电话:86 0755 89586630

传真:86 0755 28904939

公司地址:深圳市龙岗区中心城风临国际A座2211室

工厂地址:中国 广东省东莞市清溪镇罗马路罗马二桥241号

邮编:518000

企业官网:http://www.oxkseal.com

新闻中心
科学家为了周期表里的这个元素,付出了最惨烈的代价
时间:2020/9/13 14:56:00 来源: 作者: 点击: 次

是元素周期表中最活泼的非金属元素,氧化能力很强

在常温下,它几乎可以和所有元素反应,生成氟化物

俗话说,“真金不怕火炼”

然而黄金在氟气的面前也只能灰飞烟灭


图:高中时的熟悉的化学周期表

氟还有很强的毒性,它可以穿过皮肤渗入骨骼生成氟化钙

被氟气熏过的植物会立即枯萎死亡,人类生活中自来水氟含量稍高就很会让人变成氟斑牙

因其如此高的活泼性和剧毒性

在化学元素史上氟元素的发现,堪称是参加人数最多、工作难度最大、且危险系数最高的课题



图:氟斑牙儿童

为了征服它,科学家们前赴后继,死的死伤的伤,可谓化学史上极其悲壮的一页

所以那时候氟元素得到了“死亡元素”这一令人生畏的称号

其实早在古代,人们就已经会利用氟化物来进行生产

在那个人们对化学知之甚少的年代,人们就已经学会把萤石(氟化钙)与硫酸混合产生的气体(氟化氢)来腐蚀雕刻玻璃


图:萤石(Fluorite),又称氟石,其主要成分是氟化钙(CaF2)

在1771年化学家舍勒发现无论用萤石和硫酸、硝酸还是磷酸反应都能制得氟化氢

它的性质和盐酸很像,但它对玻璃的腐蚀性非常强

然而这种有着剧毒性的气体直接使他中毒,卧床几天起不来


图:舍勒

那时候拉瓦锡观点是凡是酸都是含氧的,他认为氟化氢和盐酸一样都是含氧型酸

直到1809年戴维证明了盐酸中氯的酸根是氯而不是氧,才修正了拉瓦锡“酸必须含氧”的观点

而氟化氢与盐酸的性质相似,于是在1813年戴维便开始尝试用电解氟化物的方法来制取单质氟

那时候无论他用金还是铂做容器都会被腐蚀,而且在电极上永远只能得到氢气和氧气

他也因长期与氟作伴而身患重症,不得不终止这项实验


图:汉弗莱·戴维

1836年,爱尔兰的诺斯克兄弟用氯气和氟化汞,企图制取单质氟

他们把金箔放在接收瓶口,很快金箔都变成了氟化金

可见他们已经制得了氟但是却没有办法收集

然而在实验中,兄弟两人都身中剧毒

弟弟失去工作能力,而哥哥直接死亡


图:拉瓦锡

在后来比利时的鲁叶特、法国的尼克雷都和诺斯克一样

在进行了长期的氟研究之后中毒太深而献出了宝贵的生命

...


从戴维证明氟元素存在的1809年,向氟进军的科学大队便前赴后继地奋斗着

他们都是现世的普罗米修斯,无论经历多少苦难,都要盗取火种给人类带来温暖与光明


图:亨利·莫瓦桑

在经过了七十多年前赴后继的奋战,终于有一人降服了这让人闻风丧胆的“死亡元素”

1886年,莫瓦桑总结了前人许多宝贵的经验与教训

第一次获得了单质氟,结束了化学界被“死亡元素”支配的恐惧

1852年亨利·莫瓦桑出生于一个贫困的铁路工人家

中学还没毕业的他就到药店去当学徒,帮补家计

然而也就是在药店,他才有机会系统地学习了许多化学知识

后来,对化学有极大兴趣和追求的他成为了费雷米教授的实验室助手

图:亨利·莫瓦桑

那时候费雷米教授也正是研究氟的化学家之一

莫瓦桑在他的门下更是学到了许多关于氟的知识

从1846起,费雷米就将熔化的氟化钙、氟化钾用铂作为电极进行电解

他在阳极观察到有气体放出,这分明就是苦苦追寻多年的氟气啊!

然而,和前人一样氟气马上就与铂电极发生了反应,完全无法收集

莫瓦桑在做实验


年轻的莫瓦桑想着这制备氟单质路上倒下的化学家
他不但没有惧怕,更是下了极大的决心要攻克这一难题

莫瓦桑花了大量时间去查阅资料,几乎翻遍了有关氟极其化合物的文献


因为磷和氧之间有极大的亲和性

莫瓦桑猜想如果用氟化磷与氧气发生反应能不能得到氟气单质呢

然而,事情永远没有那么简单,实验得到的只有三氟氧化磷(POF3)

后来他又改用电解氟化磷也没有成功,而当时非常宝贵的铂(白金)电极也一块块被腐蚀掉

在第一次尝试之后,莫瓦桑又做了一连串的实验,均没有达到想要的效果

于是他就想,之前做的实验都是在温度较高的环境下进行的

而氟又是如此活泼的元素,温度高活泼性就更大了

就算得到了游离的氟气,它也马上和其他随便一种物质反应掉了啊

因此,莫瓦桑决定采用低温电解的方法

他为此专门设计了一套抑制氟剧烈反应的低温控制实验仪器


之后便是挑选合适电解的氟化物

他首先看中的是一种有剧毒性的毒物氟化砷

氟化砷在室温和较低温时就呈液体状,很适合用来低温电解

因为氟化砷是不导电的,莫瓦桑加入了少量氟化钾以便于电离


图:As2o3(三氧化二砷)俗称砒霜,属无臭无味的白色粉末,高毒,为致癌物

在通电前期,电极上确实有小气泡产生

但是不到几分钟,气泡便消失了,原来阴极表面上覆盖了一层被电解出来的厚厚的砷

砷把电极隔绝,电不通,自然无法制取氟单质

但是他还是不死心,气泡(氟气)明明产生了,只要把它捕获就行了

然而在多次实验后,效果仍然不尽人意

而且在氟化砷的电离实验中,他就因为四次中毒晕倒而不得不中断实验

他的妻子多次劝他不要再做这些这么危险的实验了

但对氟异样执着的莫瓦桑也只是摇摇头表示拒绝

之后的他放弃了氟化砷,转战氟化氢

他用蒸馏氟氢酸钾(KHF2)的方法得到无水氟化氢液体

在电解氟化氢过程中,他只在阴极上发现大量氢气泡,本该产生氟气的阳极却完全没有反应

正当莫瓦桑有点心灰意冷,甚至开始怀疑人生的时候

一种让他仿佛获得新生命的现象出现了

他拔掉阳极的U型管,惊喜地发现塞子上竟覆盖着厚厚一层白色的粉末

塞子分明是氟腐蚀的啊!

氟已经被分解出来了,只是与玻璃塞子发生了反应而已

只要把装置上的玻璃零件都换成不能与氟发生反应的材料,氟就会被他降服



图:莫瓦桑纪念碑

萤石不与氟发生反应,于是莫瓦桑花了四天的时间,将萤石磨成可以用的U型管和各种零件

换上萤石装置,他重新实验

当他向阳极产生的气体中伸入一根硅条时,硅条马上燃烧了起来

就这样,莫瓦桑把夺走了许多科学家宝贵性命的“死亡元素”驯服

那一年是1886年,莫瓦桑才刚满34岁


氟这匹猛兽被莫瓦桑驯服后,就开始服服帖帖地为人类服务

从日常生活用品、农药、医疗乃至航天,氟都表现出了他的非凡作用

如可防蛀牙的含氟牙膏、液态氟可作火箭燃料的氧化剂

在病人需要全身换血时,全氟醚类化合物可以暂时替代病人体内的血液起运送氧气的作用



图:2006年,莫瓦桑获得诺贝尔化学奖100周年之际,法国发行的纪念邮票

为了表彰莫瓦桑在氟研究上的突出贡献,法国科学院给他发了一万法郎的奖金

莫瓦桑首先用这笔钱偿还了之前实验欠下来的费用

然后把剩下的钱建了一所私人实验室来继续进行各种研究

在那里他制出了许多新的氟化物

如最让人注目的四氟代甲烷(CF4),其沸点很低,适应做制冷剂,这也就是最早的氟利昂


图:莫瓦桑与他的“莫氏电炉”

他还将自己的研究成果写成了《氟及其化合物》一书,这本著作奠定了之后关于氟研究的基础

在之后他还发明了一种以他名字命名的电炉——莫氏电炉

这种电炉的温度最高可达3500°,直接开辟了高温下化学反应的大门

他还用这种电炉制出了铀、钨丝、钒、钛等十几种金属


图:诺贝尔奖状及莫瓦桑用过的实验装置

诺贝尔基金会为表彰他在制氟的成就,授予了他1906年的诺贝尔化学奖,从此他成为了第一个获得诺贝尔奖的法国人

然而刚拿到诺奖的第二年,年仅55岁的莫瓦桑就早早地与世长辞

因为长年与氟等有毒元素周旋,身体受到了极大的摧残

晚年的他因为氟骨病,生活几乎不能自理

他也多次跟朋友说过,氟至少夺走了十多年的性命

在氟元素发现的这一悲壮史诗中,他们又何尝不知道其中的危险呢

不塞不流

不止不行

在人类的发展史中,这种大无畏的精神比任何一项成果都要显得金光闪闪

就像马克思说过的一句话:“在科学的道路上没有平坦的大道,只有不畏艰险沿着陡峭山路向上攀登的人,才有希望达到光辉的顶点”

专业高端橡胶密封元件的研发设计、生产和销售

电话:86 0755 89586630 传真:86 0755 28904939 邮编:518000
公司地址:深圳市龙岗区中心城风临国际A座2211室
工厂地址:中国 广东省东莞市清溪镇罗马路罗马二桥241号

CopyRight©2017.深圳市奥克橡胶技术有限公司All Rights Reserved.

耐高温密封圈哪家好?密封件厂家报价是多少?密封圈厂家质量怎么样?深圳市奥克橡胶技术有限公司专业承接耐高温密封圈,密封件厂家,密封圈厂家,电话:0755-89586630