颜料就能恢复原有的色泽。”乐乐听了恍然大悟。

画家在绘画时,使用的颜料叫做铅白,它的学名叫做碱式碳酸铅〔2PbCO3·Pb(OH)2〕,这种白色颜料易与空气中的硫化氢(H2S)发生化学反应:

2PbCO3·Pb(OH)2+2H2S=3PbS↓+4H2O+2CO2↑

反应后生成了黑色的PbS,日子越久,生成的PbS越多,白颜色也就慢慢地变得黝黑了。

要使壁画恢复原来的面目并不难,只需喷一些过氧化氢即可。过氧化氢与硫化铅的反应是:

PbS+4H2O2=PbSO4↓+4H2O

硫酸铅是白色固体。

铅白的化学成分是碳酸铅,做成油画色覆盖力较好。铅白粉常被用来作底子材料。铅白非常稳定,若成分不纯则久后会发黄。铅白油画色干得快,干后色层结实。铅白有很强的毒性,即使吸入含有铅白的粉尘也会产生严重后果,所以铅白的研磨会给人带来危险。生产的白油画颜料多为锌白、钛白或锌钛白。

锌白的化学成分是氧化锌,又叫锌氧粉。锌白粉稍轻于铅白粉,比铅白色白,经久不变黄、稳定,干后色层较坚固,但吃油多,覆盖力没有铅白强,干得较慢,易脆易裂。欧洲画家自1840年才开始使用锌白颜料。锌白受热(阳光下直晒)会变成柠檬黄,冷却时则又会恢复白色。锌白没有毒性,比铅白显得冷些,有蓝色倾向。

钛白的化学成分是氧化钛,是惰性颜料,不受气候条件影响,有很强的覆盖力,是近代生产出的颜料。纯钛白颜色干得快,干后容易变黄,所以经常和锌白混合使用。钛白和锌一样有无毒的优点。锌钛白是目前我国用量较大的白颜料。

15.一封密信

智慧思索

有一部描写抗日战争时期的影片,里面有一个地下党传递消息的秘密:

为了获取敌军情报,共产党派人遣入敌军内部,通过各种渠道打探敌军情况,并把得来的消息通过接线人传递出去。当时,由于情况复杂,叛变的人很多,所以这些消息必须严格保密,除了最终负责人知道外,中间绝不能让第三人知晓,这就给情报的传递带来了困难。冥思苦想了几昼夜后,终于想到了一个万无一失的妙计。这时得知接线人叛变的消息,心急如焚,手头有重大的消息,如何传出去?最后,决定写一些无关紧要的书信并夹着一张白纸,继续通过接线人传出去。接线人以为上级不知自己叛变的消息,在检查了的书信后,为了不引起上级的怀疑,就像以前一样把消息传到了负责人手里。

负责人看了的书信后,觉得不对劲:以前都是传递重要情报,这次怎么尽是一些闲谈?难道重要情报在这张白纸上?负责人仔细看了看,看不到任何字,又拿到煤油灯下瞧瞧,还是没有。手一抖,白纸差点被烧着。突然,负责人眼前一亮,原来经灯一烤,出现了一些模糊的字迹,再接着烤,字迹变得越来越清晰。就这样,一份重要的情报在无意之中被读懂,由于这份情报传递的及时,也挽救了无数人的生命。

原来,这张白纸并非无字,而是白字,是用醋写的。

用醋在白纸上写字,晾干后不会留下任何痕迹。醋的主要成分是醋酸,属于有机物,有机物的汁液干了之后会变得透明,用微火加热,透明的汁液又会变成棕色。柠檬或番茄汁也可以作为隐写墨水,因为它同样富含碳元素,很容易被焦化。

用醋写的字可以在火上烤一烤;蘸了淀粉溶液写字,那么碘酒就是解密药水;如果换成酚酞溶液,氢氧化钠溶液就能派上用场。

醋酸无色,强烈刺激性气味,在常温下是固体,易溶于水和酒精,凝固点16.6℃。醋酸是十分重要的基本有机原料,用于生产醋酸纤维、喷漆溶剂、香料、染料、医药等。

冰醋酸是纯净的醋酸,是重要的有机化工原料之一,它在有机化学工业中处于重要地位。冰醋酸按用途又分为工业和食用两种,食用冰醋酸可作酸味剂、增香剂,可生产合成食用醋。用水将醋酸稀释至4%~5%浓度,添加各种调味剂而得食用醋。常用于番茄调味酱、蛋黄酱、醉米糖酱、泡菜、干酪、糖食制品等。使用时适当稀释,还可用于制作番茄、婴儿食品、沙丁鱼等罐头,还有酸黄瓜、肉汤羹、酸法干酪。用于食品香料时需稀释,可制作软饮料,冷饮、糖果、焙烤食品、布丁类、胶媒糖、调味品等。作为酸味剂,可用于调饮料等。

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