书城科普诱人的海洋
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第40章 99%来自大海……——“海洋元素”

小问号

日常生活中,我们对“溴”也许并不熟悉,可是当我们被失眠困扰的时候,医生会给你几片镇静剂,其中就有溴元素的身影;当你染上病毒时,医生让你用上青霉素、金霉素等抗病毒药物时,也都有溴元素的功劳;普通消毒的红药水中,也少不了它的“积极参与”。溴,是我们既熟悉又陌生的一种化学元素,地球上99%的溴都来自大海,海水中溴的总量达95亿吨之多。因此,大海是溴的故乡,溴也有了美丽的雅号:“海洋元素”。那么,是谁最先发现了溴?它还有哪些作用?人类又是怎样从大海里获得溴的呢?

1826年,碘元素发现后大约15年,23岁的法国青年化学家巴拉尔致力海藻的研究,试验怎样从它身上提取碘。他把海藻烧成灰,用热水浸泡,然后通过氯气,得到了一种紫黑色的晶体。可是,在提取碘之后,碘液底部总是沉淀着一层深褐色的液体,这种液体还散发出一种刺鼻的臭味。而这种元素的水溶液在常温下是暗红色的,易挥发而呈红色蒸气,能严重侵蚀皮肤,可以用来制作药品、染料等。后来,巴拉尔在取得必要的证据后,宣布自己发现了一种新元素,将它命名为“溴”,发表了一篇题目为《海藻中的新元素》的学术报告。在学术报告中,巴拉尔公布了溴的化学性质,指出了它跟活泼的氯元素的异同,并公布了从海水中提炼这种元素的方法。从此,化学元素家族又增添了一名新成员,汪洋大海也因溴的发现再次焕发出耀眼的魅力!

溴的用途非常广泛,在医学、工农业、国防等方面被广泛应用,在农业上是杀虫剂的重要原料,在工业上可制造燃料、抗爆剂。新的光源溴钨灯通电以后,从高温的灯丝上蒸发出来的钨原子,在灯泡壁上温度较低处和溴化合成溴化钨,在温度高的灯丝处又分解成溴和钨。经过这样不断的循环,提高了灯泡的光效和寿命。军事上,溴被用作催泪剂,制造催泪弹。溴是所有非金属元素中唯一在常温下呈液状的元素。溴元素在各个行业的出色表现,不仅提高了它的知名度、美誉度,也极大地激发了人们向大海索取溴的热情和动力。

那么,人类是怎样从大海里“捞”溴的呢?这个问题早在19世纪30年代就引起了科学家们的极大兴趣,可以说,从溴元素被发现的那天起,人们就一直在探索如何科学地获取它。到目前为止,从海水中提取溴主要采取两种方法,这就是空气吹出法和吸附法。

空气吹出法是大海“捞”溴的最常见的一种方法。专业人员首先用工业上最常用的硫酸将海水酸化,然后用氯气作为氧化剂,在氧化塔里与海水充分接触,将海水中的溴离子氧化成游离的溴分子,然后用鼓风机鼓入大量空气,使空气夹带溴分子一起吹出,最后把吹出的溴分子用一定浓度的碱液吸收,用加热蒸馏法将溴分离出来,就得到了成品溴。吸附法用的是强碱性阴离子交换树脂作为吸附剂,直接从天然海水中吸取溴,这种方法耗电少、不受温度等影响,但是需要大量的吸附剂,增加了获取溴的成本。

大海是溴的故乡,人们为了得到溴,自然都会把炼溴工厂建筑在海滨一带,抽水机哗啦啦地把海水送进工厂的反应塔里,每处理1.5万吨海水就能够得到1吨的溴。美国、日本、法国等都在大海边建起了提炼溴的工厂。现在,人们在不断探索从海水中提取溴的新方法,希望以越来越低的成本提取越来越多的溴。但是,我们也不应忘记,溴是一种有污染的物质,不论是用作汽油抗爆剂,还是做农药,都会对生态环境造成破坏。所以,在有些行业,溴已经被限制使用。

茫茫大海,蕴藏着无数珍宝,可是,像溴这样99%来自大海的物质还是少见的。因此,溴,与大海之间有着特殊的深情。

“小档案”

关于溴的发现,还有一段非常值得铭记的小插曲。原来,在发现溴的前几年,德国著名的有机化学家李比希,当时接受了一家制盐工厂的请求,在分析考察母液中所含的物质时,发现淀粉碘化物过夜以后会变成黄色。他再次将母液通入氯气进行蒸馏,得到一种黄色的液体,没有分析研究就判断是氯化碘,并把装液体的瓶子贴上“氯化碘”的标签……后来,这位化学家看到了巴拉尔的学术报告后,大惊失色,想到自己也曾做过这样的实验,也有这样的发现,可是没深入地分析研究就认定这种物质是“氯化碘”,并把“氯化碘”三个字写在标签上、贴在瓶子上,非常后悔。其实,这种物质并不是氯化碘,而正是“溴”。由于自己的疏忽,一次新的发现与李比希擦肩而过。后来,他小心翼翼地从瓶子上揭下那张写着“氯化碘”字样的标签,把它挂在床头,每天提醒自己永远铭记这次教训,被人们传为19世纪的美谈。