历史上控制工程有什么有趣的地方?

化学元素名称趣谈

化学元素命名时,往往有一定的含义,或是为了纪念发现地,或是为了纪念某个科学家,或是为了表达这种元素的某种特性。比如铕的本义是“欧洲”。因为它是在欧洲发现的。镅原意是“美国”,因为它是在美国发现的。再比如,锗的本义是德国,钪的本义是斯堪的纳维亚,镥的本义是巴黎,镓的本义是家园亚洲,是法国的古称。至于钋,原意是波兰。虽然不是在波兰发现的,是在法国发现的,但是发现者居里夫人是波兰人。她将其命名为钋,以纪念她的祖国。纪念一位科学家的化学元素名称有很多,比如纪念化学元素周期律的发现者门捷列夫的“Ru”,纪念居里夫妇的“Ru”,纪念瑞典科学家诺贝尔的“Ru”。

用命名来表达一个元素的某种特性的例子越来越多。如铯(天蓝色)、铷(深红色)、铊(拉丁文意为绿芽)、铟(靛蓝)、氩(不活泼)、氡(射气)等。此外,如氮(无生命)、碘(紫色)、镭(射线)等。,也是根据元素的某种特性来命名的。

秦始皇幻想着皇位永存,龙体长存,天天想着药,晚上梦见金银。于是各路神仙下大力气炼仙丹。他们隐居在山野,过着超世不朽的生活。炼丹师以朱砂(硫化汞)、雄黄(硫化砷)为原料,开炉熔炼。尝试炼丹,点石成金,服用仙丹或者用金银当菜,会让人永生不老。西文外国人也模仿暗室或洞穴,单身寡居,致力炼丹。一两千年过去了,死在仙丹里的人很多。然后就白白消失了。古代中外炼金术士一生从事化学实验,为何一事无成?因为这违反了科学规律。他们梦想用升华等简单的立法来改变贱金属的性质,把铅、铜、铁、汞变成有价值的金银。不知道元素的性质不是一般的化学立法可以改变的。化学元素是具有相同核电荷数的同类原子的总称,原子是经典变化中最小的粒子。在化学反应中,分子可以分成原子,但原子是不能分的。随着科学的发展,今天已经实现了“点石成金”。1919,英国卢瑟福用α粒子轰击氮气,将氮气变成氧气。1941年,科学家利用原子加速器将水银变成黄金——人造金镅(100号元素)。1980,美国科学家用氖和碳原子高速轰击铋金属靶,获得了少量针尖大的金。那么术士们知道今天的人的丰功伟绩,就会感到羞愧。

硫酸铜的妙用

在炎热的夏天,当你跳进浅蓝色的游泳池游泳时,你知道吗,这个池子里的水是一种非常稀的硫酸铜溶液,用来杀死很多游泳者带入的细菌,以保证所有游泳者的健康。

在医学上,硫酸铜也用作催吐剂。当你吃了不干净的东西或误服有毒的东西时,医生经常用硫酸铜催吐。

也许你最感兴趣的是硫酸铜或一种有效的防鲨鱼药物!

要说防鲨药,还得从二战说起。为了占领全世界,法西斯把战火烧到了欧洲和亚洲,大西洋和太平洋的海战空前残酷。海战中,大量船只被对方击沉,船上幸存的指战员弃船逃命。但这些逃亡者还是难逃一死,因为海洋中还有许多饥饿的鲨鱼在等着他们。为了防止其官兵被鲨鱼围攻吞食,美国政府号召全国有识之士研究抗鲨鱼药物。许多科学家和各行各业的人响应并投入实验,用药物阻止鲨鱼。

当时有一个著名的文学大师叫海明威,他也在自己熟悉的海域圈了一个海面,开始了用药物预防鲨鱼的实验。他在海面上交替放置含硫酸铜和不含硫酸铜的鱼饵,观察鲨鱼会做什么。

两天后,当他乘船去检查这些鱼饵时,惊讶地发现,鲨鱼已经把所有不含硫酸铜的鱼饵都吃光了,而含硫酸铜的鱼饵却没有变化。海明威高兴得跳了起来,他终于用一种简单而普通的盐——硫酸铜来预防鲨鱼。

很快,美国海军的官兵们就配备了这种硫酸铜制成的“护身符”来防鲨鱼。

喷火的老母牛

在荷兰的一个小山村里,发生了这样一件怪事。一名兽医治疗了一头老牛。牛一人上下打量着,他的蹄子不停地敲打着地面,像热锅上的蚂蚁。最近几天,它不能吃饲料。肚子是圆的。手指敲起来会响。兽医诊断显示,这头牛有肠胀气。为了检查牛肚子里的气体是否通过嘴排出。然后他把一根探针伸进了牛的喉咙。当他在牛嘴前点燃打火机准备观察时,万万没想到,牛肚子里产生的气体会猛烈燃烧,从牛嘴里喷出长长的火焰。

兽医看到后很惊讶,赶紧往后退;那头牛一看到火就害怕了。我扯断缰绳,在牛棚里跳来跳去,烧着了草,引起了熊熊大火。虽然兽医等人尽力抢救,但无济于事。整个牛棚和牧场化为灰烬。

这头牛为什么会喷火?

通过相关人员的研究分析,得出牛排放的气体为甲烷。

甲烷的分子式是CH4,沼泽底部经常有气泡逸出,就是它,因此得名沼气。它是一种无色无味的气体,化学性质相对稳定。它可以燃烧并产生大量热量。因此,它是一种燃料。有机废弃物,如人畜粪便、小麦秸秆、茎叶、杂草、树叶及其他含纤维素的物质,被用作沼气池发酵的原料。由于微生物的作用,产生了甲烷。

知道了甲烷产生的条件,我们就很容易发现为什么牛会喷火。牛吃的是饲草,主要成分是纤维素。由于牛有病,消化功能弱,胃内异常发酵产生大量甲烷,引起胀气。当兽医插入探针时,它会像导管一样抽出气体。甲烷是可燃的,所以遇火会燃烧,从而引发火灾。

从拿破仑到金发

有这样一个故事:1814年,拿破仑被俘流放,死于圣赫勒拿岛。根据美国百科全书,他死于胃病。多年来,法国人认为他是被英国人毒死的。但是没有人能拿出可靠的证据。君主之死成了历史遗留的谜!150年后,科学家发现了拿破仑的一根头发。如果是珍宝,他们就把它切成小块,放在原子反应堆里进行中子反射。结果发现,头发中的砷含量是正常人的40倍。所以确认这个19世纪在欧洲叱咤风云的人死于砒霜中毒。

为什么细毛能解开拿破仑死因之谜?原来,头发和血液一样,也含有几十种微量元素,可以准确地显示一个人的健康状况。虽然拿破仑死于人为中毒还是地方性砷中毒尚无定论,但圣赫勒拿岛上的食物和生活用水含砷量高是事实。

今天的化学证实,头发的颜色及其变化与所含金属元素的浓度有关。黑发含钼;红棕色头发含铜、铁、钴;头发中的镍含量增加,就会变成灰色。反过来,从头发颜色的变化,可以揭示环境污染的真实图景。美国旧金山有两个金发女郎。美丽的金发女郎逐渐变绿。说到底是因为他们生活的铜矿铜污染。

头发就像一个环境监测器,时刻提醒人们你的生活环境是否有污染,是什么元素在作怪,从而采取相应的对策。

大量化学分析表明,城市居民头发的含铅量远高于农村居民,这是由于城市居民长期吸入汽车的含铅尾气所致;交通混乱线路附近的居民和从事铅作业的工人头发中铅含量较高;住在海边,一日三餐吃鱼虾的人,头发里的汞含量比大陆人高好几倍。

随着科技的进步,为人们的健美增添光彩,将成为值得信赖的环境污染监测岗。

醋酸对鸡蛋中隐藏信息的巧妙反应

乙酸又称醋酸,是一种无色液体,有强烈的刺激性气味,熔点较低。当室温低于16.6℃时,乙酸很容易凝结成冰状固体。无水醋酸也叫冰醋酸。乙酸易溶于水和乙醇,具有酸的共性,能发生酯化反应。醋酸是人类最早使用的酸,可以用来调味。乙酸在工业上有广泛的用途,是重要的化工原料,还可用于生产医药、农药等。此外,醋酸在战争年代也有助于信息的传递。

第一次世界大战期间,索古河前线的德法交界处有许多法国哨兵,他们对过往行人严加盘查。一天,一个德国农妇提着一个篮子过边境时被盘问。篮子里装满了鸡蛋,没有什么可疑的。一个年轻活跃的哨兵抓起一个鸡蛋,不自觉地向空中扔去,然后接住了它。这时农妇立刻变得很紧张,导致哨兵怀孕,鸡蛋打开,只见蛋清上布满了字迹和符号。

原来这是一张详细的英军保护图,上面有师旅的番号。这个方法是由德国的一位化学家提供给情报人员的。方法很简单:用醋酸写在蛋壳上,等醋酸干了就没有痕迹了。但如果鸡蛋再次煮熟,字迹会透过蛋壳奇迹般地印在蛋清上。

化学家为什么能想出巧妙的点子把秘密藏在他们的蛋里?这主要是醋酸和其他物质反应的结果。蛋壳的主要成分是碳酸钙。用醋酸写字时,醋酸与蛋壳的碳酸钙反应生成醋酸钙,然后醋酸透过蛋壳与蛋清反应。蛋清是可溶性蛋白质,蛋白质是由多个α-氨基酸间失水形成的酰胺键组成的链状高分子化合物。在热、紫外线或化学试剂如硝酸、三氯乙酸、单宁酸、苦味酸、重金属盐和尿素下不稳定。渗入的醋酸与蛋清反应,在蛋清上留下特殊的痕迹。鸡蛋煮熟后,会有清晰可辨的字迹。所以化学家巧妙地利用醋酸进行反应,信息就藏在鸡蛋里。

“鬼谷”之谜

在北美的西北部,有一个非常宽阔的山谷。早在15世纪以前,许多印第安人就生活在这里。奇怪的是,当地人经常会突然生病,掉头发,失去眼睛,然后痛苦地死去。甚至有些动物也逃脱不了死亡的命运,所以没过多久,这里就荒芜了。因为这个山谷太可怕了,所以人们把这个地方叫做“鬼谷”。人为什么会得这种怪病?

二战后,一些勇敢的地质学家再次闯入“鬼谷”。经过他们的实地调查和实验,发现这里的土壤含有大量的硒。硒通过植物和河流的“传递”进入人体。人体内硒含量过高会导致中毒死亡。

现代科学研究表明,硒是人体必需的微量元素之一。如果缺硒,也会引发疾病。过去中国黑龙江省克山县经常流传一种“克山病”,这种病是缺硒引起的。病得很厉害,病人开始吐黄水,然后心力衰竭,最后猝死。后来,研究人员在农作物上喷洒了一种叫做亚硒酸钠的化合物。人们食用这些植物后,适当补充了硒的含量,从而控制了克山病的发生。

现在,“鬼谷”的神秘面纱被揭开,科学家们因地制宜,把它变成了一个硒矿。人们在这个山谷里种了一种叫紫云英的植物。因为紫云英有“吃”硒的能力。时间长了,紫云英体内会积累大量的硒。紫云英成熟后,可以切段、晒干、烧成灰,提取少量硒。据说将1公顷紫云英烧成灰后可提取2.5公斤纯硒。

1,碘酒和指纹破案

学生经常在电影里看到公安人员用指纹破案的情节。其实只要我们用手按在一张白纸上,然后把纸上的手指指向含有少量碘的试管口,用酒精灯加热试管底部。当试管中升华的紫色碘蒸气与纸张接触时,通常在纸张上看不见的指纹会逐渐显现出来,可获得非常明显的棕色指纹。如果你把这张白纸收起来,几个月后再做上述实验,依然可以显现出隐藏在纸上的指纹。

这是因为每个人的指纹都不完全一样,手指总会含有油脂、矿物油和汗液。当你把手指向上压在纸上时,指纹上的油脂、矿物油、汗液都会留在纸上,只是人眼看不见而已。纯碘是紫黑色晶体,有金属光泽。有趣的是,大多数物质受热时,一般都有固、液、气三态变化。而碘则一反常态,加热后可以直接变成蒸汽,不需要液体。像这样固体物质直接气化的现象叫做升华。同时,碘也溶于有机溶剂。碘蒸气上升,遇到这些有机溶剂,就会溶解在其中,于是指纹就显现出来了。

2.谁是凶手?

沐浴在晨光中的山村从睡梦中醒来。抬头望去,一群群牛羊在绿色的山坡上奔跑嬉戏。咯咯叫着觅食的鸡,嘎嘎叫着觅食的鸭...突然,阵阵笑声传来,循声望去。原来,姑娘在湖边穿衣,碧绿的湖水漫山遍野,村里的孩子还在四处戏水...然而今天,山村的生机已荡然无存,就连晨光似乎也失去了光彩。展现在人们面前的是琳琅满目的死尸和被杀的牛羊。生物在这里已经不存在了,这真的很可怕,很震撼。这是央视播出的一组尼斯湖惨案镜头的写实。祸不单行。在喀麦隆,更大的不幸发生在玛瑙湖边。人们不禁要问,作恶多端的凶手在睡觉吗?

难逃法网,凶手终于“落网”。但没想到,凶手竟然是众所周知的二氧化碳气体。然而,更令人不解的是,为什么二氧化碳如此猖獗。人和动物为什么会死?

科学家发现,微妙的化学平衡使得Nios湖和玛瑙湖的水成为奇特的层,最深处的水中含有极其丰富的碳酸盐。然而,这种化学平衡并不稳定。在外界环境的影响下,特别是地壳活动频繁时,层状湖水会受到扰动,富含碳酸盐的深层水在压力和温度的突变下迅速上升分解,整个湖泊就变成一个突然打开的巨大汽水瓶。虽然二氧化碳本身没有毒性,但在空气中含量超过0.2%就会对人体有害,超过1%就会使人和动物窒息。因此大量二氧化碳被释放并下沉,灾难不可避免。

然而,湖中的这种化学平衡并不是唯一的。科学家还发现,前苏联凯尔顿湖的水呈五层分布,底层渗透着更令人担忧的氢硫化物。那么存在于其中的化学平衡也会被打破吗?氢硫化物会转化成剧毒的硫化氢然后兴风作浪吗?更重要的是,如何防患于未然,防止悲剧再次发生?如今,科学家们正面临着环境化学新课题的挑战。

3杀狗洞的秘密

在意大利的某个地方有一个奇怪的洞穴。人毫发无伤地走进这个山洞,狗走进去就死了。所以当地居民称之为“杀狗洞”,迷信的人还说洞里有一种叫“杀狗”的妖怪。

为了揭开“屠狗洞”的秘密,一位名叫帕尔曼的科学家来到这个洞穴进行实地考察。他在山洞里到处寻找,但从未发现任何“杀狗人”。他看到许多钟乳石倒挂在洞穴里,石笋丛生在地上,许多石笋从潮湿的地面冒出来。通过这些现象和科学推理,帕尔曼最终揭开了谜底。

原来,这个由大量钟乳石和石笋组成的洞穴是一个石灰岩洞。在这里,一系列的化学反应已经进行了多年:石灰石的主要成分是碳酸钙,在地下深处受热分解产生二氧化碳气体;

CaCO3高温CaCO3 CO2↑写

产生的二氧化碳与地下水和石灰石中的碳酸钙反应生成可溶性碳酸氢钙;

碳酸钙二氧化碳H2O钙

当含有碳酸氢钙的地下水从地层中渗出时,由于压力降低,碳酸氢钙分解并释放出二氧化碳,二氧化碳从水中逸出;

Ca(HCO3)2 CaCO3 ↓ CO2 ↑ H2O

由于二氧化碳比空气重,聚集在地面附近,形成一定高度的二氧化碳层。

人进洞时,二氧化碳层只能淹没到膝盖,少量二氧化碳扩散,人只感到轻微不适。而地势较低地方的狗则完全淹没在二氧化碳层中,因缺氧窒息而死。这就是杀狗洞杀狗不伤人的道理。

4.氟的自我报告

我叫氟,最外层有7个电子。除了我,还有和我差不多的氯、溴、碘、砹。他们都是我家的成员,人们称我们这个大家庭为卤族。在我们这个大家庭里,我是弟弟。

化学家在19世纪初发现了我,并确定我是一种元素。但是我的元素状态直到18的80年代才被分离。1764年德国化学家马格拉夫第一个把我分成复合态,自由态是法国化学家摩凡陀提出的。前者是萤石和硫酸反应,比较容易。但是自由状态不好准备。后来,摩瓦桑吸收了以前的经验,他把我的化合物氟化氢钾(KHF2)溶解在无水氢氟酸中,作为电解液进行电解。连续工作两年,我终于在1886年6月26日出生在这个世界上。

我在室温下有黄绿色气体。我调皮捣蛋,到处惹事,所以哥哥姐姐都不让我一个人存在,总是让另一个人照顾我。我的个性特别强,总是和别人打架。我和我最喜欢的氢一起玩,一见面就成了形影不离的朋友。氢哥和我在空气中形成白雾,溶于水就叫氢氟酸。可是我们在一起的时候也到处惹事,把各种人的植物都搞黄了,动物都死了。就连主人也毫不留情。所以当人们从其他物质中提取我的含氢化合物时,可悲的事情发生了。比如1836的爱尔兰科学家诺克斯两兄弟被我杀死,另一个被迫停工。但我很佩服他们那种不怕死的精神,为后人打下了基础。他们是在了解化学元素历史的过程中英勇牺牲的烈士,值得后人铭记。

在元素周期表中,我的大家族位于周期表的右侧,是第七主族,属于非金属。在我的家庭里,我是最活跃的,所以我可以代替我的兄弟姐妹离开他们的大院。

我最早是在1671被德国艺术家斯旺哈德使用的。他发现由我的化合物萤石(CaF2)与硫酸反应制成的溶液可以描绘玻璃。

我是自然界中分布最广的元素之一,在卤族中仅次于氯。自从人们知道了我的真面目,他们就广泛地使用我。

把我的天然化合物元素作为溶剂,加入到熔融的矿石中,可以降低熔点。我与氢的化合物可用于制造塑料、橡胶、药物、氟化物如氟化钠,氟化钠是一种用于杀死地下害虫的杀虫剂,也可提取铀。随着科学的发展和人类的进步,人们对我的认识进一步加深。我希望我的同学能和我交朋友,把我的不利变成有利,进一步为人类服务。

5.酸橙“家庭”

石灰是人们生活中常见的物质。在石灰家族中,有兄弟姐妹取名生石灰、熟石灰、石灰水、石灰乳、碱石灰等。,还有他们的母亲,名字叫石灰石。刚学化学的同学可能会被各自的脸搞糊涂。让我来介绍他们:

石灰石,生于深山,是一种蓝色的石头。石灰岩山一般都很美,桂林石灰岩多,那里有很多大溶洞,形成了很多石笋和钟乳石。石灰岩比较坚硬,铁路路基施工经常使用石灰岩。石灰石的主要化学成分是碳酸钙(CaCO3),也是水泥等工业的原料。她的姐姐,成分和石灰石一样,叫大理石。她干净漂亮,是高级建筑的装饰材料。石灰石通过煅烧转化为生石灰。

生石灰的成分是氧化钙(CaO),白色块状,吸水性强,常用作干燥剂。它与水反应变成熟石灰。

熟石灰的成分是氢氧化钙[Ca (OH) 2],一种白色粉末,腐蚀性很强,所以又叫苛性钙,主要用作建筑材料,室内墙面、砌砖的浆料都离不开她。她在化学工业中被用来制造漂白粉。因为她是用生石灰和水消化的,所以也叫熟石灰。

石灰乳是浑浊的石灰水,也叫氢氧化钙悬浊液,是固体和液体的混合物。常用的有粉刷旧墙,配制波尔多液(加硫酸铜)和石硫合剂(加硫磺)作为杀虫剂杀虫。

石灰水是氢氧化钙的溶液。石灰乳澄清(静置)后的上清液是饱和石灰水,碱性很强,家庭中用来做米豆腐。

碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物。

6.化学湖

世界上大大小小的湖泊数不胜数,有的是咸水湖,有的是淡水湖,各种各样。其中一些湖泊富含特殊化学物质,形成了化学湖。

水星湖在前苏联的辛顿山脉有一个湖。人在距离它400-500米的时候,会感到恶心、头晕、呼吸困难。如果他们不及时离开,就会窒息而死。曾经在湖里储存了大量的汞,散发出大量的汞蒸气。如果人和动物长期接触,就会中毒而死。

意大利西西里岛有一个湖泊。湖底有两个喷涌出强酸的泉,所以整个湖的水变成了极具腐蚀性的“酸水”,浓度很高。这种酸浓度高的湖可以杀死所有的生命,有人称之为死湖。

碱湖前苏联乌拉尔地区有一个湖,湖水是咸的。原来,这里的水含有碱和氯化钠的一些衣物,只要在水中浸泡和摩擦的衣服,可以洗得很干净,没有洗涤剂。

盐湖西亚的死海是最咸的湖。这里的湖水每升含盐272克。因为湖水又咸又密,能把人托起来了。

硼砂湖智利的阿特斯科湖覆盖着大片大片的白色浮冰,湖中含有大量非常有用的硼砂[na 2 B4 o 5(OH)4·8H2O]。

荧光湖在拉丁美洲西部的印度群岛中的巴哈马岛上有一个“火湖”。湖水燃烧时像“火焰”一样闪闪发光。这个湖里的水含有大量的荧光素。如果你想触摸湖水,它会被“火化”和飞溅,这是由荧光素引起的。

7神火与化学

673年,阿拉伯舰队入侵君士坦丁堡,希腊人只有几艘战舰。双方的实力差距太大了。在那种危险中,谁会料到拯救希腊人的不是友军或舰队,而是他们自己的化学兵团?是2000年出奇制胜的奇火!

我不知道哪个希腊建筑师喜欢研究炼金术,但他偶然发现了一种能在水上着火的燃烧剂。正是这种燃烧剂把阿拉伯舰队周围的水域变成了一片火海,让敌人毫无还手之力。

侥幸逃脱的阿拉伯士兵说希腊人叫“闪电”来烧船,也有人说希腊人掌握了“魔火”,连大海都着了火。

从此,拜占庭舰队凭借“神火”称霸海上几个世纪。他们总是赢得战斗,并且非常自豪。欧洲人称这种燃烧剂为“希腊之火”。

多少年过去了,化学家们才揭开了“希腊大火”的秘密。原来它只是由两种普通物质组成——石灰和油。你没看到工地上可以煮鸡蛋的石灰池吗?使用这种燃烧剂时,生石灰遇水放出热量,足以点燃油气,燃烧剂会在水面上点燃并蔓延。

当希腊人用他们的“神火”在地中海耀武扬威的时候,我们中国人在100多年前就发明了一种由硝石、硫娟和木炭组成的燃烧剂,并用它来制作烟花、黑火药和火箭。

如今,黑火药已不再用于现代战争。然而,你知道棉花这种纤细柔软的纤维也含有一种极其危险的特性吗?在高三化学实验室,棉花用浓硝酸和浓硫酸的混合溶液处理后,只要用热玻璃棒一碰就会燃尽,著名的无烟火焰就是用它制成的。含氮量高的硝化棉在工业上称为火棉胶,外壳填充压实火棉胶时产生的气体体积会增加12000倍。

几千年的人类文明,几乎每一页都闪耀着化学的光辉!