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氟元素的捕獲範例

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由於氟元素的特殊性質和它的活潑性,許多第一流的化學家爲發現它經歷了近三個世紀的艱苦探索,其過程起伏跌宕,險情叢生,饒有趣味。

氟元素的捕獲

人們最早接觸這一元素可以追溯到1529年,當時德國著名的礦物學家阿格里柯拉就提到過螢石(一種含氟的礦石,後稱爲氟石),他描述當時人們已用螢石作鍊鋼時的助熔劑。

1670年,德國玻璃工施瓦哈德偶然將螢石與硫酸接觸,產生的蒸氣使他所戴的眼鏡蒙上了一層薄霧,並使鏡片變得粗糙,說明玻璃已被腐蝕。儘管他不知道原因何在,但他用蠟保護玻璃的某些部分,使其它部分受到這種蒸汽的腐蝕,這樣就刻蝕出美麗的花紋和精巧的圖案,連當時的皇帝也對他的工藝表示讚賞。他因此技術賺了不少錢。

1780年,著名的瑞典化學家杜勒經認真研究後認爲:螢石接觸硫酸所生成的蒸汽,是氫和一種未知的活潑元素結合而成的酸??被稱之爲“氨酸”。這位18世紀的化學家有個怪癖,喜歡用鼻嗅口嘗的辦法去鑑定他新發現的化合物。他曾吸入過劇毒氰化氫,倖免於死;這次他又吸入了“氨酸”,結果病了幾年之後,在43歲的盛年就過早地離開了入世。

1813年法國科學家安培與英國化學家戴維已把這種待發現的新元素命名爲氟。1836年,愛爾蘭人諾克斯兄弟倆企圖用氯與氟化汞反應以製取氟,不僅未獲得成功,也因中毒而長期受到病痛的折磨。隨後,比利時化學家勞埃脫企圖重複上述實驗,結果也因氟化氫中毒而獻出了自己的生命。勞埃脫的學生弗萊明總結了前人失敗的經驗,他認爲因爲氟大活潑了,連合適的容器也難找,用化學方法是不可能得到氟元素的。1885年他決定採用當時已有的電解方法,並且製造了無水氟化氫,可乾燥的氟化氫並不導電,他的.試驗仍然失敗了。但他畢竟跨出了重要的一步,爲他的學生莫桑的成功做了基礎性的工作。

莫桑從1883年接受這一課題後,經過三年,到1886年6月26日終於試驗成功。莫桑用自己設計的鉗制U形管,並將試驗裝置上的玻璃零件都換成了螢石制的。他向U形管中倒進“無水”氫氨酸,在白金電極上接通了電流。爲了防止高溫引起的對容器腐蝕,他還採用了冷凍劑結實驗裝罡降溫。這時從陽極放出了一種淡黃色、有特殊刺激性的氣體,這正是他夢寐以求的氟元素!他用一塊硅晶體去檢驗,果然發生了燃燒,冒出了火焰。這就是氛。

莫桑是個藥房學徒出身的化學家,他因試驗研究發現氟曾4次中毒,在實驗中還耗費了富有岳父的大量錢財。他雖然在1906年榮獲了諾貝爾化學獎,但第二年就去世了,終年只有54歲。

當今,氟的許多化合物對人類的生活作出了巨大貢獻。以聚四氟乙烯爲代表的含氟高分子材料,更是尖端科學技術的寵兒。氟有機化合物用途也極爲廣泛,如作爲冷凍劑的氟里昂,抗癌藥劑五氟脈曉咦,還有含氟的纖維、塗料和功能高分子,日新月異,前途無量。

氟元素髮現距今已108年了。飲水思源,我們對以莫桑爲首的氟化學的開拓者,懷着深深的敬意。