幻化之學 硫：來自深淵的怒火

這個安布瓶裏裝的是純的三氧化硫 這是一種很漂亮的白色真狀晶體 將五氧化二零與濃硫酸共熱 就會得到氣態的三氧化硫 這裏你看到的方程中 五氧化二零被我們寫成了十氧化四零 其實這並沒有錯 五氧化二零是實驗室 實驗室是分子的最簡單形式 而十氧化四零是分子室 這纔是它本來的面貌 三氧化硫在冰水域環境中收集 三氧化硫與水反應會得到硫酸 所以三氧化硫也被稱爲硫酸鋼 三氧化硫也可以溶於硫酸 形成發煙硫酸 這是一瓶含45%油離三氧化硫的發煙硫酸 它會在36攝氏度時融化 前面說過 三氧化硫可以與水輕易反應 得到硫酸 這是很危險的 在我們學校的實驗室 發煙硫酸會被專門放在 一間常年零攝氏度的庫房中 並且取用都必須得到安全部門的獲准 發煙硫酸不是無水硫酸和膠硫酸的混合物 就是膠硫酸和三氧化硫的混合物 融化的發煙硫酸是一種油狀透明的液體 有點類似幹油 它在空氣中會冒煙 形成硫酸霧雲 這就是發煙硫酸發煙的由來 在室溫狀況下 高濃度的發煙硫酸會迅速結晶 在雨水反應時 發煙硫酸會迸發出驚人的威力 反應釋放出來的熱量可以破壞燒杯 所以這個操作在我們學校是被明令禁止 本科生進行的 爲了展示這個實驗 我們放到儘可能小的劑量 不過即使我們已經放了很少的反應物 反應依然很劇烈 燒杯底部還是裂了 發煙硫酸作爲硫酸的糾集體 自然也有極強的脫水性 發煙硫酸可以使纖維素迅速脫水分解 形成遊離碳 我們嘗試用發煙硫酸與氨基納反應 這些白色的片狀固體就是氨基納 氨基納也是一個保存條件苛刻的危險化學品 在室溫中只要一小會兒就會分解爆炸 並且它必須在零下10攝氏度以下 並充氮氣保存 氨基納在空氣中很容易被點燃 並且反應劇烈 那麼我們使用發煙硫酸與氨基納反應 不知道發煙硫酸釋放出來的熱量 能不能點燃氨基納 這也是我第一次嘗試 實驗結果顯然不能夠讓我滿意 並沒有出現我想象中的那種火光 如果我們替換其他的強還原劑 會不會得到理想的火光 我使用了實驗室內能夠找到的強還原劑 鵬氫化鋁 鵬氫化鈉和鵬氫化鉀 我們各取一點鵬氫化物 以此提加發煙硫酸 這纔是我想要的火光 再用四氫鋁裏嘗試一下 反應變得更劇烈了 通過這個反應 我們可以得到鵬丸或者鋁丸 鵬丸是一種火箭推進劑 也可以用於半導體芯片製造等領域 這也是發煙硫酸一個重要的應用 當然硫的氧化物不只有三氧化硫 三氧化硫還有一個兄弟二氧化硫 二氧化硫可以與水反應 生成亞硫酸 亞硫酸具有漂白性 在印染工業造紙業被大量使用 亞硫酸可以進一步被氧化 形成硫酸 硫酸和硫化鈉反應 可以生成有臭雞蛋氣味的硫化氫 這是一個負分解反應 硫化氫是易燃危險品 與空氣混合能形成爆炸性混合物 與明火高熱能引起燃燒爆炸 但硫化氫也是一種重要的化學原料 金屬製造 農藥 醫藥都離不開它 硫化氫遇到醋酸鉛 會生成黑色的硫化鉛 這是檢驗硫化氫很好的手段 用醋酸鉛試紙就可以半導 硫化氫在與醋鉛酸鉛和硫酸反應時 會將橙黃色的溶液變成黃色 再變成綠色 最終變成藍綠色 這是鐵鉀鉀態逐漸變低的結果 所以硫化氫作爲還原劑還是很出色的 在收集資料時 我發現了一個關於硫化氫的實驗 不過我們要使用液態的硫化氫 要注意的一點是 硫化氫的溶廢點都很低 所以保存硫化氫要使用液氮 爲了實驗方便 我們提前在室管中存儲了一些硫化氫 並且將它放到鍍瓦瓶中保存 由於剛取出室管 室管外壁會有一層白霜 我們盡力擦掉一些 透過室管 我們能看到液態硫化氫是透明的 然後我們將液態一氧化氮 倒入成有液態硫化氫的室管中 接着我們迅速點燃 會看到一道亮藍色的光 並且室管內壁附着了大量的黃色物質 此時再向室管中添加一些一氧化二氮 現象更加明顯了 並可以看到室管內部持續在燃燒 燃燒會釋放出藍色的光 反應會生成二氧化硫和硫氮質 這是一個氣化反應 室管內壁黃色的物質就是硫氮質 硫氮質難溶於水 但是易溶於鉀本和苯 將硫溶解於鉀本中 並持續加熱 隨着溶液濃度的提高 會出現黃色症狀晶體 這就是硫的晶體 硫也可以被製成塊狀 磅狀和粉末狀 當硫被加熱到溶點時 剛開始會融化成蛋黃色 像水一樣 易於流動的液體 在溫度接近160攝氏度時 液態硫顏色變深 粘度增加約10萬倍 在200至250攝氏度時 液態硫完全不能流動 繼續加熱到260攝氏度以上 則粘度逐漸降低 到了300攝氏度 又變成易於流動的液體 液態硫在444.6攝氏度時沸騰 生成橙黃色的蒸汽 若硫蒸汽急速冷卻 則會升華變成很稀的粉末晶體 這就是硫化 把硫化與鐵粉混合 硫與鐵的比例大概是4比7 爲了實驗效果更好 要充分混合均勻 硫的溶點很低 只有112.8攝氏度 所以反應只需將玻璃棒 加熱到115攝氏度 然後用玻璃棒就可以引發實驗 反應會生成硫化亞鐵 它有個兄弟就是魚刃金 二硫化鐵晶體可不長這個德性 二硫化鐵晶體是有着 黃金色彩與光芒的晶體 對黃金不瞭解的人 很容易被它欺騙 硫在純氧中燃燒 會釋放出淡藍色的光芒 反應會生成二氧化硫 1952年12月 倫敦出現有史以來最大的濃霧 4000名倫敦市民 死於二氧化硫中毒 這場濃霧持續了5天 最後擴大到數千平方英里的地區 在那5天中 所有家庭都燒煤炭取暖 二氧化硫就是這麼來的 大氣中存在的硫 大約有90% 都是經過燃燒變成二氧化硫 它是一種無色 與火柴燃燒氣味相仿 令人窒息的氣體 它易溶於水 可生成亞硫酸 在常溫常壓下 一體積水 大約能溶解四十體積的二氧化硫 必須注意的是 二氧化硫是大氣污染物 並且是造成大氣污染的 石油和煤中都含有硫 這就意味着 我們不可能離開硫 你可以說 不使用化石燃料 就可以離開硫了 但是 如果你真的徹底離開硫 你自己都會變成一灘爛泥 畢竟硫是蛋白質連接重要的元素 硫來自火山 這來自深淵的怒火 也許就是在警示人類 善待自然 就是拯救自己 我是喵教授 我們下期見