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死亡元素难制取

时间:2022-08-18 百科知识 版权反馈
【摘要】:1906年12月10日,法国著名化学家莫瓦桑荣获了该年度诺贝尔化学奖。这是因为莫瓦桑在制备氟元素方面做出了巨大贡献,同时表彰他发明了莫氏电炉。因此,氟被科学家称为“死亡因素”。他发现,在加热过程中温度很高,因为氟是活泼元素,所以温度越高,越难以制服它。莫瓦桑激动万分,当天就把这一科学成果报告给了法国科学院。

1906年12月10日,法国著名化学家莫瓦桑(H Moissan,1852—1907年)荣获了该年度诺贝尔化学奖。这是因为莫瓦桑在制备氟元素方面做出了巨大贡献,同时表彰他发明了莫氏电炉。这位荣获诺贝尔化学奖的科学家竟然是一个自学成才的人。

莫瓦桑于1852年9月28日生于法国巴黎蒙特龙街5号的一个铁路员工家庭。父亲做铁路职员的微薄收入,勉强维持一家人的最低生活,家里根本没钱供子女读书。在莫瓦桑10岁时,全家迁到了塞纳省的一个小村镇。莫瓦桑12岁才进小学读书。贫寒的家境使他从小就很懂事,他在班里每次考试都是第一名。老师非常喜欢这个比其他同学都大的、穿破旧衣服但却很聪明的孩子。莫瓦桑喜欢化学,他从老师那里借来了各种化学书籍,如饥似渴地读了这些书,并自己动手做各种化学物理实验。但终因父亲的收入不能维持他继续上学,小学未毕业,莫瓦桑不得不离开学校,到镇上一个药店当了小学徒。

在学徒期间,莫瓦桑坚持刻苦自学。通过长期自学,他先后获得了中学和大学毕业证书,并荣获巴黎大学物理学博士学位。在学习过程中,莫瓦桑从来不满足已有的成绩,有时连续几十个小时查阅资料,做各种实验。有时眼窝深陷,面色苍白,但他仍坚持不懈。

在化学元素中,氟是个不驯服的元素。它在自然界中绝大部分是以萤石、氟磷灰石等矿石的形式存在的,其中,萤石是氟的主要来源。由于氟具有强烈的腐蚀性,而且一遇到潮湿酷热的空气便立即引起化学反应。因此,虽然科学家早在1813年就已确认它的存在,连英国化学家戴维在19世纪20年代也曾做过实验。不仅没有制出氟来,反而中了毒。盖·吕萨克也曾中过毒,也未制出来。因此,氟被科学家称为“死亡因素”。

1872年,莫瓦桑在佛罗密实验室当实习生时,他的同学阿尔曼拿着一瓶药品对他说:“这就是氟化钾,世界上还没有一个人制出单质氟来。”莫瓦桑心灵受到了很大震动,他决心要制出单质氟来。从那以后,他边学习边收集有关制取氟的有关资料,并着手准备制取工作。直到1885年,莫瓦桑开始制备氟。起初他想用氟化钾和磷作用,先制出氟化磷,然后再用氟化磷和氧气加热,希望从中得到单质氟。但事情进行得非常不顺利,不但没有制出氟来,反而白白烧坏了两个昂贵的白金管,一无所获。莫瓦桑经历了一次又一次失败,那个神秘的氟还是不见踪影。俄国化学家门捷列夫已经在1869年制出了化学元素周期表,证明了氟是一个极为活泼的元素,为什么还是制取不出来呢?莫瓦桑开始检查自己的实验过程。他发现,在加热过程中温度很高,因为氟是活泼元素,所以温度越高,越难以制服它。莫瓦桑眼前突然一亮,他接着想:既然在高温下不能制取它,那么就在低温下制取。于是,莫瓦桑采用电解法。

莫瓦桑首先制取出了剧毒物质——氟化砷,又在氟化砷里加入了少量的氟化钾。安好电解装置,接通了电源。开始反应很顺利,但几分钟以后,阴极表面覆盖一层砷,反应慢慢地中断了。莫瓦桑自己也中毒了。幸好他的夫人及时赶来,打开了窗户,过了1个小时,他才逐渐清醒过来。过了几天,莫瓦桑又开始了实验。1886年6月26日,莫瓦桑又改变了装置,他把一块含有氟化合物的萤石磨制成一个U型管,然后把氟化氢和氟化钾的混合溶液放入U型管中。U型管的两端装上电极,接通电源。很快在阳极上方,冒出了一个接一个的氟气泡。单质氟终于第一次被制取出来了。莫瓦桑激动万分,当天就把这一科学成果报告给了法国科学院。在科学院派来的3位专家面前,莫瓦桑再一次制出了单质氟。这一杰出成就,使得莫瓦桑成为法国伟大的化学家,并因此荣获了1906年度诺贝尔化学奖。

莫瓦桑是一个靠自学成才的化学家。他一生为人类做出了许多杰出贡献。他不仅在世界上制取出单质氟,而且还发明了莫氏电炉。这种电炉可以简单而迅速地熔炼各种金属,他自己用这种电炉制出了铀、钨、钒、铬、钛、铝、钼等十几种金属。莫瓦桑还是世界上第一个制造出人造金刚石的化学家。童年的艰辛生活经历磨炼了他的意志,使他成为一个意志坚强、坚韧不拔、知难而进、不知疲倦的科学家,这也是他能够取得伟大成就的关键。由于莫瓦桑的巨大贡献,他被许多著名大学聘为名誉教授,俄国科学院授予莫瓦桑“科学院名誉院士”称号。莫瓦桑把一生都贡献给了科学事业,1900年担任了法国科学院教授,培养和造就了一大批科技人才。1906年,在他的学生和朋友们决定位纪念他制取元素氟20周年而举行的庆祝大会上,学生们和朋友们发表了许多热情洋溢的致辞。莫瓦桑在巨大的荣誉面前表现得非常谦虚和冷静,他在致辞中说:“我们不能停留在已经取得的成绩上面,在达到了一个目标之后,我们应该不停顿地向着另一个目标前进,否则就不能有所进步。一个人应该永远为自己树立一个努力为之奋斗的崇高目标,只有这样,才会感到自己是一个真正的人。”这就是莫瓦桑给我们留下的启示。

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