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奇臭的液体——溴

书名:叶永烈科普经典阅读系列·元素的故事作者名:叶永烈本章字数:1769更新时间:2024-06-07 15:28:06

催泪弹能催泪,跟溴有关。

关于溴的发现,曾有一段有趣的历史:1826年,法国的一位青年化学家安东尼·巴拉尔,他在海藻中发现了一种新元素。当时人们已经知道海藻中含有很多碘,巴拉尔便在研究怎样从海藻中提取碘。当他把海藻烧成灰,用热水浸取,再往里通进氯气时,就得到紫黑色的固体—碘的晶体。然而,奇怪的是,在提取后的母液底部,总沉着一层深褐色的液体,这种液体具有刺鼻的臭味。

这件事引起了巴拉尔的注意,他立即着手详细地进行研究,最后终于证明,这种深褐色的液体是一种人们还未发现的新元素。巴拉尔把它命名为“nuride”,按照希腊文的原意,就是“盐水”。巴拉尔把自己的发现通知了巴黎科学院。科学院把这新元素改称为“溴”,按照希腊文的原意,就是“臭”。

巴拉尔关于发现溴的论文—《海藻中的新元素》发表后,德国著名的化学家李比希非常仔细地,几乎是逐字逐句进行推敲地读完了它。读完后,李比希深为后悔,因为他在几年以前,也做过和巴拉尔相似的实验,也看到过这一奇怪的现象,所不同的是,李比希没有深入地钻研下去。当时,他只凭空断定,这深褐色的液体只不过是氯化碘—通氯气时,氯和碘形成的化合物。因此,他只是往瓶子上贴了一张“氯化碘”的标签就完了,从而跟溴元素的发现失之交臂,没有发现这一新的元素。这件事以后,李比希在科学研究工作中变得踏实多了,在化学上做出了许多贡献。他把那张“氯化碘”的标签小心地从瓶子上取下来,贴在床头,作为教训,并常把它拿给朋友们看,希望朋友们也能从中汲取教训。后来,李比希在自传中谈到这件事时,这样写道:“从那以后,除非有非常可靠的实验作根据,我再也不凭空地自造理论了。”

溴的发现史上的这一段故事,再一次证明了科学是老老实实的学问,任何一点儿马虎都是不行的。

在所有非金属元素中,溴是唯一在常温下处于液态的元素。正因为这样,其他非金属元素的中文名称部首都是“气”旁的,如氧、碘,只有溴是水旁的—液态。溴是深褐色的液体,比水重2倍多。溴的熔点为-7.2℃,沸点为58.8℃。溴能溶于水,即所谓的“溴水”。溴更易溶解于一些有机溶剂,如三氯甲烷、四氯化碳等。

溴在大自然中并不多,在地壳中的含量只有十万分之一左右,而且没有形成集中的矿层。海水中大约含有十万分之六的溴,含量并不高,自然,人们并不是从海水中直接提取溴,而是在晒盐场的盐卤或者制碱工业的废液中提取:往里通进氯气,用氯气把溴化物氧化,产生游离态的溴,再加入苯胺,使溴成三溴苯胺沉淀出来。

溴很易挥发。溴的蒸汽是红棕色的,毒性很大,气味非常刺鼻,并且会刺激眼黏膜,使人不住地流泪。在军事上,溴被装在催泪弹里,用作催泪剂。在保存溴时,为了防止溴挥发,通常在盛溴的容器中加进一些硫酸。溴的比重很大,硫酸就像油浮在水面上一样浮在溴的上面。

溴最重要的化合物要算是溴化银了。溴化银具有一个奇妙的特性—对光很敏感,受光照后便会分解。人们把溴化银和阿拉伯树胶制成乳剂涂在胶片上,制成“溴胶干片”。我们平常所用的照相胶卷、照相底片、印相纸,几乎都涂有一层溴化银。数码时代以前,照相消耗了大量的溴化银。1962年全世界溴的化合物的产量已近10万吨,其中有将近9万吨被用于摄影。由于人们在溴化银中加入一些增敏剂,胶片的质量也不断得到提高。人们已经能把曝光时间缩短到十万分之一秒至百万分之一秒,拍下正在飞行中的子弹、火箭;人们也能在菜油灯或者火柴那样微弱的光线下,拍出清晰的照片。

生物学家们发现,人的神经系统对溴的化合物很敏感。人体在注射或吸收少量溴的化合物后,神经便会被逐渐麻痹。因此,溴的化合物—溴化钾、溴化钠和溴化铵,在医学上便被用作镇静剂。通常,医学上都是把这三种化合物混合在一起使用,配成的水溶液就是我们常听说的“三溴合剂”,压成片的便是常见的“三溴片”。溴化物是现在最重要的镇定剂之一,不过,溴化物主要从肾脏排泄,排泄比较慢,长期服用容易中毒。

溴和钨的化合物—溴化钨可以制造新光源。溴钨灯非常明亮且体积小,是电影摄影、舞台照明等的常用光源。在高温时,碘钨灯中碘的蒸汽是红色的,会吸收一部分光,影响发光效果,而溴蒸汽在高温时是无色的,因此,溴已逐渐代替碘来制造卤化钨新光源。

在有机化学上,溴也很重要,像溴苯、溴仿、溴萘、溴乙烷都是常用的试剂。另外,在制造著名的汽油防震剂—四乙基铅时,也离不了溴,因为要合成四乙基铅,首先要制得中间产品—二溴乙烯。