打开一切科学的钥匙都毫无异议地是问号,我们大部分的伟大发现都应当归功于“如何”,而生活的智慧大概就在于逢事都问个“为什么”。
——巴尔扎克
一识别酸碱的能手当属酸碱指示剂,实验室常见的酸碱指示剂有石蕊、酚酞、甲基橙,除此之外还有溴甲酚绿、甲基红、刚果红、孔雀石绿、溴百里香酚蓝等。在化学领域,酸碱指示剂在判断溶液酸碱性的过程中发挥了巨大的作用。酸碱指示剂的发明,源于一段美好的故事。
在化学史上,有一位被马克思、恩格斯誉为“把化学确立为科学”的近代化学开创者,他的著作《怀疑派化学家》标志着近代化学的起源。他,就是被奉为“化学之父”的英国科学家——罗伯特·波义耳。
二波义耳生活在英国资产阶级革命时期,也是近代科学开始出现的时代,这是一个巨人辈出的时代,就在他诞生的前一年,提出“知识就是力量”著名论断的近代科学思想家弗朗西斯·培根刚去世,伟大的物理学家牛顿比波义耳小16岁,近代科学伟人,意大利的伽利略、德国的开普勒、法国的笛卡尔都生活在这一时期。他出生在一个贵族家庭,家境优裕为他的学习和日后的科学研究提供了较好的物质条件。但是,热爱追求真理的波义耳却没有沉浸在纸醉金迷的生活中,为了安静地钻研科学,他隐居到了乡下的庄园。在那里,他邂逅了此生的挚爱——一位乡间医生的女儿爱丽丝。
一次,两人在散步时,看到有农夫将泥土放进嘴里。波义耳对此感到疑惑,爱丽丝解释道:“土壤的酸碱性和农作物的生长关系密切,这些农夫是在用尝的方法来辨别土壤的酸碱性。但很多人也正因如此被感染上了疾病。亲爱的,请用你的才华来拯救那些可怜的农夫吧。”
爱丽丝的善良与博爱深深打动了波义耳,从此他刻苦钻研,希望能检测出土壤的酸碱性,但却始终没有突破。一年后,爱丽丝由于患肺结核而离开了人间。爱丽丝的逝世,使波义耳痛不欲生,但爱丽丝生前的言语激励着波义耳迎着困难前进。
爱丽丝去世后,波义耳一直把女友最喜爱的紫罗兰花带在身边。
三在一次紧张的实验中,放在实验室内的紫罗兰,被溅上了浓盐酸,爱花的波义耳急忙把冒烟的紫罗兰用水冲洗了一下,然后插在花瓶中。过了一会波义耳发现紫蓝色的紫罗兰变成了红色的。这一现象让波义耳感到十分奇妙,他迅速准备了多个装有不同酸液的烧杯,将紫罗兰放入烧杯中,奇迹出现了!烧杯中花朵的紫蓝色逐渐变成浅红色,过了一会儿全部变成红色了。
这一奇怪的现象促使他进行了许多花木与酸碱相互作用的实验。由此他发现了大部分花草受酸或碱作用都能改变颜色,其中以石蕊地衣中提取的紫色浸液最明显,它遇酸变成红色,遇碱变成蓝色。利用这一特点,波义耳用石蕊浸液把纸浸透,然后烤干,这就制成了实验中常用的酸碱试纸--石蕊试纸。
四波义耳把能区别酸、碱的这些药剂,称为酸碱指示剂,用石蕊制成的纸,称为石蕊试纸。石蕊(主要成分用HL表示)在水溶液里能发生如下电离:HL(红色)?H+L^-(蓝色)在酸性溶液里,红色的分子是存在的主要形式,溶液显红色;在碱性溶液里,上述电离平衡向右移动,蓝色的离子是存在的主要形式,溶液显蓝色;在中性溶液里,红色的分子和蓝色的酸根离子同时存在,所以溶液显紫色。把这种纸片放进被检验的溶液中,只要纸片改变了颜色,就能证明这种溶液是酸性还是碱性的。不仅用酸碱指示剂可以区分出酸、碱,而且根据变色的程度可以粗略地反映出酸、碱的程度。
波义耳还指出,酸除了具有酸味、能使指示剂变色外,还是一种强有力的溶剂;碱除了能使指示剂变色外,具有滑腻感和除垢的性质,它能溶解油类和硫磺,还具有与酸对抗和破坏酸的能力。
冥冥中,爱情的力量帮助波义耳发现了酸碱指示剂的奥秘。此后,波义耳终身未娶,他将对爱人的无尽怀念化作对科学的不懈追求。每当爱丽丝生日,他总要在她墓前献上一束鲜艳的紫罗兰……
排版
孙婉莹
责编
谢奇岐
总编
刘冰
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