力桑3000有外錄嗎_大眾科普網

力桑3000有外錄嗎

力桑3000有外錄

在化學元素史上，參加人數最多、危險最大、工作最難的研究課題，莫過於氟元素的發現。自1768年德國化學家馬格拉夫（marggraf，a.s.1709-1782）發現氫氟酸（hf的水溶液）以後，到1886年法國化學家莫瓦桑（moissan，h.1852－1907）制得單質的氟，歷時118年之久。在這當中不少化學家損害了健康，甚至獻出了生命，可以說是一段極其悲壯的化學元素史。

1768年馬格拉夫研究螢石（主要成分caf2），發現它與石膏和重晶石不同，判斷它不是一種硫酸鹽。1771年化學家捨勒用曲頸甑加熱螢石和硫酸的混合物（反應生成氫氟酸），發現玻璃瓶內壁腐蝕。1810年法國物理學、化學家安培，根據氫氟酸的性質的研究指出，其中可能含有一種與氯相似的元素。化學家戴維的研究，也得出同樣的看法。1813年戴維用電解氟化物的方法制取單質氟，用金和鉑做容器，都被腐蝕了。後來改用螢石做容器，腐蝕問題雖解決了，但也得不到氟，而他則因患病而停止了實驗。接著喬治·諾克斯（knox，g.）和托馬斯·諾克斯（knox，r.t.）兩弟兄先用干燥的氯氣處理干燥的氟化汞，然後把一片金箔放在玻璃接受瓶頂部。實驗證明金變成了氟化金，可見反應產生了氟而未得到氟。在實驗中，弟兄二人都嚴重中毒。繼諾克斯弟兄之後，魯耶特（louyet，p.）對氟作了長期的研究，最後因中毒太深而獻出了生命。法國化學家尼克雷（nickles，j.）也遭到了同樣的命運。法國的弗雷米（fremy，e.1814－1894）是一位研究氟的化學家，曾電解無水的氟化鈣、氟化鉀和氟化銀，雖然陰極能析出金屬，陽級上也產生了少量的氣體，但始終未能收集到。

同時英國化學家哥爾（gore，d.g.1826-1908）也用電解法分解氟化氫，但在實驗的時候發生爆炸，顯然產生的少量氟與氫發生了反應。他以碳、金、钯、鉑作電極，在電解時碳被粉碎，金、钯、鉑被腐蝕。這麼多化學家的努力，雖然都沒有制得單質氟，但他們的經驗和教訓都是極為寶貴的，為後來制取氟創造了有利條件。

莫瓦桑出生於巴黎的一個鐵路職員家庭。因家境貧窮，中學未畢業就當了藥劑師的助手。他懷著強烈的求知欲，常去旁聽一些著名科學家的講演。1872年他在法國自然博物館館長和工藝學院教授弗雷米的實驗室學習化學，1874年到巴黎藥學院的實驗室工作，1877年獲得理學士學位。1879年通過藥劑師考試，任高等藥學院實驗室主任。1886年成為藥物學院的毒物學教授。1891年當選為法國科學院院士。1907年2月20日在巴黎逝世。他在化學上的創造發明很多，現在主要介紹他在氟方面的研究。

1872年莫瓦桑當上弗雷米教授的學生，開始在真正的化學實驗室工作了。

弗雷米教授是當時研究氟化物的化學家，莫瓦桑在他的門下不僅學到了化學物質一般的變化規律，而且還學到了有關氟的化學知識和研究過程。他知道早在60年代安培和戴維就已證明，鹽酸和氫氟酸是兩種不同的化合物。後一種化合物中含有氟，由於這種元素反應能力特別強，甚至和玻璃也能發生反應，以致人們無法分離出游離的氟。弗雷米反復做了多種實驗，都沒有找到一種與氟不起作用的東西。雖然知道制單質氟這個課題難著了許多化學家，可是莫瓦桑對氟的研究還是非常感興趣，不但沒有被困難所嚇倒，反而下定決心要攻克這個難關。由於工作的變化，這項研究沒有及時進行，所以在10年以後，才集中精力開展研究。

莫瓦桑先花了好幾個星期的時間查閱科學文獻，研究了幾乎全部有關氟及其化合物的著作。他認為已知的方法都不能把氟單獨分離出來只有戴維設想的方法還沒有試驗過。戴維認為：磷和氫的親合力極強，如果能制氟化磷，再使氟化磷和氧作用，則可能生成氧化磷和氟，由於當時還沒有方法制得氟化磷，因而設想的實驗沒有實現。於是莫瓦桑用氟化鉛與磷化銅反應，得到了氣體的三氟化磷，然後把三氟化磷和氧的混合物通過電火花，雖然也發出了爆炸的反應，但並沒有獲得單質的氟，而是氟氧化磷。

莫瓦桑又進行了一連串的實驗，都沒有達到目的。經過長時間的探索，他終於得出了這樣的結論：他的實驗都是在高溫下進行的，這正是實驗失敗症結所在。因為氟是非常活潑的，隨著溫度的升高，它的活潑性也就大大地增加了。即使在反應過程中它能夠以游離的狀態分離出來，它也會立刻和任何一種物質相化合。顯然，反應應該在室溫下進行，當然，能在冷卻的條件下進行那就更好一些。看來電解是唯一可行的方法了。他想如果用某種液體的氟化物，例如用氟化砷來進行電解，那麼怎樣呢？這種想法顯然是大有希望的。莫瓦桑開始制備劇毒的氟化砷了，隨即遇到了新的困難，原來氟化砷是不導電的。在這種情況下，他只好往氟化砷裡加入少量的氟化鉀。這種混合物的導電性能好，可是在反應開始幾分鐘後，陰極表面覆蓋了一層電解析出的砷，於是電流中斷了。莫瓦桑疲倦極了，十分艱難地支撐著。他關掉了聯通電解裝置的電源，隨即倒在沙發椅上，心髒病劇烈發作，呼吸感到困難，面色發黃，眼睛周圍出現了黑圈。莫瓦桑想到，這是砷在起作用，恐怕只好放棄這個方案了。出現這樣的現象不是一次，曾因中毒而中斷了四次實驗。莫瓦桑的愛妻萊昂妮看到他漫無節制地給自己增加工作，而且又經常冒著中毒危險，對他的健康狀況極為擔心。

可是莫瓦桑仍然繼續進行實驗，設計在低溫下電解氟化氫。由於干燥的氟化氫不導電，於是往裡面加入少量的氟化鉀。他把這個混合物放在一支u形的鉑管中，然後通電流。在陰極上很快就出現了氫氣泡，但陽極上卻沒有分解出氣體。電解持續近一小時，分解出來的都是氫氣，連一點氟的影子也沒有。莫瓦桑一邊拆卸儀器，一邊苦惱地思索著，也許氟根本就不能以游離狀態存在。當他撥掉u形管陽極一端的塞子時，驚奇地發現塞子上覆蓋著一層白色粉末狀的物質。可不是麼，原來塞子被腐蝕了！氟到底還是分解出來了，不過和玻璃發生了反應。這一發現使莫瓦桑受到了極大的鼓舞。他想，如果把裝置上的玻璃零件都換成不能與氟發生反應的材料，那就可以制得單體的氟了。熒石不與氟起作用，用它來試試吧，於是把熒石制成試驗用的器皿。莫瓦桑把盛有液體氫和氟化鉀的混合物的u形鉑管浸入制冷劑中，以鉑銥合金作電極，用熒石制的螺旋帽蓋緊管口，管外用氯化甲烷作冷凍劑，使溫度控制在－23℃，進行電解。終於在1886年第一次制得單質氟。莫瓦桑的成就經過著名化學家的審查，認為是無可爭論的。為了表彰他在制氟方面所作的突出貢獻，法國科學院發給他一萬法郎的拉·卡澤獎金。20年以後，又因他研究氟的制備和氟的化合物上的顯著成就，而獲得了1906年的諾貝爾化學獎。成就，而獲得了1906年的諾貝爾化學獎。氟元素的發現

發現人：諾克斯兄弟/愛爾蘭化學家

發明物特性：具毒性及腐蝕性

價值：為科學界帶來很大的要進與突破

發現的背景敘述：

愛爾蘭化學家諾克斯兄弟實驗氟相關研究而中毒，在意大利拿破裡一所教會經營的療養院靜養，i84i年，比利時青年陸易業(louye)來訪諾克斯，修女雖嚴加拒絕，但路易業卻是堅持不見不敬，修女熬不過，就讓他們會面。諾克斯一臉皺紋，臉頰削瘦乾扁又發黑，不像40歲出頭的人，不免愣至忘了打招呼。諾克斯說，他幾乎是與世隔絕的人，為何來訪;有何目的嗎？路易業告以想追隨諾克斯的研究，來發現氟這個元素，懇請協助。

諾克斯問路易業，是否知道他的研究發生的可怕事情？路易業答當然知道，曾試過諾克斯有關單離氟的研究，也知道因研究而中毒以致不得不斯氟的研究。諾克斯勸路易業實驗賓在太危險，千萬不要輕舉妄動。因為，他們兩兄弟都很小心，隨時都戴口罩，儘量防止吸入實驗時產生的氣體，但仍無法倖免於難。

路易業聽後並不畏縮，每天熱誡訪簡，諾克斯乃將實驗經驗和心得，逐一傳授，告訴他唯有使用螢石製作的容器，才能免於被溶並捕捉到氟氣體。展示自製的螢石實驗裝置，路易業看到如此精密裝置，仍無法免於受害，乃好奇地問失敗之因何在？諾克斯告以問題在於容器接合處，因為氟腐蝕性太強，常在接合處發生洩漏而梗實驗者中毒。路易業聽後有感於除非以螢石製得比諾克斯更進步的裝置，否則是不可能成功的。想想自己只不過是一位大學講師，那有經費來製作昂貴的裝置呢？不由得嘆息沉思，諾克斯勉勵他有意願要研究，那麼這一套裝置就送給你吧。

諾克斯恢復健康回到愛爾闡，就將裝置送到路易業手中，路易業仔細檢修接合處，並重覆諾克斯發表的研究實驗，將氟侶汞加熱到攝氏3000度,把乾燥的氯氣通入，結果黃色的氟化汞變成白色，但並無氣體發生。

之後，路易業嘗試無水氟化鈣及其他多種氟化物，但都一無所獲，幾年下來毫無成果。眼看同僚們大都昇上教授，自己卻還是停留在講師，而且開始有氣喘，臉色不佳現象。系主人也很同情他，忠告他是否應該放棄這個研究，就在猶豫不決的1847年，研究室來了法國伊可雷藥科大學年青化學教授富雷米(flemy)作一個禮拜貸驗。耍離開研究室，回法國時不經意的對路易業說如果使用氮化鈣為原料。可以試試電解法。路易業回答那是不可能的，因為在水溶液中電解，即使產生氟素氣體，也捕捉不到的。何況電解需要攝氏1350℃度的高溫呢！

富雷米回法國後，研究室又來南西大學的尼克雷教授，他想如將氟化氮氧化，應該可以得到氟，可是嘗試幾種氧化劑，一直都沒有如期地得到氟氣體。之後，路易業由於研究成果不佳，研究室也沒有助手，路易業不得不自己親自實驗，1850年的某一天，照例從事已經非常熟練的實驗，就是螢石加硫酸，加熱，蒸鎦，產生氟化氫。這一次的賀驗，路易業竟沒有發現實驗容器沒有固定好，等到感覺胸口不適，才發現洩漏發生，就在趕緊要逃出實驗室時，不小心碰到實驗裝置，讓倒下的沸騰硫酸潑到下半身，外洩的氮化氫加上硫酸的傷害，竟然使路易業成了不歸人。

1847年富雷米回法國後，嘗試無水氟化鈣的電解反應。確認了陰極有鈣附著，但陽極卻沒有捕捉到氟氣體，是因氟和其他成分反應生成化合物之故。嘗試多種氟化合物電解的結果，都是沒有適當容器。終於富雷米不得不嘗試，路易業常用的氟化氫，結果如同預期的，電解濕的氟化氫，生成的氟立即與水反應作成臭氧。如使用乾的氟化氫，則又不導電，且應該析出氟素的陽極也立即分解。找了許多陽極材料，都不如意。還好富雷米有著做不完的研究題目。所以，就在不知不覺中，放棄了單離氟素的研究。

這時出現了法國化學家莫珂湯(ferdinandfrederichenrimoissan)。1852年出生巴黎，12歲時全家遷居郊外鄉下，18歲才回巴黎。一直都未受過正規化學教育，完全是由父親指導。21歲到藥局工作，並自修得到許多知識。之後，進入自然歷史博物館跟隨富雷米所長學習化學。1880年取得伊可雷藥科大學學位，成為講師。可是莫阿湯只能授課，並沒有經費從事研究。很幸運地，莫阿湯岳父相當富有，也很欣賞莫阿湯的才能。所以，私下支助莫阿湯研究經費。使他能夠無後顧之憂，盡心盡力地投入研究。

當時正是有機化學全盛時期，莫阿湯卻選擇無機化學。1884年開始對氟發生興趣並加以研究，首先以三氟化磷或三氟化棚電解，當然沒有成果。不久發現酸性氟化鉀的氟化氮和氟化鉀混合溶液，雖然氟化氫鉀的熔點是65。8℃，但在50℃的溫度下竟然是液態，又發現此混合液體會導電。他知道白金是最不容易受到氟侵蝕的物質。認為使用白金製作的裝置來貿驗，在此裝置中產生氟，應該就可以捕捉到氟，而成功地單離氟。實際上，莫阿湯使用自製的貿驗裝置，陰極和陽極都是白金和的合金所製成的。

i886年莫阿湯在自己設計的u-形白金製管狀裝置中，放入無水的氟化氫，當然陰陽極也是白金製的，再將酸性氟化氫鉀溶入裝置中，形成一種低共熔混合物氟化氫鉀溶液，以甲基氯將之冷凍到-50℃，再通電流則開始電解，在陰極產生氫氣，在陽極產生淡黃色的氣體，這個氣體就是化學家們期待已久的氟元素。於是在6月26日以上述方法，成功地以電解法單離了氟元素

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