科普:氟单质分离 夺命多名科学家

教育   2024-07-15 07:42   四川  


在元素周期表的众多成员中,氟元素以其独特的个性脱颖而出,堪称元素界的"拜伦勋爵"。


氟的"脾气"之大,让它在化学界享有"疯狂、糟糕、危险重重"的名声。


作为已知元素中电负性最强的存在,氟展现出了令人惊叹的氧化性,几乎能够与所有愿意提供电子的物质发生反应。


正是这种强烈的反应性,让那些勇敢探索氟的化学家们付出了巨大的代价。


让我们把时钟拨回到1810年,当时法国物理学家安德烈-玛丽·安培首次提出,在氢氟酸中可能隐藏着一种未知的元素。


英国化学家汉弗莱·戴维爵士不仅建议将其命名为"氟",还勇敢地开始了分离氟的尝试。然而,无论是氟气还是实验中常见的气态氟化氢,都极其危险。


1812年,戴维在实验中不幸中毒,虽然幸运地逃过一劫,但他的肺部和眼睛都遭受了严重的伤害。


尽管戴维的遭遇令人警醒,但成为第一位驯服氟的科学家的荣耀,仍然吸引着众多科学家前赴后继。


法国化学家约瑟夫-路易斯·盖-吕萨克、路易斯-雅克·泰纳德、诺克斯兄弟、乔治和托马斯,都曾因吸入氟化氢气体而受伤。


几年后,比利时化学家鲍林·罗耶特和法国化学家杰罗姆·尼克尔因吸入有毒烟气而丧生,英国化学家乔治·戈尔也险些在一次剧烈的爆炸中丧命。


直到1886年,法国化学家斐迪南德-弗雷德里克-亨利·莫瓦桑终于成功地分离出了氟气,而且在整个实验过程中没有发生任何爆炸或中毒事故。


莫瓦桑采用了电解装置来制备氟,并借鉴了诺克斯兄弟的创新,使用矿物萤石制成的塞子,以及耐化学腐蚀但价格昂贵的铂、铱制成的反应容器。


整个反应体系被降至极低的温度,大约是-58华氏度(约-50摄氏度)。


在首次成功分离出氟气后,莫瓦桑继续利用这套装置,安全地开展了关于氟反应活性的一系列对比试验。


正如他所预料的那样,许多物质在氟中会突然着火或直接爆炸。


氟的独特性质使其在医药、化工、材料科学等多个领域都有着广泛的应用。


然而,由于氟的化学性质极为活泼且具有毒性,即使在今天,真正见过单质氟的化学家也是寥寥无几。


氟气绝不是可以随意接触的物质,任何与之相关的实验都必须在严格的安全措施下进行,实验者需要穿戴特殊的防护装备,并严格遵守一系列安全操作规程。


氟的故事,不仅是化学史上的一段传奇,也是对人类探索未知、勇于创新精神的最好证明。


参考资料:化学之书

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