氯气：半个世纪的证明

氯是地壳中丰富的元素。它在地壳中的含量是0.028%。氯也是与人类密切相关的元素之一。它直接参与人体的新陈代谢，其在人体内的含量占人体质量的1/400。为了维持正常的活动，每个人应该每天摄入几克氯化合物。

装有液氯的钢瓶(网络图)

氯元素的发现历程相当曲折。几个科学家努力工作了半个世纪才得到氯这个名字。氯最突出的特征是毒性。但是毒性实际上是由科学家“品尝”的。

品尝毒气，做一个“好的开始”

18世纪后期，为了促进冶金工业的发展，世界各地的科学家相继研究了各种矿石。瑞典人舍勒也是其中之一。他迷上了黑色的苦味土壤，并连续研究了三年。他知道在黑色的苦味土壤中有一种新的金属。他给这种新金属命名为锰。经过进一步研究，他确定黑色苦味土壤的主要成分是氧化锰。根据拉瓦锡的理论，他称氧化锰为“炎性锰”。

舍勒(网络图)

“什么东西闻起来这么臭？”公元1774年的一天，舍勒在盐酸和“无炎锰”之间做化学反应实验时，产生了一种强烈刺激的黄绿色气体。他从燃素理论推断，当黑色的苦味土壤与盐酸反应时，盐酸中的燃素被去除，因此这种气体自然地从盐酸中去除燃素。舍勒将这种“去炎盐酸”盐香精命名为。经过多次试验，他发现盐精不同于普通空气。它微溶于水，能腐蚀金属，能漂白彩色花朵和绿叶。为了彻底理解这一元素的特征，舍勒做出了一个大胆的决定:“尝尝它。”因此，他将微量盐精溶解在水中，然后舀起一把小勺子放进嘴里。十秒钟后，他的肺部开始疼痛，伴随着剧烈的咳嗽。根据多年的经验，他知道除去普通的毒药就是把它吐出来。于是他立即冲进厕所，一边喝水，一边掐着喉咙，吐了一地。这一事件后，舍勒确定盐的本质是有毒的。

然而，作为燃素理论的虔诚信徒，舍勒坚信盐精只是“无燃素锰”从盐酸中提取燃素时产生的气体，并不认为它是一种元素。

事实上，这不是舍勒第一次“尝到”有毒物质。据报道，他一生中完成了近1000次实验，亲自吸入或“品尝”了七八种有毒物质，从而伤害了他的身体，直至死亡。这种科学精神让人赞叹不已。

对权威的迷信错过了机会

在舍勒之后，科学家们并没有止步于此。10年后，即公元1785年，法国化学家贝尔托莱在研究“盐精”时发现，这种气体的水溶液在受到阳光照射后会将氧气分解成盐酸。根据拉瓦锡的酸理论(注2)，酸必须含有氧。他认为这种气体是氧和盐酸的一种令人放松的化合物。作为拉瓦锡的忠实信徒，他称这种气体为“盐酸氧化物”。他认为，只要有光，氧就可以离解，因为光对氧的亲和力大于盐酸对氧的亲和力。

拉瓦锡燃烧实验设备(网络图)

公元1809年，拉瓦锡的坚定支持者，法国著名化学家吕萨克和特纳，为了证明拉瓦锡理论的正确性，进行了实验，希望从盐酸和“氧化盐酸”中分离出氧气。他们把干燥的木炭放在玻璃管中，然后把玻璃管烧成红色，然后让盐酸气体和“盐酸氧化物”气体通过装有木炭的红色玻璃管。如果盐酸和“氧化盐酸”含有氧，在玻璃管的出口可以得到碳酸气体，也可以得到根据拉瓦锡理论推导的“盐酸元素”。然而，他们在玻璃管的出口没有得到碳酸气体或“盐酸元素”。进来的气体和出去的气体根本没有变化。

然后，为了用氢捕获“氧化盐酸”中的氧，他们将氢与“氧化盐酸”气体混合，并将其暴露在阳光下。最终的结果超出了他们的预期，只有盐酸气体产生，没有水产生。显然，“氧化盐酸”中没有氧气，盐酸中也没有氧气！虽然实验结果与拉瓦锡的理论相反，但他们不能接受“盐酸中没有氧气”的结论，物质会消失。这很遗憾。

大胆的想象，仔细的验证

与此同时，英国化学家大卫也仔细研究了盐酸和“氧化盐酸”。他用一种类似的方法做了盖·吕萨克做的同样的实验:用一个强大的伏打堆的电流把木炭烧成白热，然后分别引入人的盐酸气体和“氧化盐酸”气体。实验结果还与盖·吕萨克和特纳关于“氧化盐酸”和氢的实验相混合。反应产物也是盐酸气体，没有得到水。

“这完全不符合拉瓦锡的理论！”大卫想，“盐酸氧化物是一种良好的品质，还是一种全新的元素？”想到这里，他大吃一惊。毕竟，以前每个人都坚信拉瓦锡的理论，而他自己的想法太大胆了。然而，大卫一生中很长一段时间都喜欢创新，他决心揭开“盐酸氧化物”的神秘面纱。

经过冷静客观的分析和几次仔细的实验，大卫终于得出结论，“盐酸氧化物”是一种简单的物质。1811年11月15日，他在英国皇家学会读了一篇论文。论文包括两个观点:第一，盐酸是由氯和氢化作用结合而成，其中不含氧；第二，黄绿色的“盐酸氧化物”气体被命名为“氯”，元素符号是“ci”(氯是希腊语，最初的意思是“绿色”，后来翻译成中文为“氯”)。

实验室氯气生产装置图(网络图)

尽管大卫的结论很实际，也很容易理解，但当时的化学家，如法国的盖·吕萨克、贝尔托莱和瑞典的贝齐留斯，都不愿意接受它，不承认氯是一种元素，也不相信氯的存在。直到碘和溴相继被发现，法国化学家才认识到大卫的论点。此时，自舍勒首次制造气态“盐精”已经过去了50年，也就是半个世纪。

我们也合理利用了我们所做的。

半个世纪后，科学家终于发现了氯。经过很长一段时间，人们终于发现了氯的“脾气”，并越来越多地使用它。

氯的产量已成为工业发展的重要标志之一。在现代生活中随处可见:我们每天喝的自来水都是用氯消毒的。聚氯乙烯(PVC)是管材、板材、薄膜、人造革等的原料，给人们带来了很多方便。根据舍勒发现的氯的漂白作用，人们也用氯来制造工业漂白粉或漂粉精。值得一提的是，虽然氯气可以直接使用，但为了生产纯氯气，并考虑到储存和运输的方便，一部分氯气应液化成液氯，用钢瓶或罐车运输给用户。

氯气的使用(网络图)

当然，氯和氯化合物的不当使用也会给人们带来危害:元素氯可以作为有毒气体使用，它产生的有毒气体光气给许多士兵和平民带来了巨大的灾难。许多含氯农药(如滴滴涕、666等。)杀死昆虫会在使用过程中污染环境。

在发现氯之后，如何充分利用它并避免它的缺点应该是科学家们的一个重要课题。

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注意:

注1:瑞典著名化学家卡尔·威廉·舍勒(1742 ~ 1786)对氯化氢、一氧化碳、二氧化碳和二氧化氮等多种气体进行了深入研究。他一生致力于化学工业，给人类带来了巨大的利益。在他诞辰150周年和200周年之际，瑞典人民举行了盛大的纪念会议，这也成为各国化学家交流思想的场所。

注2:酸度理论，化学家拉瓦锡在《燃烧导论》和《酸度导论》中正式解释了氧化理论。他认为燃烧是物质和空气中大约五分之一的氧气反应的结果。同时，根据许多燃烧产物水溶液的酸性，他得出结论，任何酸中都含有氧。这个结论已经影响了世界科学界几十年。