三个有意思的化学小故事,来涨涨知识吧
一、碘与指纹破案
同学们在电影中常常看到公安人员利用指纹破案的情节。其实,只要我们在一张白纸上用手按一下,然后把纸上手指按过的地方对准装有少量碘的试管口,并用酒精灯加热试管底部,等到试管中升华的紫色碘蒸汽与纸接触之后,按在纸上的平常看不到的指纹就渐渐显露出来,并可以得到一个十分明显的棕色指纹。如果把这张白纸收藏起来,数月之后再做上述实验,仍能将隐藏在纸上的指纹显示出来。这是因为,每个人的指纹并不完全相同,而手指上总含有油脂、矿物油和汗水等。当用手指往纸上按的时候,指纹上的油脂、矿物油和汗水就会留在纸上,只不过人的眼睛看不出来罢了。而纯净的碘是一种紫黑色的晶体,并有金属光泽。有趣的是,绝大多数物体在一定条件下,一般会有固态、液态和气态的三态变化。而碘却一反常态,在加热时能够不经液态直接变成蒸汽。像这类固态物质直接汽化的现象,人们称之为升华。同时碘还易溶于有机溶剂,当碘蒸汽上升遇到这些有机溶剂时,就会溶解其中,因此指纹也就显示出来了。
二、谁是凶手
沐浴在晨光中的山村,从睡梦中醒来了。举目望去,成群的牛羊在绿茵茵的山坡上奔跑、嬉戏。接着映入眼帘的便是咯咯觅食的鸡群,呱呱追逐的鸭子……忽然,阵阵欢声笑语传来,循声望去,原来是姑娘们在湖边梳洗打扮,碧绿的湖水,山色掩映,还荡漾着村童嬉水玩耍的身影……然而今天,山村的生机荡涤殆尽,就连晨光也好像失去光泽,展现在人们眼前的竟是满目的死尸、毙命的牛羊。生灵在此已不复存在,真是惨绝人寰,令人震惊。这便是中央电视台播放的尼斯湖惨案一组镜头的写实。祸不单行,同在喀麦隆,更大的不幸在玛瑙湖畔发生了,对此人们不禁要问,作恶多端的凶手是谁?法网难逃,凶手终于被“捉拿归案了”。但出人意料的是,凶手竟是人们熟知的二氧化碳气体。然而更令人不解的是,二氧化碳何以如此猖狂?又何以致人畜于死地?经科学家研究发现,微妙的化学平衡使尼奥斯湖、玛瑙湖的水分成了奇特的若干层,而且最深层的水又含有极其丰富的碳酸盐。然而这样的化学平衡并不是稳定的,在外界环境的影响下,特别在地壳活动频繁之际,分层的湖水便会受到扰乱,富有碳酸盐的深层水就会上升,在压力和温度骤然变化下迅速分解,整个湖泊也就成了一个被猛然开启的巨大汽水瓶。虽然二氧化碳本身并没有毒,但空气中含有量超过0.2%便会对人体有害,超过1%以上即会使人畜窒息而亡。因而二氧化碳大量释放下沉,灾难也就不可避免了。然而湖水中的这种化学平衡并非绝无仅有,科学家还发现前苏联凯而顿湖的水竟以五层分布,而且底层被更令人担忧的硫氢化物所渗透。那么存在其中的化学平衡是否也会被打破?硫氢化物是否会转化为毒性甚大的硫化氢并进而兴风作浪?更重要的是如何防患于未然,阻止惨案的再度重演?如今,科学家们正面临着环境化学新课题的挑战。
三、屠狗洞的秘密
在意大利某地有个奇怪的山洞,人走进这个山洞安然无恙,而狗走进洞里就一命呜呼,因此,当地居民就称之为“屠狗洞”,迷信的人还说洞里有一种叫做“屠狗”的妖怪。为了揭开“屠狗洞”的秘密,一位名叫波尔曼的科学家来到这个山洞里进行实地考察。他在山洞里四处寻找,始终没有找到什么“屠狗妖”,只见岩洞倒悬了许多的钟乳石,地上丛生着石笋,并且有很多从潮湿的地上冒出来。波尔曼透过这些现象经过科学的推理终于揭开了其中的奥秘。原来,这个由大量钟乳石和石笋构成的岩洞——石灰岩岩洞。这里长年累月地进行着一系列的化学反应:石灰岩的主要成分是碳酸钙,它在地下深处受热分解产生二氧化碳气体,产生出来的二氧化碳又和地下水、石灰岩的碳酸钙反应,生成可溶性的碳酸氢钙。当含有碳酸氢钙的地下水渗出地层时,由于压力降低,碳酸氢钙分解又释放出二氧化碳,并从水中逸出。因为二氧化碳比空气重,于是就聚集在地面附近,形成一定高度的二氧化碳层。当人进入洞里,二氧化碳层只能淹没到膝盖,有少量的二氧化碳扩散,人只有轻微的不适感觉,然而处在低处的狗,却完全淹没在二氧化碳层中,因缺乏氧气而窒息死亡,这就是屠狗洞屠狗而不伤人的道理。
几千年的人类文明史,几乎每一页都闪烁着化学的光辉!