“我们已经多次提到食盐了,我曾经告诉过你们,食盐是由一种叫钠的金属元素和一种叫氯的非金属元素化合而成的,按照化学语法,食盐应叫氯化钠。”
爱弥儿已经听说过金属钠这种元素,他好奇地问:“你是不是想给我们看看钠?让我们了解它的性状?”
“不,孩子。虽然钠在药房中有卖,可它的价钱很贵,我们这间简陋的实验室是买不起的,所以我们只能叙述它的性状。请试想这样一种物质:光泽如铅的新切面;硬度极低,能被手指压扁,它可以像蜡一样被塑成各种形状;将一块钠放入水中,它会浮在水面;易燃,燃烧时像火球一样在水面上不住旋转。草木灰中的金属钾的性质与钠相似,而且更加强烈。现在,我们来解释一下为什么这两种元素遇到水会燃烧。
“水是由什么元素组成?氧元素和氢元素。自从去铁匠铺参观后,我们就知道了热铁能分解水,因为它可以夺取水中的氧而将氢释放出来。钠和钾以及其他几种金属物质,尤其是组成石灰的金属钙,也与铁一样,能分解水并夺取其中的氧,同时将氢释放出来。而且,它们与水所发生的反应比铁还要强烈,而且不用加热。金属和氧化合时会释放出高热,引发水中释放出的氢气着火燃烧,这就是浮在水面上的钠球会像火球般旋转的原因。等火焰熄灭后,钠已经完全和氧气化合为氧化钠,溶于水,不会留下任何痕迹。但溶解氧化钠的水却有着碱水一般的气味,而且它还会使红石蕊试纸变为蓝色。
“虽然我不能将食盐中的钠分解出来给你们看一看,但我至少可以给你们看一看组成食盐的另一种元素——氯元素,它是比钠更重要的一种元素。想要从食盐中制取氯,可以向食盐和二氧化锰的混合物中倒入硫酸,然后慢慢加热即可。“
这个操作所需要的装置和制取氧气的装置是一样的。在烧瓶里,放入等质量的食盐和二氧化锰,再倒入一些硫酸,将它们搅拌均匀,然后将带有弯曲玻璃管的软木塞塞好瓶口,将烧瓶放在炭火上慢慢加热,不久就会有氯气从混合物中产生。氯气是一种比空气更重的气体,所以我们可以使用收集二氧化碳的方法来收集。也就是说,我们可以将烧瓶口的弯曲玻璃管直接通入广口集气瓶的底部,无须在水下进行收集。“
我们的化学课从开始到现在,讲到的都是一些无色透明的气体,例如,空气、氢气、氧气、氮气、二氧化碳以及一氧化碳等,它们都是我们用眼睛看不见的。如果你们因此就认为所有气体都是这样的,那就大错特错了。现在,我们所讲的氯气就是一种可见的、黄绿色的气体,所以它的俗名也叫绿气。“氯气有淡淡的颜色,并且它比空气重,所以我们能看见它从集气瓶底部挤开空气,在那里慢慢聚积。看这里!在集气瓶底部的那些黄绿色气体就是我们所说的氯气,在氯气上面的无色透明气体就是空气。
让我们再等几分钟,这些黄绿色的气体就会升至瓶口,这样的话集气瓶里就充满氯气了。”黄绿色气体充满集气瓶后,保罗叔叔就将一片玻璃盖在瓶口上,但在瓶口未盖住前,已经有少量气体散逸在空气中,这也许是保罗叔叔特意想要让他的侄子们知道氯气是不适于呼吸的吧!爱弥儿从这次实验后,在脑海里就留存着一个永不磨灭的关于氯气的印象,因为他距离集气瓶十分近,那时他的鼻子立刻闻到了一股让人难受的气味,并且咳嗽得停不下来。于是,我们的小爱弥儿不断拍着胸,但咳嗽依旧止不住。保罗叔叔道:“不要害怕,孩子,你的咳嗽一会儿就会停下来了。这是因为你闻到了一些氯气,你闻到的氯气分量并不多,而且其中还混杂了大量的空气,喝一杯冷开水吧,可以帮助你清洁一下咽喉。”
爱弥儿喝了杯冷开水后,咳嗽果然止住了,但他经过了这次教训,就不敢再贸然靠近盛有氯气的瓶子了。
保罗叔叔说:“现在,你的咳嗽已经止住了。其实,吸入少量稀薄的氯气,并不会造成什么严重危害,而且对于吸入过含有腐败物质的污浊空气的人而言,还是很有益处的,但如果将大量纯净的氯气吸入肺内是十分危险的,呼吸几次后就会致命。”
爱弥儿道:“那一定是真的,我只吸入一次就已经咳嗽不停了。不过食盐竟然是用这种难闻的氯气和这种足以烧焦我们嘴的钠化合而成的,不得不算是一件神奇的事情!幸亏这两种可怕的物质在化合后改变了性质,否则我是绝不敢再用盐调味的。”
保罗叔叔接着说:“而且,幸亏氯和钠在分离后,依旧能恢复它们原有的猛烈性质,因为在某些工业生产中,氯气是一种很重要的原料,氯气的主要功用是漂白。在这个集气瓶里,我倒入了一些蓝黑墨水,然后震荡瓶子,使氯气和蓝黑墨水充分接触,不久就可以看见深蓝色的墨水渐渐变为了灰黄色,看上去像是浑浊的水。这是因为氯气已经将墨水的深蓝色破坏了。”