翻開化學發展史,記載著許多重大的化學發現,在化學中有許多看似偶然的發現,其實是科學家們勤于觀察、善于思考、長期探索、全身心投入的必然結果.下面就向大家介紹幾則有趣的發現.
一、酸堿指示劑的發現
在化學實驗中,最常用的指示劑是石蕊試液或由其浸制而成的石蕊試紙.同學們,你知道是誰最先發現和使用石蕊作指示劑的嗎?它又是怎樣被發現的呢?這就是英國著名的化學家波義耳.說起他發現用植物色素做酸堿指示劑,還有一段有趣、動人的故事呢!
1645年的一天,波義耳與他的助手正在實驗室里緊張地忙碌著:他們把鹽酸從瓶內倒入容器中,不慎將幾滴鹽酸濺到了放在旁邊他心愛的紫羅蘭花瓣上,當時誰也沒有注意到這件事.然后波義耳就座在桌子旁看起書來,看了一會兒,他便抬起頭來想休息一下,卻無意中發現紫羅蘭的花瓣竟然變紅了,這是何故呢?這一奇特的現象引起了波義耳的極大興趣.波義耳是個觀察敏銳和善于探索的人,他邊回憶邊思索,突然像醒悟了什么.于是他急忙叫助手將鹽酸向另幾片花瓣上滴,與此同時,他又摘下幾片花瓣投入鹽酸中.不一會兒,這些花瓣都由深紫色變成了紅色.啊!是鹽酸引起了花色的變化,真是太奇妙了!由此他又想到:其他的酸是否也能起到這樣的作用呢?于是,他立即用其他酸進行了同樣的試驗,結果出現的現象都相同.波義耳高興極了,多年來,人們就想尋找一種能簡便地顯示溶液酸堿性的方法,現在總算有了眉目.
波義耳下一步考慮的是:不用紫羅蘭花瓣,改用它的浸液不是更好嗎?如果用其他植物的浸液是不是也行呢?……帶著這些問題,這位不知疲倦的科學家,采集了五倍子、牽牛花、巴西樹皮、藥草、地衣類植物,還有其他多種植物的根.他一次又一次地實驗、分析、總結,終于發現:有些植物的浸液遇酸或堿會改變顏色,而他們改變顏色的深淺,可以顯示出溶液的酸堿程度,所以可以用來作為酸堿“指示劑”.
經過多次篩選,波義耳認為:有一種地衣類植物的紫色浸液,遇酸變紅,遇堿則變藍,它是最理想的酸堿指示劑.這就是一直沿用至今的、常用的酸堿指示劑——石蕊試液.波義耳的這一重大發現,對分析化學的發展奠定了堅實的基礎,起到了巨大的推動作用.
隨著科學的發展,遇酸、堿后變色更加靈敏的指示劑被合成出來了.大家所熟悉的酚酞,就是由一個叫勒克的化學家,于1877年研制成功的第一種人工合成的酸堿指示劑.
波義耳發現酸堿指示劑是偶然的,但這種偶然的發現離不開波義耳那種刻苦嚴謹的治學態度.如果波義耳當時對紫羅蘭花變色這一現象沒有留心觀察與總結,這一重大發現就會與他失之交臂.
二、波爾多液的發現
大家都知道波爾多液的配方是:CuSO4#8226;5H2O、CaO、H2O的質量比 = 1∶1∶100.那么你知道波爾多液是怎樣被發現的嗎?一些研究化學史的學者總愛幽默地說:波爾多液是愛吃葡萄的人偷吃來的.這是怎么一回事呢?說起來,還有一段美妙的故事呢!
那是1882年的事了.在法國西部的波爾多市有一位辛勤的園丁,他種在馬路兩邊的葡萄經常被路過的饞嘴人偷吃.他一氣之下就把苦味的藍礬水和澀味的石灰乳摻在一起,噴灑到葡萄藤上,這一下貪吃的人以為葡萄上被噴灑了農藥,就再也不敢偷吃葡萄了.然而就在這一時期,波爾多的葡萄藤都得了露霉病,雖然園丁們想盡了許多方法,仍然無法避免葡萄藤致殘葉枯.波爾多大學的植保專家米亞爾蒂教授更是焦急萬分,有一天他來到了葡萄園散步,突然發現馬路兩旁被噴灑了藥液的葡萄藤安然無恙.勤于探索的米亞爾蒂教授被這個奇怪的現象深深地吸引住了,當他從園丁那里問清了事由后,就立即返回并一頭鉆進了實驗室,夜以繼日地對這個反常現象進行深入地研究,并在生病的葡萄藤上進行了大規模的試驗,終于證實了園丁的這一“無意杰作”,確實能防治葡萄的露霉病.
為什么藍礬與石灰的混合液能消滅果樹上的病蟲害呢?原來Cu2+是有毒的,所以藍礬可以殺菌消毒.如果把藍礬水直接灑在騰上,由于水分的蒸發,Cu2+的濃度會變大,高濃度的Cu2+在殺死病菌的同時,也會傷害葉子.如果把藍礬與石灰的混合物加入水中,就能產生難溶于水的Cu(OH) 2,Cu(OH) 2能微弱地電離出Cu2+,這樣產生的Cu2+濃度適中,正好既殺菌又免傷葉子.同時,過量的Ca(OH) 2吸收CO2形成的CaCO2薄膜會覆蓋在Cu(OH) 2的表面,保護電離出的Cu2+不被雨水、露水沖走,從而使Cu2+能長時間地附著在葉子上,延長了殺菌效果.當然,這些化學原理是那位“小氣”的園丁當時是不知道的,但是是他引起了波爾多液的發現,功勞也應該有他的一份.
1885年,當露霉病再次侵襲波爾多的葡萄園時,園丁們在米亞爾蒂教授的指導下,葡萄藤依然生長茂盛.后來,人們就把這種神奇的藥液命名為“波爾多液”.至今,在世界各地的葡萄園、茶樹林和土豆農場中,波爾多液仍然是殺菌高手.
勤于觀察、善于思考,能幫助科學家取得重大發現,同樣也能幫助我們搞好學習.粗心大意、不求甚解是學習的大敵,只有腳踏實地、專心致志地學習,才能抓住我們身邊的機遇,實現理想.