“死亡元素”的征服历程

作者: 李宏志

氟在化学史上曾有“死亡元素”之称,因为从它的发现到最后得到它,许多化学家曾为此损害了自己的健康,有的甚至献出了自己的生命。

1768年,德国化学家马格拉夫发现把萤石(氟化钙)放入浓硫酸中,会产生一种能腐蚀玻璃的无色气体,把它溶于水中,溶液呈酸性。但是这种酸性液体和其它任何物质发生化学反应后,都不能得到成分更简单的物质,人们企图把它也能制出像氯气一样的气体,但总以失败而落空。然而,化学家们坚信,在这种酸性液体及萤石中,一定含有一种未知的新元素。1913年,英国化学家戴维将这种还没有提取出来的新元素命名为氟。

1814年,戴维用电解氢氟酸的方法试图制得单质氟,但没有成功,在实验过程中,他由于吸入了少量有剧毒的氟化氢气体而险些丧生,被迫放弃了实验。1836年,英国化学家诺克斯兄弟用氯和氟化汞反应企图提取氟,但不幸的是,哥哥中毒死去,弟弟失去工作能力。随后,比利时化学家鲁耶特和法国化学家尼克雷企图重复上述实验提取氟,结果也因此而丧生。之后,氟的“死亡元素”之称不胫而走,提取氟成为当时化学界的禁区。

1886年,法国化学家莫瓦桑在总结前人经验的基础上,设计了一个巧妙的实验:将干燥的氢氟化钾溶于无水的氢氟酸中,以此作为电解质,在铂制的U形管中,用铂铱合金作电极,用萤石制的螺旋帽盖紧管口,管外用氯仿作冷却剂,这样经过电解后,终于获得了单质氟。由于这一功绩,莫瓦桑荣获了 1906年度诺贝尔化学奖。然而,由于莫瓦桑长期从事制氟工作,屡次中毒,这位杰出的化学家只活了 55岁便与世长辞了。

氟的有机化合物在人类生活中扮演着重要的角色,如有被称为塑料之王的聚四氟乙烯,人们熟悉的冷冻剂氟里昂,还有含有氟的氟碳化合物的人造血液等等。在国防工业中氟也有相当重要的用途。