風(fēng)之舞

在我們眼睛看得見、手摸得著的地方存在著一個(gè)表面世界，我們平常說的水面就是一種表面。固體物質(zhì)也有表面，而且有的固體物質(zhì)的表面大得驚人，是你從來沒有聽說過的。例如，lg活性炭的表面積可以達(dá)到600～1 500平方米，這些表面積主要由活性炭上許多肉眼看不到的縱橫交錯(cuò)的毛細(xì)孔的內(nèi)表面提供?；钚蕴?jī)?nèi)有極為豐富的毛細(xì)孔，而且毛細(xì)孔的長(zhǎng)度都非常長(zhǎng)，1g活性炭的毛細(xì)孔的總長(zhǎng)度可以達(dá)到1.6×108km，這也就是活性炭的表面積如此之大的原因。

活性炭在第一次世界大戰(zhàn)中立下過汗馬功勞。大戰(zhàn)期間，德軍向英、法、俄的軍隊(duì)施放了一種有強(qiáng)烈刺激性氣味的煙霧，使英、法、俄士兵亂作一團(tuán)，打了敗仗。英法聯(lián)軍指揮部接到前線的報(bào)告后，立即派人趕到前線進(jìn)行調(diào)查。調(diào)查發(fā)現(xiàn)德軍所施放的毒氣是氯氣。找到防止氯氣中毒辦法的任務(wù)就落到了化學(xué)家的身上。

俄軍司令部把俄國最優(yōu)秀的化學(xué)家澤林斯基派往前線，澤林斯基在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，有的士兵在受到毒氣襲擊時(shí)，把頭蒙在軍大衣里，或者把面部緊貼在松軟的土地上，從而免遭毒害。澤林斯基認(rèn)為軍大衣上的毛毛和松軟的土壤都具有吸收毒氣的能力，使毒氣不能再發(fā)揮作用。

澤林斯基提出用木炭做毒氣的吸收劑。他在一個(gè)面罩前安裝一個(gè)短粗的罐子，里面裝著木炭，把罐子罩在士兵的鼻子上。士兵呼吸時(shí)，毒氣被木炭吸收，呼吸仍暢通無阻，這就是世界上最早的防毒面具。

為了找到比木炭的吸附能力更強(qiáng)的物質(zhì)，澤林斯基將木炭加熱，并通入水蒸氣，以除去吸附在木炭表面的有機(jī)化合物，使木炭中形成更大量的縱橫交錯(cuò)的毛細(xì)孔，從而使表面積大大增加，這就是活性炭。填充了活性炭的防毒面具效果比木炭更好。

現(xiàn)在，活性炭不僅用于防毒面具，還可以在精制食糖和食油過程中用作脫色劑和除臭劑，以及用于飲水凈化（凈水器中裝有活性炭）和污水處理等。冰箱中用的除臭劑也是用活性炭制成的。

我國考古工作者在挖掘湖南長(zhǎng)沙馬王堆一號(hào)漢墓時(shí)發(fā)現(xiàn)，棺槨外面有大量木炭，可除去棺槨周圍的濕氣和濁氣，從而對(duì)尸體起到防腐作用。由此可見，我們的祖先在2 000多年以前就已經(jīng)掌握并利用木炭的吸附作用了。

現(xiàn)在，讓我們?cè)偃ヂ伪然钚蕴扛婷畹谋砻媸澜纭肿雍Y。它是化學(xué)家仿照沸石的結(jié)構(gòu)用人工合成的方法制造出來的水合硅酸鋁，是一種多孔的物質(zhì)。

分子篩之所以具有優(yōu)良的性能，奧秘就在于它的孔道只允許某些分子（較小的分子）通過，但能將其他一些分子（較大的分子）阻擋在外面。

分子篩的這種奇妙的篩分作用正好是催化反應(yīng)所非常需要的。在多相催化反應(yīng)中，催化劑都是固體，氣體分子必須在催化劑的表面才能發(fā)生反應(yīng)。分子篩具有巨大的表面積，可以吸附大量的分子在它的表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。但是分子篩又和一般的固體催化劑不同，它可以使應(yīng)該參加化學(xué)反應(yīng)的分子（與分子篩的孔道大小一樣的氣體分子）進(jìn)入分子篩的內(nèi)部，被固體催化劑吸附而發(fā)生反應(yīng)，其他不應(yīng)該或不必要參加反應(yīng)的分子則統(tǒng)統(tǒng)被擋在大門之外。因此，以分子篩做催化劑的反應(yīng)既具有選擇性，也有較高的效率。例如提煉石油中的重整反應(yīng)，原料油中的芳烴、異構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴的分子較大，不能進(jìn)入分子篩內(nèi)部；正構(gòu)烷烴的分子較小，就能進(jìn)入分子篩內(nèi)部發(fā)生催化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)的高辛烷值的汽油。

人教版化學(xué)九年級(jí)（上）第六單元《碳和碳的氧化物》課外延伸閱讀