平占斌
對(duì)于一些人來(lái)說(shuō),沒(méi)有什么事情比在星空下的沙灘上點(diǎn)起篝火或者冬日里在家中生起爐火,在溫暖中昏昏欲睡的感覺(jué)更美妙了。如今,科學(xué)家們正打算徹底研究火,從化學(xué)角度了解火焰之謎。
科學(xué)家在火中發(fā)現(xiàn)了新的化合物。美國(guó)科技中心視頻新聞在一家網(wǎng)站通過(guò)視頻向人們介紹了科學(xué)家的新發(fā)現(xiàn)。這一發(fā)現(xiàn)破了關(guān)于火的一些奧秘,并有可能幫助人們找到更清潔的燃料??死赘瘛に嵋窃诩又菀粋€(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)門(mén)研究燃燒的化學(xué)家,他解釋說(shuō),研究燃燒這一化學(xué)反應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)出新的設(shè)備以減少污染物排放有重要作用。
燃燒過(guò)程中發(fā)現(xiàn)烯醇
科學(xué)家研究火已有150多年,這是第一次在火里發(fā)現(xiàn)烯醇。在乙烯燃燒的火焰中,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了這種化合物。塔提耶說(shuō),他們感到非常吃驚,因?yàn)榇饲皬奈丛诨鹧嬷邪l(fā)現(xiàn)這種分子,在火焰的模式圖中也沒(méi)有這樣的描述。人們很早就認(rèn)識(shí)了火焰中存在的酮類(lèi)化合物,這種化合物和烯醇質(zhì)量相同,因此人類(lèi)一直沒(méi)能在火中發(fā)現(xiàn)烯醇。
他還說(shuō):“我們非常了解燃燒,然而在一些細(xì)微之處也的確存在空白。燃燒是極為復(fù)雜的過(guò)程,在一團(tuán)小小的火焰中也有幾百種物質(zhì),它們相互發(fā)生著數(shù)以千計(jì)的化學(xué)反應(yīng)?!?/p>
烯醇可能與污染存在聯(lián)系
據(jù)《探索》雜志報(bào)道,塔提耶用一種特殊設(shè)計(jì)、名叫同步加速器的高能輻射探測(cè)器分析了不同燃料總共14種火焰類(lèi)型,分析出火中不同的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。首先,一個(gè)防火的石英圓錐體將燃燒產(chǎn)生的氣體抽入與之相連的真空容器內(nèi);然后,用一束強(qiáng)輻射線照射,氣體中的一些成分因此帶電,隨即被探頭發(fā)現(xiàn),塔提耶就是這樣發(fā)現(xiàn)了烯醇。
使用這個(gè)設(shè)備不僅能識(shí)別出火焰中的分子包含什么原子,還能夠看清這些原子是怎樣結(jié)合在一起的。這樣,人們就可以辨別出包含相同原子的不同分子。
塔提耶和來(lái)自不同國(guó)家的科學(xué)家組成研究小組,他們將燃燒過(guò)程中的上千種化學(xué)反應(yīng)分類(lèi),發(fā)現(xiàn)大多數(shù)火焰中都含有烯醇,從技術(shù)上可以將它歸人醇類(lèi)化合物。塔提耶認(rèn)為這類(lèi)化合物可能和污染存在聯(lián)系。
“它們是汽車(chē)排放的尾氣形成過(guò)程中的重要介質(zhì),”塔提耶解釋說(shuō),“幾乎所有的燃燒過(guò)程從一開(kāi)始就含有碳,結(jié)束時(shí)形成最終物質(zhì)二氧化碳和水。木頭燃燒是這樣的,煤、原油、汽油燃燒也是這樣的。同時(shí)還伴隨著一些微量的化合物,生成其他的污染物?!?/p>
有望改進(jìn)引擎污染現(xiàn)狀
塔提耶表示:“我們從火焰的任意一部分提取出分子,經(jīng)過(guò)質(zhì)量分光計(jì)分析,實(shí)質(zhì)就是根據(jù)分子的質(zhì)量判定是什么分子?!钡?,當(dāng)分子質(zhì)量相當(dāng)時(shí),就像烯醇和酮類(lèi)化合物,科學(xué)家就得用射線照射分子,看看這些分子攜帶電子的緊密程度。同步加速器中的一個(gè)金屬盤(pán)將分子打向一個(gè)帶電極的探頭。塔提耶根據(jù)帶電分子到達(dá)電極所用的時(shí)間判斷出是什么分子。
這一新的認(rèn)識(shí)或許能幫助人們?cè)O(shè)計(jì)新的引擎,減少污染物的排放,讓天空更藍(lán)更清澈,空氣更加清新。
塔提耶最后說(shuō),烯醇還存在于星際空間,更多地了解烯醇也能幫助科學(xué)家認(rèn)識(shí)星際空間的物質(zhì)存在形式。
汽車(chē)尾氣的危害
城市里車(chē)來(lái)車(chē)往,人們很難避免吸入汽車(chē)尾氣。你真正了解尾氣中含有什么物質(zhì)嗎?
一氧化碳、氧化氮是汽車(chē)尾氣中主要的物質(zhì),它們會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生不良影響;其他一些固體顆粒,尤其是含鉛汽油,對(duì)人體的危害更大。鉛在廢氣中呈微粒狀態(tài),隨風(fēng)擴(kuò)散。城市居民,尤其是街道兩旁的居民會(huì)大大超過(guò)農(nóng)村居民。吸入人體后,主要分布于肝、腎、脾、膽、腦中,以肝、腎中的濃度最高。幾周后,鉛轉(zhuǎn)移到骨骼,以不溶性磷酸鉛形式沉積下來(lái)。骨中的鉛一般較穩(wěn)定,當(dāng)食物中缺鈣或有感染、外傷、飲酒、服用酸堿類(lèi)藥物而破壞了酸堿平衡時(shí),鉛便由骨中轉(zhuǎn)移到血液,引起鉛中毒的癥狀。
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2009年5期