化学科普：原始部落游历记(上)

“大华，大华，快起来啦！”小雪一早大声喊道，“要迟到了！”

“今天是周末，怎么会迟到。”大华不满地翻了个身，想要继续他的美梦。

小雪强行拉起企图赖床的哥哥，嚷道：“今天化学科普家族进行团建，要去化学山进行真人CS，上次咱们因为迟到就被点名批评了，这次可不能再迟到了。”

两人匆匆吃完早饭，便直奔化学山与大家族成员汇合。大华张望四周，发现了较远处的掩蔽之地，欲隔岸观火，伺机而动。于是兴奋地拉起小雪躲开众人悄悄向其靠近，途中不料大华一个趔趄，脚底一软，拉着小雪一起坠落于一片松软之地。兄妹俩傻傻地愣了数十秒，才回过神大声求救，却没有任何的回应。两人绝望地环顾周围，一片漆黑，只能听到窸窣的流水声，两人决定循声而去一探究竟。

正所谓“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”，曲径尽处，豁然开朗，山青鸟鸣，心旷神怡。兄妹俩见到眼前的美景手舞足蹈，并且注意到有两名妇女正在附近的河边忙碌，于是走上前去解释道：“我们是化学科普家族的成员，我是哥哥叫大华，这是我妹妹叫小雪，我们误入洞中，寻求出口，无意冒犯，敬请原谅。”两名妇女打量着娇小的兄妹俩，脸上还有跌入洞中留下的灰尘和划痕，流露出疼惜之意，说道：“这里是原始部落，只有一条通路去往外界，路途较远且出口隐蔽难寻，我们忙完手头之事指引你们出去。”

兄妹俩连声道谢，好奇地问妇女在干什么。一名妇女说道：“我们在利用黄金与沙子的比重差异，用水反复淘洗希望得到金子。”大华兴奋地喊道：“今天亲眼所见‘沙里淘金’啊，金的化学性质非常稳定，具有很强的抗腐蚀性，在高温下也不容易与氧气反应，并且密度很大，所以才能用此法淘金(图1)。”

图1 沙里淘金的示意图[1]

大华又忽然想到地壳中金的含量非常低，大约只有一百亿分之五，问道：“以这样的方法提取金是不是很困难？”另外一名妇女边淘边抬头说道：“是的，我们风吹日晒地不断淘洗，过程艰苦，收获甚微。”小雪感叹道：“怪不得这个成语现在比喻从大量的材料里选择精华，好东西不易得，也比喻做事费力大而收效少。”

爱好诗词的大华有感而发：“唐朝诗人刘禹锡有云‘日照澄洲江雾开，淘金女伴满江隈。美人首饰王侯印，尽是沙中浪底来’，这首《浪淘沙九首(其六)》就生动地描绘了‘沙里淘金’的艰辛，今日所见更知不易。”大华若有所思地点点头，对小雪说道：“所以我们早已采用先进的化学提取法采金了，即用稀氰化钠溶液溶解矿砂中的金，再以锌还原出溶液的金。也有用水银溶解的，得到的金汞经过蒸馏除汞得到金[2]。”看到两位妇女正诧异地望着他们，大华刚准备解释，忽然天色昏暗，电闪雷鸣，妇女们赶紧收拾工具，招呼着兄妹俩去避雨。

说时迟那时快，刚到避雨之处倾盆大雨从天而降。一名妇女点燃了蜡烛，这时大华才看清避雨处原来是个宏伟壮观的溶洞，小雪也被所见的美景震撼，撒娇地问道：“我的好哥哥，快给我讲讲这些千姿百态的物质都是什么，它们如何形成的吧？”大华摇头无奈地说道：“你呀，只有有求于我时，才能从你尊口中听到哥哥的称呼。”小雪立即用手比个大大的心，大华总是拿这个妹妹没有办法，指了指妇女手中燃烧的蜡烛，问道：“由此你想到什么诗句？答对了才给你解释。”

小雪笑道：“嗯嗯，这个简单。‘春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干’很是应景，此句道出了诗人李商隐甘愿燃烧自己，无私奉献的情怀。”大华追问道：“你可知道其中暗含的化学原理？”小雪仰起头说道：“这个自然是知道的，体现了一种燃烧的化学现象。蜡烛的主要原料是石蜡(古代蜡烛更多使用动物油脂)，石蜡是几种固体烷烃 CnH2n+2(n= 17-35)的混合物，主要是正二十二烷(C22H46)和正二十八烷(C28H58)以及硬脂酸，它们燃烧都产生二氧化碳和水(图2)[3]。”

大华从没见过小雪这么一本正经，忍不住笑出声来，小雪听到笑声很是恼火，揪起大华的耳朵抱怨道：“我哪里说错了么，笑得这么开心?我不说了，轮到你给我解释此景的成因了。”大华赶紧远离小雪几步，清清嗓子说道：“遵命。大小姐现在看到的是溶洞奇观，这种奇观需要经过上万年、甚至上亿年的逐渐积累而形成，需要经过无数次化学反应而造就！”

大华发现妇女们也听得津津有味，说得更起劲了：“不知大家可听过‘水滴穿石’这一说法？”其中一个妇女怯怯地问道：“是指石头经过水长年累月的冲击而被滴穿的现象么？”大华点头道：“不仅如此，其中也有化学反应的参与，当含有二氧化碳的雨水滴在主要由碳酸钙组成的岩石上时，会生成可溶性的碳酸氢钙，这就是溶蚀作用。”这时另一位妇女迫不及待地打断道：“岩石被溶蚀为什么会有这些千奇百态、错落有致的沉积物呢？”大华示意其耐心听，继续说道：“溶蚀后形成的碳酸氢钙水滴由于环境的变化，分解为不溶于水的碳酸钙而重新沉积。如图3所示，当沉积发生在溶洞顶时，则缓慢形成悬垂的钟乳石，当液滴滴到洞底后再沉积，则形成石笋[4]。”

文章来源：《化学进展》 网址: http://www.hxjzzz.cn/qikandaodu/2020/0910/342.html