擒获“死亡元素”
许多化学家试图从氢氟酸中剔出单质氟来,但都因在实验中吸入过量氟化氢气体而死,于是被迫放弃了实验。难道真的不能征服它吗?
氟在被发现前被认为是一种“死亡元素”,是碰不得的。
1872年,莫瓦桑应弗雷米教授的邀请,来到了实验室和他共同研究化学。
那时,教授正在研究氟化物,莫瓦桑当上他的学生后,就接过了这一化学界的难题。
“为了感谢恩师的知遇之恩,一定要捕捉死亡元素。”莫瓦桑对自己说。
于是,莫瓦桑开始查阅各种学术著作、科学文献,把与氟有关的著作通通读了一遍。经过大量的研究试验,莫瓦桑得出一个结论:实验失败的原因可能是进行实验时的温度太高。
莫瓦桑认为,反应应该在室温或冷却的条件下进行。因此,电解成了唯一可行的方法。
于是,他设计了一整套抑制氟剧烈反应的办法。他在铂制的曲颈瓶中,制得氟化氢的无水试剂,再在其中加入氟化钾增强它的导电性能。然后,他以铂铱的合金为电极,用氯仿作冷却剂,并设计了一个实验流程,让无水氟化氢、氯仿以及萤石塞子作主要部分,把实验放在零下23摄氏度的状况下电解,终于在1886年制得了单质氟,擒获了“死亡元素”。
【知识点睛】
单质氟是一种淡黄色的气体,在常温下,它几乎能和所有的元素化合:大多数金属都会被它腐蚀,甚至连黄金在受热后,也会在氟气中燃烧!如果把氟通入水中,它会把水中的氢夺走,放出氧气,反应式为:4F+2H↓2O↓4HF+O↓2↑
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在1916年时,美国科罗拉多州一个地区的居民都得了一种怪病,无论男女老幼,牙齿上都有许多斑点,当时人们把这种病叫做“斑状釉齿病”,现在人们一般都把它称作“龋齿”。
原来,这里的水源中缺氟,而氟是人体必需的微量元素,它能使人体形成强硬的骨骼并预防龋齿。当地的居民由于长期饮用这种缺氟的水,因而对龋齿的抵抗力下降,全都患了病。
为何人体缺氟会患上龋齿呢?这是因为:我们每天吃的食物,都属于多糖类。吃完饭后如果不刷牙,就会有一些食物残留在牙缝中。在酶的作用下,它们会转化成酸,这些酸会跟牙齿表面的珐琅质发生反应,形成可溶性盐,使牙齿不断受到腐蚀,从而形成龋齿。
为了预防龋齿,人们采取了许多措施,比如说在缺氟的水中补充一些氟,这样人们在喝水时就不知不觉地会吸收一些氟。另外,人们还研制出了各种含氟牙膏,它们中的氟化物会加固牙齿,使牙齿不受腐蚀。而且,有些氟化物还能阻止口腔中酸的形成,这就从根本上解决了问题,因而效果十分明显。