校本课程(趣味化学史)
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校本课程
趣味化学史
第1课贝采利乌斯的“恶作剧”
一天,被誉为瑞典化学泰斗的贝采利乌斯神采奕奕地站在讲台前,向新人学的大学生们介绍实验观察的重要性。
“同学们,化学是一门以实验为基础的学科。没有卓越的实验观察力,就无法研究化学。有些同学想当化学家,却又不愿意在这方面下功夫,……”
“老师,观察实验难道比走钢丝还难吗?”一个学生有点不服气,打断了他还不太熟悉的贝采和乌斯教授的讲话,“您可以考一考我们,看看我们将来配不配当一名化学家。”教授沉思了一下。答应了这个要求。他把一只只盛有溶液的试剂瓶发给在座的学生,然后说道。
贝采利乌斯
“我这里的一瓶溶液和大家面前放的那瓶完全一样.都是几经煮沸的无毒溶液。一会儿,我要求大家模仿我所用的方法来鉴别一下,这是一种什么样的溶液。”
说完,教授把手指伸进试剂瓶的溶液里,然后将手指拿出来并用舌头舔了一下。通过教授的神态,大家猜想这溶液或是甜的,或是咸的,至少是没有什么味道的。
随着教授一声令下,“考试”开始了。为了能最先报出鉴定结果以证实自己的实验能力,学生们争先恐后地把手指伸进试剂瓶里,并迫不及待地尝了一下。
“啊!怎么这么苦”“苦死了!苦死了!”尝了溶液的味道后,学生们个个哭丧着脸大声地埋怨着。一个学生甚至有点恼火了:“老师,尝了这么苦的溶液。您为什么装得若无其事呢?”
“我真的尝了吗?”贝采利乌斯边笑边向他的学生们问道。
咦!明明看着教授把手指放到了舌头上。怎么能说没尝呢?大家一时摸不着头脑。
聪明的读者,你知道贝采利乌斯的“恶作剧”是怎么“演”的吗?
第2课稀有气体的发现
第三位小数的疑问
英国剑桥大学教授雷利对气体的密度特别感兴趣,从1882年开始陆续测定起各种气体的密度来。他做事历来十分严谨、一丝不苟,因此在测定每种气体的密度时,总是通过不同的途径取得这种气体,并对其密度反复测量,以尽量减少误差。
气体的密度一个个测了出来。但在测定氮气密度时,他却遇到了一件令人费解的事。
他把空气通过烧得通红的装满铜屑的管子除去氧气,然后又通过一只只“化学搜捕器”除去二氧化碳和水蒸气,最后得到了氮气。然后在00C、1大气压的条件下,一次又一次地测量所得氮气的密度,其结果皆为1.2572克/升。
像对待其它气体一样,他又用另一种方法——分解氨气获得氮气,并测定所得氮气的密度,但其结果却是1.2505克/升。
都是氮气的密度,为什么在小数点后第三位上却出现了差异?雷利双眉紧蹙,思索着产生这0.0067克差异的原因。
“这种误差可能是某一步实验操作出现了疏忽造成的。”于是他认真地检查了实验装置,并一遍又一遍地重复着实验,结果还是如此。
“也许是用分解氨气的方法制得的氮气里混有氢气,所以密度才小了一点。”为此,他又改用其它含氮物质,分别从笑气(一氧化二氮)、一氧化氮、尿素等物质制取氮气,结果仍然差那么一丁点儿。
这0.0067克的差异把雷利折腾了2年,甚至弄得他彻夜难眠,但他一直不能忽略这微乎其微的差异,不愿使自已的判断有丝毫的草率。
终于,雷利在其他科学家的协助下揭开了其中的秘密,并完成了一个震惊科学界的重大发现!
说说看,通过这第三位小数的疑问,雷利等科学家发现了什么?
第3课光谱的应用
太阳元素
现在问大家,光辉灿烂的太阳是用什么组成的?有的同学也许会脱口而出,圆满地做出回答。但在过去,这可一直是个谜。
太阳离地球有1.5亿公里之遥,它的表面温度又有55000C之高,人根本就无法接近它。既然这样,又怎么去探讨太阳的组成呢?不过,照射到地球上的阳光倒是太阳发来的一种“密码”,它给我们带来了太阳的信息。关键是怎样识译这些“密码”,弄清太阳的信息。1859年德国化学家本生和物理学家基尔霍夫创制了分光镜,给太阳光“密码”的识译带来了希望。他们发现。不同的元素在高温下会发出不同颜色的光;光通过分光镜就分
解了,并在镜后的屏幕上形成特定的彩色线条。例如,钠蒸气总是产生两条紧靠在一起的黄色线条。反过来说,只要通过分光镜看到了这两条黄色线条,就证明发光的物质中一定含有钠元素。用这种方法,人们终于知道太阳大气中有60多种元素。且最多的是氢元素。1868年8月18日,对天文学家和研究太阳的学者来说是一个好日子,因为这一天将出现一次几载难逢的日全食。这时,太阳光不太耀眼。人们利用肉眼,就可以观察到太阳表面喷射的火舌。不过。这次日全食只能在印度看到。
毕生从事太阳研究的法国天文学家儒尔·冉逊不远万里赶到印度东海岸的广都尔城,去进行一次难得的几分钟的观察。
日全食开始了。太阳被月亮遮住,从黑色月亮的背面喷射出太阳的红色火舌,那情景美丽极了。冉逊无心顾及这一切,他把分光镜对准了太阳,仔细观察着屏幕上出现的彩色线条。在那彩虹似的线条中,一条橙黄色的线条吸引住冉逊。这可是过去从未见过的线条呀!次日凌晨。他再次把分光镜对向刚刚升起的太阳,橙黄色线条又顽皮地出现了。
“它是怎样产生的呢?”冉逊苦苦地思索着。
1868年10月26日,巴黎科学院同时收到两封来信。一封是冉逊写的,另一封是英国的天文学家洛克耶写的。信中所谈之事竟完全相同,这使正在举行的巴黎科学院会议的与会代表们大为震惊。
就这样,一种新元素诞生了,它被称为“氦”——希腊文里是太阳的意思。这种元素是至今唯一不是在地球上首先发现的元素。
第4课碘的发现
偶然发现的元素
19世纪初,法国的拿破仑发动了一场大战,战火烧遍了整个欧洲。
战争需要大量的黑火药。用于制造这种火药的硫磺和炭粉并不稀罕。而硝酸钾就来之不易了。于是,化学家、火药商们便研究起硝酸钾的制取来,以便生产更多的黑火药。研究结果表明,海边漂浮起来的海藻,晒干烧成灰后,用水浸泡便可提取出硝酸钾。
法国的火药商兼化学家库尔特瓦也参加了制取硝酸钾的行列,而且用同样的原料得到的硝酸钾总比别人多。但他并没有为此而沾沾自喜。经过一段思索,他渐渐地把注意力转向浸泡海藻灰后倒掉的废水上,心想:“说不定这废水里还有宝贝呢!”
一天,库尔特瓦在家中简陋的实验室里做实验。一只淘气的小花猫在一旁跳来蹦去。忽然,有两只瓶子被小花猫碰倒了。瓶子里分别装着的海藻灰溶液和浓硫酸流了一地。库尔特瓦正要“处置”心爱的小花猫,却被眼前的奇异现象吸引住了,流了一地的混合液体冒出一种有难闻气味但却十分美丽的紫色蒸气,蒸气冷凝后并不形成液体,却变成紫黑色的带有金属光泽的晶体。
没想到小花猫竟干出这么一番“事业”:库尔特瓦根据这一奇特现象,在自己的小实验室里又做了许多实验,终于弄明白了这种紫色气体是由一种未被发现的元素组成的。后来,科学界朋友的鉴定也证实了这一点。库尔特瓦高兴极了,对那只淘气的小花猫也就更疼爱了。