注册 登录  
 加关注
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

刘振中初中化学工作室

Clear Head + Clever Hands + Clean Habits

 
 
 

日志

 
 

化学史实(16)——稀有气体元素的发现  

2012-06-23 07:33:52|  分类: 化学历史故事 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |

 化学史实(16)——稀有气体元素的发现

1892年英国物理学家瑞利(Rayleigh,1842——1919)发现从空气中分离得到的氮气,跟从化合物中制取的氮气密度不一样。

瑞利先让空气通过红热的铜屑,使空气中氧气跟铜作用而得到的氮气每升重1.2572克。接着,又让氨气通入赤热氧化铜管,生成水和氮气,氮气每升重1.2508克。虽然二者相差仅0.0064克,但瑞利认为这是不允许的误差。于是,他公开在《自然》杂志上征求合作者,共同来揭示这一误差的秘密。

1894年4月19日,当瑞利在一次科学家会议上再次提出征求合作者时,一位名叫拉姆塞(W.Ramsay,1852——1916)的年轻化学家表示愿意共同合作。就在同一时间,另一位物理学家杜瓦向他们介绍109年前卡文迪许(H.Cavendish,1731——1810)预言空气中仍有杂质的论文。在这篇论文启示下,拉姆塞和瑞利共同设计了一个新的实验。拉姆塞使干燥的空气通过赤热铜屑,除去氧气,进入储气瓶,再通过五氧化二磷除去水。然后加热铜和氧化铜,氧化有机物及尘埃,由碱石灰吸收二氧化碳,余下氮气经装有镁粉的瓷管吸收,结果仍有1/80的气体未被吸收。

拉姆塞和瑞利分析余下的1/80的气体,测定它密度比氮气重1.5倍,比氢气重14.88倍。把这气体封进玻璃管,接上电极,通过高压电会闪闪发光,用分光计测定,出现一条新谱线。至此,拉姆塞和瑞利已从空气中发现新元素。因为它性质极不活泼,因此取名氩——懒惰的意思。

氩发现不久,拉姆塞意识到可能有更多元素隐藏在空气中,他给瑞利的信里说“您可曾想到,在元素周期表最末一行的地方还留有空位置,这是给这些气体留的吗”?

1895年2月1日,拉姆塞接到朋友亨利梅尔斯一封信,信的大意是:不知您尝试过氩气跟金属铀作用吗?如果没有请一试。因为,美国地质学家莱布甘德曾经把钇铀矿放在硫酸中加热,得到一种气体,可能是氩气或是氩气和铀的化合物。于是拉姆塞把钇铀矿跟硫酸共热,得到5cm3气体。他用了4天时间提纯后,通入放电管中,结果发现一条新谱线,又发现一种新元素。于是他派人送给光谱专家克鲁克斯(W.Cr00kes,1832——1919)去分析,请他鉴定新元素是否就是27年前天文学家詹逊和罗克那在太阳日光中发现的太阳元素。1895年3月23日上午,拉姆塞收到克鲁克斯的电报,“是太阳元素——氦,请速来。”于是拉姆塞立即赶到那里,用精密的分光镜观察,的确是氦。于是这个被称为太阳元素的氦终于在地球上被发现了。

1898年5月拉姆塞的好朋友汉普松给他送来750mL液态空气,让他们测定其中氩气的含量。拉姆塞和学生特拉弗斯(M.W.Travers,1872——1961)用红热铜屑和镁除去残余的氮气和氧气后,就只剩下15mL液态气体了。他取出10mL封入放电管放电,又出现一条新谱线,从而发现氪——隐藏的意思。

1898年6月拉姆塞请汉普松再送液态空气来。这次拉姆塞一下子得到1.5升氩气,他巧妙地用液态空气蒸发、降温把氩气凝成液体,剩下13mL气体,经分析又得到一种新元素氙——陌生的意思。

在发现氙以后,拉姆塞和他的学生特拉弗斯再检查剩余气体,结果在放电管中看到美丽的红光,刚巧拉姆塞的13岁小儿子正在一旁看得出奇,向他父亲建议叫氖——新奇的意思。不久用氖制的霓虹灯就出现在伦敦的街头。

到此,在周期表零族元素一行,只有一个空格了。拉姆塞原以为也可通过分离空气得到,但是他花了三年时间,用了九牛二虎之力仍然无济于事。

直到1900年,英国科学家卢瑟福发现钍元素会放出一种气体,决心把它弄个水落石出。他和助手索迪把这种射气收集起来,体积只有10μL。他俩在1903年末请教拉姆塞。拉姆塞以高超的实验技巧把它封入放电管,又发现一种新元素。因为它能发光,拉姆塞给它取名nit0n——发光的意思,1923年国际化学会把它改名为氡。

1910年,拉姆塞离退休只有两年时间了,他以高度责任感日夜奋战,测出1L空气里含氩10mL、氖0.18mL、氦0.5mL、氪0.1mL、氙0.01mL。此外,他还设计一台灵敏度高达0.5μg的精密天平,用望远镜观察指针,称出仅有1/15mL的氡气,称出的质量只有1/25mg,计算出氡的原子量是222。

至此,拉姆塞已经发现全部稀有气体元素,并精确掌握它们的物理和化学性质,大大地完善了周期律。

  评论这张
 
阅读(136)| 评论(0)
推荐

历史上的今天

在LOFTER的更多文章

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2017