01.27 氟,名副其实的死亡元素,它是化学史上最危险的研究课题


氟,名副其实的死亡元素,它是化学史上最危险的研究课题

科学所包含的领域十分广泛,正是各个不同领域科学家们的不懈奋斗,才推动了人类文明的飞速进步。

不同的科学领域之间并没有高下之分,但是有些领域的确要比其它领域更加危险,比如化学研究所要面临的风险就要远远大于物理或者数学等领域。而在化学领域,历史上最危险的研究课题就莫过于氟的发现了,氟,是名副其实的死亡元素。

在化学研究领域,氟的发现过程堪称是史上参加人数最多、危险最大,同时又是最具难度的研究课题,为了获得单质氟,多少历史上知名的化学家牺牲了自己的身体健康,甚至于献出了自己宝贵的生命。这是一段悲壮的历史,让我们从1771年开始说起,首先出场的是著名的瑞典化学家舍勒。

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在化学研究领域,瑞典化学家舍勒向来以具有冒险精神而著称。

当时,在化学界流传着这样的一个笑话“一个人手握着一个瓶子,声称瓶子里的东西是世上最具腐蚀性的。而另一个人说到,如果瓶子里的东西是最具腐蚀性的,那么它怎么没能腐蚀掉你手里的瓶子呢?”而舍勒用实际行动击破了这个笑话,他把萤石和硫酸放在一起加热,结果玻璃容器被腐蚀掉了,很明显,把硫酸和萤石放在一起加热产生了一种新的腐蚀性物质,舍勒把它命名为“萤石酸”,实际上生成的腐蚀性物质就是氢氟酸,只是当时人们还不知道有氟的存在。

舍勒有一个很好又很不好的习惯,就是喜欢亲口品尝发现的化学元素,没有人知道他尝没尝过氢氟酸,但所有人都知道舍勒曾经亲口品尝过包括氢氰酸在内的很多有害物质,总之,舍勒年仅44岁就辞世了,所以他的研究没有能够继续下去。

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接下来出场的是最负盛名的大化学家英国人戴维。

这个时候,化学家们已经意识到了在氢氟酸之中很可能存在着一种新的元素,并且还给这种“猜想”的元素起了个名字,氟。大化学家戴维决定用电解法来分解氢氟酸,从而获得氟单质。不愧为大化学家,戴维使用萤石作为容器,所谓的萤石本身就是氟化物,这样就不怕被氢氟酸腐蚀了。不过点解之后只得到了氧气,看来只是氢氟酸中的水分被电离了而已。

之后戴维虽然没有进一步进行相关的研究,但还是因之前的研究而损害了健康,他只比舍勒多活了6年,在50岁时去世了。之后法国化学家弗雷米使用同样的方法,试图点解氟化氢,可是氟化氢是绝缘体,没办法点解,他在加入了水之后,得到的又是氧气。

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最后,氟单质的发现落在了弗雷米的学生身上,他就是法国化学家莫瓦桑。

从某种意义上讲,莫瓦桑是一名天才少年。他家庭贫困,所以12岁才上学,上了不久就再次辍学,此后他一边在药店学徒,一边自学,而且他对化学十分热爱。他22岁的时候通过自学取得了中学毕业证书,25岁又完成了大学续页,并考上了研究生,他的研究生导师就是化学家弗雷米。

在师从弗雷米之后,莫瓦桑首次了解到了氟化物,他十分惊讶于历史上那么多化学家,甚至包括大化学家戴维都没有能够成功获得单质氟,从此,莫瓦桑立志,一定要得到单质氟。起初,莫瓦桑用氟化铅和磷化铜反应获得了三氟化磷,然后他打算利用磷和氧之间极强的亲和力,让三氟化磷和氧反应,以便获得氧化磷,从而把氟置换出来。

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以前,人们一直认为氧是氧化性最强的元素,没有想到氟的氧化性比氧还要强,三氟化磷和氧反应竟然生成了氟氧化磷。

这条路走不通,莫瓦桑重新瞄准了电解法。他打算电解氟化磷和氟化砷,因为氟化磷和氟化砷都是绝缘体,所以莫瓦桑又在其中加入了氟化钾,这次实验终于成功了,淡黄色的单质氟气体冒了出来。莫瓦桑因此获得了1906年的诺贝尔化学奖,次年去世,显然,氟影响了他的寿命。

除了上述的这几位科学家以外,在获取氟单质的研究过程中,苏格兰化学家诺克斯兄弟、英国化学家哥尔等人也都进行了大量的研究,他们全部因此而牺牲了健康,乃至献出了生命。让我们在此向他们致意。氟,化学界当之无愧的死亡元素。


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