塑料作为人工合成的高分子材料,由于它具有良好的成型、成膜性、绝缘性、耐酸碱、耐腐蚀性,低透气、透水性以及易于着色、外观鲜艳等特点,从50年代开始,随着石油化工的发展而得到迅速发展,成为一类不可促替与生活息息相关的材料,广泛用于家电产品、汽车、家具、包装用品、农用薄膜等许多方面。到目前为止,世界塑料年产量已达1亿2千万吨,我国每年产量也超过500万吨。
然而随着塑料产量增大、成本降低、大量的商品包装袋、液体容器以及农膜等,人们已经不再反复使用,而是用过即作为垃圾丢弃的消费品,即或是大型成型件,最后也会随着产品的损坏而被丢弃,使塑料成为一类用过即被丢弃的产品的代表。
报载我国东北某城区路边的排排树上,挂满片片破旧塑料袋和条,象面面小旗在风中飘动,城郊一块200亩耕地里散落大量废弃塑料袋,风一起,空中就飞扬起纷纷“雪花”。另一城市组织学生上街打扫卫生,竟从树上摘下4万多个塑料袋。公路铁路沿线两侧,废塑料袋满目皆是……。废弃塑料带来的“白色污染”,今天已经成为一种不能再被忽视的社会公害了。
7]化学发展简史编写组编著%学发展简史,科学出版社,1980:113
6]袁翰青,应礼义合骗。化学重要史实。人民教育出版社,1989:119-121,524-528
5]「英]J.R柏延顿著。化学简史。胡作玄译,商务印书馆,1979:219
4]凌永乐编著。世界化学史简编。辽宁教育出版社,1989: 137-148
3][英]约翰.道尔顿著,化学哲学新体系.李家玉,盛根玉,潘道皑译,武汉出版社,1992:129-130,312,513-514
2]赵匡华编著,化学通史. 北京:高等教育出版社,1990:102,122,124
回首原子量测定的沧桑历史,我们不难得到如下启示:
开创性思维在科学发现和发展中发挥着重要作用。不难设想,倘若没有道尔顿确定相对原子重量这一极富创见性的开端,当时的化学家们恐怕还要在盲目中枉费许多时光和精力;倘若康尼查罗不在原子量测定处于非常混乱之时,创造性地理顺了分子和原子的概念,以其杰出的思辨性思维和极其精辟的论述使原子量测定工作走出困境,人们不知还会在无休止的争论中僵持多久,这样,门捷列夫恐怕也难以攻克元素周期律这一划时代的科学堡垒。
参考文献
1]张家治主编,化学史教程,山西教育出版社,1987:263
原子量基准的选择是测定原子量的重要基础。最早的原子量基准是由道尔顿提出的H=1。接着贝采里乌斯以O=100为基准。1860年,斯达提出O=16为基准,很快得到公认并在化学领域沿用了整整一个世纪(1860-1960)。伴随着化学科学的不断发展和原子量数值精度的不断提高,特别是1929年美国化学家乔克(W.F.Giauque,1895-1982)等人在天然氧中发现了17O和18O两种同位素后,使得化学和物理两大领域的原子量基准出现了差别。由于化学的原子量基准选用的是天然氧,而物理的原子量基准选用的是16O=16,因此精确计算得出化学原子量单位=1.000275×物理原子量单位,这佯就使得世界上存在两套原子量数值,这势必要引起一些混乱。对此,化学和物理界都认识到统一两套原子量单位的必要性。为此科学家们提出了许多建议。曾先后提出以4He= 4和以19F=19为基准,但都因各自的不足而被否定[2] 。
1957年,美国质谱学家尼尔(A·O·Neer和化学家厄兰得(A.OLander)提出以12 C=12为基准的方案。由于l2 C基准有利于采用质谱法则定核素的原子量,这一方案得到德国著名质著学家马陶赫(J.Mattauch)的支持。1959 年国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC接受马陶赫的意见,决定建议使用12C=12 为原子量基准.1960年国际纯粹与应用物理联合会(IUPAC)接受了这项倡议,于是一个为世界公认的新原子基准诞生了。
现代测定原子量主要有化学方法和物理方法(质谱法)。化学方法是先制备该元素的纯卤化物,采用银作二级基准分析卤化物纯度,再向一定量的卤化物样品溶液中加入等量的硝酸银,用重量法测定卤化银的重量,然后通过当量测定原子量。质谱法是通过测定同位素的原子量,然后根据其在自然界的丰度计算得到的。它所使用的仪器叫质谱仪,这种方法的最大优点是精度高。现代原子量几乎都是由质谱洁测定的。在质谱仪中,被测样品(气体和固体的蒸气)中的元素经阴极射线的作用产生带正电荷的离子,正离子先后通过电场和磁场后发生偏转。无论正离子速度的大小,只要其电荷与质量之比e/m,简称荷质比)相同的离子就会收敛在一处,在照相板上留下痕迹;不同e/m的正离子将收敛在不同位置,从而形成相应的线条。将这些线条的位置与l2C原子质谱上的谱线和相应的质量标度比较可求得这些离子即元素的相对质量。同时,用电流检示计通过测定离子流的强度求出这些元素的相对丰度,进而便可算出该元素的原子量。此外还有一种核反应法。它是通过质能关系式DM=Q/C2,根据核反应的能量变化Q来计算两核间的质量差值,进而求出原变化Q来计算两核简的质量差值,进而求出原子量,这种方法对测定短半衰期的放射性同位素原子量是唯一的。由于用质谱测定原子量时,必须同时测定同位素丰度,而有些元素同位素的组成因来源不同而有涨落,以导致实际测得这些元素的原子量并非固定不变。因此,现在每两年需修订一次原子量表。
康尼查罗虽然使原子量测定工作步入正确轨道,但所得到的只是原子量的约值。欲使化学真正成为一门精确的科学,这显然是远远不够的。在通向精确的“真实”原子量的道路上还布满荆棘,困难重重。这首先在于测定标样的化合物必须可以提高到高纯度,在诸多化合物中,只有极少数化合物能满足这一要求。其次,必须有严密的实验手段,十分干净的实验环境和相当精密的分析设备。最后,还要有高超准确的实验操作技能,以确保实验数据的高度重复性。所有这些都无不昭示要得到准确的“真实”原子量需要有非凡的实验化学家。自19世纪中叶开始到本世纪初叶,相继有两位卓越的化学家为此付出了艰辛的劳动。
比利时化学家斯达(J.S.Stas,1813-1891)是最早进行原子量精确测定的人。他在1860年提出采用O=16为原子量基准。在广泛使用当时发展起来的各种制备纯净物质的方法的同时,他一方面注意提高使用的蒸馏水的纯度,以防引入杂质,同时,将天平的灵敏度提高到0.03毫克;另一方面选用易被制成高纯度的金属银作为测定基准物。这些精益求精的工作使斯达在1857-1882这二十五年时间里测定了多种元素的精确原子量,其精度可达小数点后4位数字,与现在原子量相当接近。继斯达之后,美国化学家理查兹(T.w.Richards,1868-1928)的工作更为出色。这使他因此而荣获1914年诺贝尔化学奖。自1904年起,他和他的学生通过大量的分析工作修正了斯达的原子量值。例如,他发现斯达使用的银中含有少量氧,于是采用如下方法改进:用经过15次重结晶后得到的AgNO3还原得到银,再将银放置在石灰石上在氢气中熔化,从而得到不含氧的银。他通过这种方法将银的原子是从107.93修正为107.88与现代银原子量更为接近。
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