寻找合适的燃料

“我们刚刚做了把蜡烛放在倒立于水盆中的瓶子里燃烧的实验，它的操作很简单，需要用到的仪器也很容易得到，但可惜的是这个实验并不完全。它只能说明空气主要是由两种不同的气体组成的，其中一种叫氧气，能够助燃；另一种叫氮气，不能助燃。但是，它并不能说明空气中含有多少数量的氧气和多少数量的氮气，因为蜡烛熄灭后剩余的气体不是纯净的氮气，而仍然含有极少量的氧气。

“蜡烛的火焰燃烧得并不强烈，轻轻一吹就熄灭了。它在瓶子里虽然不会被吹灭，但由于火焰燃烧得不强烈，所以也就无法完全摄取瓶子中全部的氧气，当氧气逐渐变少时，火焰也就逐渐暗淡熄灭了。打个比方，烛焰就是一个食量很小的客人，他把面前的一份饭菜吃到还剩许多；如果想要实验完全，需要找到一个食量很大的客人，他能把饭菜吃得干干净净，只剩下一些不能吃的骨头。换句话说，我们需要寻找一种能燃烧得非常猛烈的燃料，它能够完全摄取瓶子里的氧气，只把那些无用的氮气剩下来。

“那么，什么样的燃料才合格呢？是煤吗？不是，事实上煤还比不过蜡烛，因为蜡烛一点就着，而把煤点着却需要引火物，而且煤燃烧时还需要不断输送空气，所以用煤来做这个实验并不合适。是硫黄吗？它一旦着火就会猛烈燃烧，摄取氧气的力量极大，但硫黄的缺点是燃烧时会放出呛人的烟雾。如果我们手头没有更好的燃料，那么用硫黄来做这个实验也是可以的。不过，现在我要问一问，你们是否注意过，在红头火柴的火柴头上，除了助燃的物质外，还有一种易燃的物质？”

两个孩子一起回答说：“知道，是磷！”

“没错，就是磷！磷是一种极易燃烧的物质，只要稍稍摩擦，它就会燃烧。红头火柴又叫摩擦火柴。现在，摩擦火柴的火柴头也有了别的颜色，火柴头上不再用磷，而是改用一种磷的化合物了。磷极易燃烧，而且燃烧程度之强，没有其他物质比得上，它就像我们要找的那个食量很大的客人。在实验开始之前，我们先来了解一下它的性质。我想你们应该还不太熟悉磷，仅仅是在红头火柴头上看见过吧。”

爱弥儿说：“为什么你总说红头火柴而不说黑头火柴呢？黑头火柴难道不是用磷制作的吗？”

“制作红头火柴所用的磷和黑头火柴所用的磷是不相同的。红头火柴用的是呈黄色的普通的磷，叫‘黄磷’，也就是我们接下来做实验要用到的磷；黑头火柴用的却是一种呈红色的、性质不太活泼的磷，叫‘红磷’。普通的磷是黄色的蜡状固体，而红头火柴头因为在制造过程中人为掺入了一种红色染料，所以变成了红色。红头火柴头中除了含有黄磷和红色染料，还含有一些助燃物质及树胶等。我们生活中所见的磷大多不是纯净的磷单质。现在，我可以给你们看看纯净的磷单质是什么样的。

“我前些日子去城里，顺便买了一些实验室里的必需品。让我解释一下什么是实验室吧，它是进行科学研究的地方，也是科学家的工作场所。虽然我们的实验室比较简陋，但像仪器和药品之类的基础物品还是要齐备，因为我们仅凭一双手、一张嘴是无法做化学研究的。通过实验，你们才能亲眼看见物质的变化；通过实物展示，让你们能触、摸、嗅、尝需要观察的物质，这是获得知识的最佳途径。

“铁匠没有了铁钳和锤子，就打造不出铁器。同样，化学家的实验室里如果没有了各种仪器和药品，也就无法进行研究工作了。为了实验，我们必须慢慢购置一些物品，但你们的叔叔我财力有限，只能添置一些最基本的物品。当实验设备不足的时候，开动脑筋想想如何避免使用复杂仪器，如何利用日常用品进行实验，也是件锻炼人的事。随手可得的水盆、旧瓶子、玻璃杯，都是能当化学实验仪器的。而且，使用这些日常用品得到的实验效果并不比大实验室的效果差。我们先在这种条件下做实验，如果有一天真的进入了正规实验室，说不定还会对这些简陋的设备念念不忘呢。

“不过，有时候日常生活用品无法达到某些实验的要求，到了这种时候，我们就不得不去购置那些必需的物品。这个话题就先到这里，现在我们还是再回来谈一谈磷。” nGXNZ7jcUedzbx0mWSN/55mZKEYdBFUT75iCpu+6FIPrEMfhB9CqxId7B6r8Eeos