鹵素四大super star ,誰才是名氣大哥大!

2022-07-20     知識就是力量雜誌

原標題:鹵素四大super star ,誰才是名氣大哥大!

從初中化學課本中,我們得知日常生活中所說的鹽,通常指食鹽(主要成分是NaCl)。作為重要的調味品,炒菜時如果不放食鹽,菜將食之無味。另外,氯化鈉也是人體生理活動所必需的,這些知識內容讓我們對氯這種鹵族元素有了初步的認識。鹵族元素還有哪些?它們都有什麼用途呢?今天,就讓我們了解下鹵族元素中氯、溴、碘的相關知識。(2019年11月刊已經和大家解讀過氟的故事)

氯:一日三餐離不開

科學家在發現氯氣前,就發明了鹽酸。把食鹽加入濃硫酸,所產生的氣體用水吸收後,便會形成一種有酸性的液體——鹽酸。

英國化學家戴維(圖片來源 / 維基百科)

氯氣呈黃綠色、有刺激性氣味

單質的氯第一次是用鹽酸加軟錳粉制出來的。18世紀70年代,瑞典化學家舍勒將軟錳礦(主要成分是MnO₂)與濃鹽酸混合加熱,產生了一種黃綠色、有刺激性氣味的氣體。受當時流行學說的影響,舍勒未能確認這種氣體。直到1810年,英國化學家戴維以大量事實為依據,才確認這種氣體是一種新元素組成的單質——氯氣。從氯氣的發現到氯被確認為是一種新的元素,過程長達三十多年,其間經歷了數位科學家的不懈探索。氯的應用十分廣泛,尤其在消毒方面對人類貢獻極大,如在各種自然災害(洪澇、地震等)過後,含氯消毒劑就會派上用場,同時,生活飲用水、醫院污水、廢水處理廠等也均離不開含氯消毒劑。‍

溴:沉睡海底千年的美人

溴液體及氣體呈紅棕色

1824年,法國化學家巴拉爾將從大西洋和地中海沿岸採集到的黑角菜燃燒成灰,然後用浸泡的方法得到一種黑灰色的浸取液。他往浸取液中加入氯水和澱粉,溶液即分為兩層:下層顯藍色,這是澱粉與溶液中的碘反應生成的;上層顯棕黃色,這是從前沒有見過的現象。巴拉爾試圖把新的化合物分開,他用乙醚將棕黃色的物質提取出來,再加入苛性鉀(一般指氫氧化鉀),則棕黃色褪掉;把溶液加熱蒸發至干,剩下的物質則像氯化鉀一樣;把剩下的物質與硫酸、二氧化錳共熱,則產生紅棕色有惡臭的氣體,冷凝後變為深紅棕色液體。1826年8月14日,法國科學院審定了巴拉爾的報告後,充分肯定了他的實驗結果,並建議將新元素改稱為溴。

德國化學家李比希(圖片來源/維基百科)

巴拉爾發現溴的消息公布以後,德國有兩位化學家曾追悔莫及,因為他們都錯失了發現新元素的良機。其中之一就是德國著名的有機化學家李比希。李比希曾接受一家製鹽廠的請求,考察母液中含有什麼成分。在分析的過程中,他發現往母液中加入澱粉碘化物,過夜後母液變為黃色;再將母液通入氯氣進行蒸餾,得到一種黃色液體。他沒有多加分析研究就斷定該液體是氯化碘,並在裝液體的瓶子上貼了氯化碘的標籤。殊不知這種黃色物質並不是氯化碘而是溴。溴及其化合物在人類生產生活中有廣泛應用。大量的溴用於製造感光材料和染料、化學試劑及醫學藥物等,家用藥箱中的必備藥品紅汞就是溴汞化合物。溴可以經呼吸道和皮膚進入人體,主要經呼吸道排出體外,其毒作用與氯相似,對呼吸道及肺有強烈刺激作用,對皮膚有刺激和腐蝕作用。‍

碘:智力元素

碘升華為紫色氣體

和科學史上的很多重要發現一樣,碘的發現充滿了意外。碘是法國化學家貝爾納·庫爾圖瓦在1811年發現的。當時,庫爾圖瓦發覺到盛裝海草灰溶液的銅製容器很快就會遭到腐蝕,他認為是海草灰溶液含有的一種不明物質在與銅作用。他將硫酸傾倒進海草灰溶液中,發現產生了一股艷麗的紫色氣體。這種氣體在冷凝後不形成液體,卻變成暗黑色帶有金屬光澤的結晶體。庫爾圖瓦把他取得的這種晶體送請當時的法國化學家克萊門、德索梅、蓋·呂薩克等人進行研究鑑定,後來由蓋·呂薩克命名為碘。

碘伏消毒溫和,無刺激

19世紀30年代,人們將碘與酒精混合到一起發明了碘酒,並很快獲得了美國藥典的承認,在之後的美國南北戰爭中,碘酒挽救了大量的生命,自此以後碘酒在世界上廣獲使用。雖然碘酒有很好的消毒作用,但缺陷也比較明顯,它的腐蝕性和刺激性過大,不能用於黏膜和傷口的消毒,後來為了解決碘酒的消毒缺陷,人們在20世紀50年代發明了碘伏,也就是碘和表面活性劑的絡合物,也叫絡碘或絡合碘,它對皮膚無刺激性,性能穩定、溫和,可以與水任意比例混合,中國在20世紀80、90年代開始廣泛使用碘伏。

甲狀腺激素合成過程圖解(圖片來源/ 維基百科)

除了碘酒和碘伏,人們對碘的認識莫過於加碘的食鹽了。碘是人體所必需的微量元素,在人體內主要存在於頸部的甲狀腺。甲狀腺是人體內最大的內分泌腺,由它合成和分泌的甲狀腺激素,有促進組織代謝和身體發育的作用,可促使各組織器官生長、發育、分化、成熟,對人類的生長、智力發育以及繁衍起著巨大的作用。

本文來自《知識就是力量》雜誌,原標題《個性鮮明的鹵族元素》,作者曲建翹 、吳義梅,有刪改,轉載註明來源

文章來源: https://twgreatdaily.com/1e59f48ed91b273e9f80159ab331139b.html