DOC《化学史话之九》

五、二氧化碳的认识历程 你知道人类认识二氧化碳用了多少时间吗? 我国西晋的张华就在他所著的《博物志》一书中,记载了早在公元300年左右,我国已掌握了用石灰石烧制生石灰的技术和同时有气体生成的现象.当时,还不知道这种气体就是二氧化碳. 转眼一千多年过去了,到了17世纪,比利时的科学家海尔蒙德在一些洞穴中发现常有一种气体,能使燃着的蜡烛熄灭,并且与木炭燃烧,麦子、葡萄发酵,以及石灰石与醋酸作用产生的气体一样.可这种气体是什么呢?海尔蒙德并不知道. 又过了一百多年,1755年英国化学家布拉克又进一步定量地研究这种气体.他一次次把石灰石放到容器里煅烧,烧 透 后又一次次仔细称量剩下的石灰质量,结果发现,每次减轻了原来重量的44%! 布拉克改用酸来与石灰石反应,并用石灰水来 捕捉 反应生成的气体,发现 捕捉 到的气体恰恰是煅烧石灰石所失掉的44%.由于这种气体要用火烧或用酸 赶 才会跑出来,不然就好像 固定 在石灰石中一样,所以布拉克就叫它 固定空气 .他还把蜡烛、麻雀、小老鼠等放到 固定空气 中,发现 固定空气 不仅能熄灭蜡烛的火焰,还能扼杀小麻雀、小老鼠的生命.当他想在水面上收集 固定空气 以进行进一步的研究,却由于这种气体能溶于水而未能成功. 十年后,英国的卡文迪许把这种气体通入水银槽,在水银表面将 固定空气 封在容器里,卡文迪许测量了它的密度、溶解性,并证明了它和动物呼吸、木炭燃烧产生的气体相同. 1772年,拉瓦锡等人做了著名的烧钻石实验.他们发现贵重的钻石燃烧后也会产生这种气体,与一般木炭燃烧产生的气体完全一样! 后来,人们又发现了更精确的实验方法,并经道尔顿等许多化学家努力,才证明它分子中碳和氧的原子个数比为1∶2. 就这样,历时一千五百年,人类才认识了二氧化碳.

六、用煤史话 煤,自古以来就是一种重要的燃料. 我国是世界上最早使用煤的国家之一.在沈阳发掘的新乐遗址(新石器时代末期)中,曾出土过用 煤玉 (一种特殊的煤)雕琢成的圆环和造型生动的动物.这说明我们的祖先早在六七千年前就已发现了煤.现在已知的最早用煤的文字记载是《汉书・地理志》: 豫章郡出石,可燃为薪. 这里所说的可以燃烧的石头就是煤.豫章郡在现今江西南昌一带,那里至今还出产煤.汉末时,煤的开采量已很大.三国时曹操在邺都(今河水临漳县西)兴建水井台,在里面就储存了数十万斤的煤. 在古代,煤的名称很多,有石炭、灰炱、石涅、乌金石、乌薪、燃石、墨金等.在最开始,煤主要是用来作燃料.有书记载 数百万家,尽仰石炭,无一燃薪者. 到了魏晋时期,人们开始用煤来冶铁.北魏郦道元著的《水经注》中说: 屈茨(今新疆库车)北二百里,有山,夜则火光,昼日但烟,人取此山石炭,冶此山铁,恒充三十六国用. 1078年,苏东坡在彭城(今江苏徐州)任地方官时,曾派专人探查当地的煤矿,并作了一首诗《石炭行》. 到了明朝,人们对于煤的了解越来越多.李时珍在《本草纲目》中不仅记载了煤的性质、产地,还记载了治疗煤气中毒的急救法.宋应星更在《天工开物》中详细记载了古代的采煤方法――竖井采煤法,虽然有些简陋,但基本原理与现代采煤法是一致的. 我国古代用煤史上的另一成就是焦炭的烧制.《天工开物》中曾提到过 铁炭 ,有人考证即为焦炭.1961年,在广东新会发掘的南宋炼铁遗址中,除找到炉渣、石灰石、铁矿石外,还找到了焦炭.这是目前所知的世界上用焦炭冶铁的最早实例. 虽然我国用煤的历史很久远,比欧洲早一千多年,但是,现今欧洲人早已放弃了传统的燃煤方式,进行煤的深加工和综合利用,而我国大部分地区仍和2000年前一样在烧煤.历史和现实的对比发人深思. 选自上海科学普及出版社《化学故事丛书》