正文 第27章 化學之謎(5)(1 / 2)

晶體“爬高”之謎

一天,我們在化學實驗室的角落裏,發現了一隻盛有一點兒飽和碳酸鈉溶液的燒杯,這點兒溶液是我們兒天前在實驗時剩下的。我們發現,燒杯壁上結滿了白色的晶體,連外牆也有。這個奇異的現象引起了我們的興趣。我們仔細觀察以後,發現壁上所結的晶體,都是由許多規則的碳酸鈉晶體積累而成:燒杯底部結得最厚,燒杯壁上則較薄較均勻。

晶體為什麼會沿著器壁往上“爬”?別的鹽溶液是否也有這種現象?其中的道理是什麼呢?懷著滿腹的疑問與好奇,我們設計了一個探索性的實驗。

我們選用了碳酸鈉、硫酸銅、氯化鈉等藥品,分別配成了它們的飽和溶液。為了避免外界或人為的幹擾,我們把分別盛有這幾種溶液的燒杯放在容易進行觀察而又不易被人碰倒和發生震動的地方。

第一天,我們發現:盛有碳酸鈉的燒杯壁上就有高出液麵1~2毫米的藍色晶體析出;而在盛有氯化鈉溶液的燒杯裏還沒有什麼變化。我們用放大鏡觀察燒杯內壁上已析出的晶體,發現晶體與晶體之間有細小的縫隙,縫隙之間充滿著液體!用濾紙輕輕地接觸這些晶體,濾紙會變得濕潤。

第二天,我們看到:第一個燒杯裏析出的碳酸鈉晶體“長”得更高了;硫酸銅晶體也有增長;使我們驚喜的是,裝有氯化鈉溶液的燒杯壁上也有了“動靜”——出現了一絲絲晶體。

時間一天天過去了,碳酸鈉和硫酸銅晶體也越析越多,越“爬”越高。當它們“爬”到杯口後,還越過林口從燒杯外壁往下“爬”,速度也明顯加快,僅兩三天時間便已延伸到燒杯底部。就晶體的量而言,燒杯口上的晶體則遠比外壁上的多。

我們知道,碳酸鈉和硫酸銅的晶體都含有結晶水,而氯化鈉晶體不帶結晶水,那麼,使晶體“爬高”的原因是什麼呢?我們翻閱了一些書籍,沒有找到對這種現象的記載和解釋,於是,我們運用有限的化學知識嚐試著做了這樣的解釋:

由於液體和玻璃先形成浸潤,使附著玻璃的飽和溶液因水的蒸發而析出晶體,這些晶體之間的縫隙又形成了毛細管,飽和溶液便借助毛細管作用上升到晶體上端,並再次因水的蒸發而析出新的晶體……如此不斷進行,使得晶體“疊羅漢”般地層層上升。等“爬”到燒杯口,晶體失去繼續“攀登”的支架,隻好折返到燒杯外壁,自上而下“爬行”。由於重力的作用,液體沿燒杯外壁先流下來,加上外壁的蒸發作用比杯內強烈,所以晶體析出的速度明顯加快,隻兩三天就把燒杯外壁全包了起來。

我們推想,隻要燒杯裏有晶體(無機物)的飽和溶液,並且時間足夠長,都有可能出現上述現象。這種晶體“爬高”或“爬行”的速度很可能還同該物質的溶解度、晶體內的結晶水數目、晶體形狀、晶體風化性質、溫度、濕度等有關係。我們準備在今後的學習中繼續探索這些問題,並且設計出新的實驗來。往大海裏投放大量的鐵能改變地球的溫室效應嗎?

1990年地球出現創記錄高溫,平均氣溫為15.5℃,是一百多年來地球最熱的一年。美國空間氣象研究所認為,1880年以來,地球出現的7個最熱的年頭均發生在1980年以後。80年代平均氣溫比上個世紀同期高0.6℃。美國科學家提出相似的結論:1850年以來,地球上7個最熱的年頭中有6個發生在20世紀80年代。

1989年7月,在巴黎召開的7國首腦會議上,7國首腦呼籲,采取共同努力措施,限製二氧化碳和其他“溫室氣體”的排放,“要放慢全球變暖的過程”。環境專家製定了苛刻的規定並提出增加巨額的新稅收。全球的經濟投入和社會幹預規模將是巨大的,這將有可能改變人們的生活方式。

“氣候變化——需要全球合作”,這是聯合國環境規劃署製訂的1991年世界環境日的主題。氣候變化目前已成為舉世關注的熱門話題。所謂溫室氣體,是指當陽光照暖地球時,大氣低層的水蒸氣、二氧化碳、沼氣和人造氯氟烴等具有溫室玻璃的作用,保留部分熱量使地表變得越來越暖。監測結果表明,100年來大氣中二氧化碳濃度已增高了25%。全世界90%的能源來自煤炭、石油和天然氣,每年向空中排放55億噸二氧化碳。僅從1958年以來,二氧化碳就增長了11%。沼氣在溫室氣體中含量僅次於二氧化碳,是沼澤地、水稻田、蟻巢和反芻動物等排放的,總量每年遞增1%。氯氟烴是從電冰箱、空調器、泡沫塑料、噴霧器中釋放出來的,數量雖少,但比二氧化碳的吸熱能力強幾倍,且具有破壞高空臭氧層的作用。聯合國預測,如果人類對二氧化碳的排放不加限製,到21世紀末,全球平均氣溫將上升2~5℃,其增暖幅度將是1萬年來所從未有過的。同時,氣候變暖將會導致海平麵升高30~100厘米,許多海拔低的島嶼和大陸沿海地區將會葬入海底。目前,地球平均氣溫上升不到1℃,聽起來似乎沒什麼了不起。然而,當年地球氣溫僅僅上升5℃,就使地球擺脫冰河時代,自然景觀發生翻天覆地的變化。為防患於未然,人類必須采取相應的措施。