作者：左巻健男
出版社：湖北教育出版社
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化学真好玩试读：
前言
我之所以写这本书，是因为：
化学是很有趣的！
这也是我希望能在一开始就开门见山地告诉各位读者的事情。
化学是一门非常有趣且具有魅力的学科，它会涉及世界上的一切事物，并且我们身边的各种现象都与化学的思维及规律相关联。
化学的有趣，不仅在于了解物质的性质及其变化的实验，还在于化学本质的知识性为我们打开了一个崭新世界的大门。
本书中的内容，取材自最基础的化学知识，是大部分人在学生时代所学过的初中及高中阶段的化学知识。
很多人之所以对学校所教授的理科知识没有兴趣，在于其内容过于抽象、缺乏真实感，自然也就无法被理解。很多人认为这些知识与自己的生活及人生毫无关系，只是用来应付学校的毕业考试而已。
我自己所学的专业就是小学、初中及高中初级的理科教育，原先也曾做过初中、高中的理科教师。我在当理科教师时的一个目标就是“希望当天的授课内容，能成为全家在一起吃饭时热烈讨论的话题”。
我觉得，如果通过理科的教学能让学生学而有所得、有所感动，并开阔自己的心胸……这样的效果才是最好的。可以说，本书就是将我的这种想法以文章的形式体现出来的一个结果。
透过科学，人们对不可思议甚至充满戏剧性的世界，一点点地加以解释和说明，一点点地打开自然科学世界的大门。虽然还有未知的领域存在，但是大部分已被人们所认知。
作为理科教育的专家，我就是希望能从这些已知的内容，甚至更为基础、基本的知识中取材，让读者们明白：“你看，只要再前进一步，就能有新发现，这多么有趣，不是吗？”
如果各位读者在读完本书后，产生了“这种反应是怎么回事？”“那种反应又是什么原因？”这样的新疑问，就说明我的尝试成功了。例如，我们身边常见的食盐，其成分为“氯化钠”，是由“钠”与“氯”组成的。
但实际上“钠”这种物质，如果将其投入水中，就会产生化学反应引起爆炸。而“氯”则是用来生产毒气弹的有毒物质。二者一起产生化学变化后，竟成了日常生活中常用的调味料——食盐。如果食盐摄取过量，也会引起中毒。
这样的发现，的确让我们产生了大大的惊奇。我今后也会将这令人感动且让人内心丰富的理科知识继续深入地研究下去。左卷健男第1部分 惊险无比的化学现象干冰放到密闭空间里会发生什么？干冰引起的爆炸事故
干冰常用来冷却保存冰激凌，是一种非常冷的白色固体物质，温度约为零下79℃。干冰其实就是二氧化碳（也称碳酸气体）的固体。正如其名字那样，干冰可以不经过液态直接升华为气体。
经常会发生小孩子将干冰放入玻璃瓶并盖上盖子，结果导致玻璃瓶炸裂、玻璃碎片四散的可怕事故。不仅仅是玻璃瓶，即使是普通的塑料瓶，这样做也是很危险的。
如今，比起玻璃瓶，我们身边使用塑料瓶的频率越来越高，随之而来的塑料瓶炸裂事故也增多了。将干冰放入塑料瓶并盖上盖子摇晃的话，塑料瓶就会炸裂，飞散的碎片会插入身体造成事故，严重的甚至会刺伤眼睛导致失明。绝对不可以将干冰放入密闭的容器！内部的压力增大导致炸裂
一般的固体或液体，当其转变为气体时，体积会膨胀。
在室温环境下，干冰会由固体升华为气体。因此，将其放入密闭的塑料瓶后，随着气体的增多，瓶身内部的压力也在增大。特别是瓶身内部与干冰接触时，由于干冰的温度很低，塑料瓶会变脆而易破损。
专用的碳酸饮料瓶，其耐高压的能力要大于普通的非碳酸饮料塑料瓶，其能承受我们身边标准大气压约6倍的压力。碳酸饮料瓶的耐压结构
但是，考虑到塑料瓶的新旧程度，以及是否在工厂灌装等因素，其实际的承压能力可能达不到这个水平。神户市消防局的实验
针对塑料瓶炸裂事故有所增加的趋势，神户市消防局曾经进行过这样的一个实验。在500毫升容积的塑料瓶中，放入40～50克的干冰，并装入300～400毫升的水，然后通过改变各种条件，进行爆炸对比实验。
结果显示，实现炸裂所需的时间在7～44秒。随着“砰”的一声巨响，碎片会向四面八方飞散。
所以，将干冰放入密闭的容器是十分危险的事情，绝对不能这样做。什么是爆炸？爆炸是一种现象
我至今已做过各种各样的化学实验，有时也会遇到一些让人心惊胆战的状况，严重的甚至会造成事故。
从在工业高中工业化学系上学起，一直到研究生时代，我一直在做化学实验，而成为初高中学校的教师后，更是希望能让我的学生们亲眼看见一些有趣的化学现象。
从事艺术的人未必能弄出“爆炸性”的作品，但化学实验可是真的会“爆炸”的！
那么，“爆炸”到底是一种什么现象呢？
让我们从化学的角度来思考这个问题。
除了将干冰放入密闭的玻璃瓶或塑料瓶会发生爆炸外，加热密闭的喷雾剂罐子或煤气瓶等，也会引起爆炸。伴随着一声巨响，容器会被炸坏。新闻报道中时不时会出现的煤气爆炸事故，严重时会使大楼甚至商业街遭到损毁，造成大量的死伤。汽车的汽油发动机示意图
这些爆炸的共同点就是“因为某种原因使压力急速上升，内部体积增大，最终导致容器破损，并伴有声音、闪光等的压力释放过程”。
如果能控制好爆炸的过程，就能利用这种“压力产生的膨胀”来做功，特别是较多的热膨胀发生时，能带来极高的做功效率。
例如，汽车（汽油车）的发动机，就是将压缩后的汽油与空气混合物送入气缸，然后通过火花塞的点火引起爆炸，从而使发动机运转并驱动汽车；而安全炸药等，可以将岩石炸开，常被用于土木工程或开山采矿。物理爆炸与化学爆炸
爆炸，根据其发生的过程可分为物理爆炸与化学爆炸。由于体积的增大（压力的上升），如气体或液体发生热膨胀，或者其状态发生改变（物质在固体状态、液体状态和气体状态之间变化）等原因引起的爆炸，属于物理爆炸；而通过物质的分解或燃烧等引起的爆炸，则属于化学爆炸。
喷雾剂罐子、煤气罐等因热膨胀发生的爆炸，以及用来生成水蒸气的锅炉所发生的爆炸，都属于物理爆炸。
火山的爆发也是物理爆炸。火山爆发，是因为其内部含气体的岩浆上升造成压力的迅速减小，从而使内部气体急速膨胀，以及地表水与地下水接触后，水分迅速发生汽化并急剧膨胀等造成的。激烈燃烧的爆炸
化学爆炸的代表，就是一种伴随着气体产生的燃烧现象，其一旦开始后只要旁边有可燃物，就会加快其燃烧的速度，最终导致爆炸的发生。
例如，液化石油气以及城市用煤气（大部分情况下其主要成分为甲烷）发生泄漏后，在空气中大量聚集，遇到明火后即发生爆炸。
学校实验中常会进行的“点燃氢气与氧气的混合物”、火药炸药的爆炸，还有因小麦粉与碳粉等可燃性粉尘在空气中飘浮所引起的爆炸（粉尘爆炸）等都属于化学爆炸。引起煤气爆炸的原因将蜡烛放入可燃性气体
在前端弯曲的铁丝上放置一截蜡烛，当将其放入装有空气的瓶子（牛奶瓶等）时，蜡烛会在瓶子中继续燃烧。那么，如果将其放入装满二氧化碳气体的瓶子，又会是什么结果呢？蜡烛的火焰只要低于瓶口一点点，就会立刻熄灭。
于是我们得出，在二氧化碳气体中，蜡烛是无法燃烧的。
接下来，我们尝试在瓶中装入烧饭用的煤气或者打火机里的气体，当蜡烛放入这些可燃性气体后，又会发生什么呢？要做这个实验，除了蜡烛与铁丝外，还需要准备水盆、牛奶瓶、打火机的充气瓶以及浸湿的纸巾。
先在水盆中装入水，然后将牛奶瓶装满水，并用手掌压住瓶口倒置放入水中。
然后用打火机的充气瓶向瓶中充气（主要成分为丁烷），当水都被排挤出去后，瓶口处会有水泡出现，这说明瓶中已经充满了丁烷气体，接着继续用手掌压住瓶口，将瓶子从水中取出，用浸湿的纸巾盖在瓶口上。
现在，我们尝试将蜡烛放入牛奶瓶。
当蜡烛的火焰接近时，瓶口处会有火焰出现（因为丁烷是可燃性气体）。而随着蜡烛一点点地在瓶中下降，蜡烛的火焰会发生什么变化呢？将蜡烛放入可燃性气体
瓶中的蜡烛会熄灭。虽然丁烷是可燃性气体，但蜡烛在其中也会熄灭。（注意：如果瓶中的气体为丁烷和空气的混合气体，将蜡烛放入其中可能会引起爆炸。所以必须在水中用丁烷将瓶中的空气全部置换出来。）
这是因为空气中有氧气，而丁烷气体中不含氧气。将蜡烛放入氢气……点燃瓶中的氢气
请看上面的示意图。将装满氢气的瓶子倒置，从下往上将点燃的蜡烛从瓶口处伸入，然后会发生什么呢？有的人会说“氢气会爆炸。因为瓶中装的是100%的氢气，所以会产生剧烈的爆炸”。但是通过实验会发现，放入瓶中的蜡烛熄灭了。
由于只有氢气而没有氧气，蜡烛无法继续燃烧。仔细观察瓶口，可以发现其附近有氢气在燃烧（无色的火焰）。总之，并没有发生爆炸。何为“爆炸临界值”
点燃可燃性气体与空气的混合物时，是否会发生爆炸最终要取决于该气体在空气中所占的比重。氢气需达到4.0%～75%，甲烷需达到5.3%～14%，乙醇（气体）需达到3.5%～19%。
这种所占比重的范围就叫作“爆炸临界值”，也称“燃烧临界值”。
如果是指引发爆炸的比重范围就是“爆炸临界值”，如果是指煤气等发生的燃烧比重范围就是“燃烧临界值”。从表中可以看出，氢气与甲烷相比，其爆炸临界值更广（这意味着氢气更容易爆炸）。城市用的煤气中会添加臭味
城市里用的煤气主要是天然气，其成分为甲烷。由于其具备一定的爆炸临界值，所以即使发生了煤气泄漏，马上遇到明火的话，也不会引起爆炸。原本这种气体是没有臭味的，但是为了能让人们很快感知到煤气的泄漏，所以在其中人为地添加了微量带有臭味的硫醇物质。但即使是这样，每周还是会有小规模的煤气爆炸事故发生。
特别是在购买了新的煤气灶时，一定要仔细了解其使用方法。大部分煤气爆炸事故都发生在煤气灶购买后的一年内。另外，埋在道路下负责向家中输送煤气的总管道，也可能由于自身老化引起煤气泄漏。因此，对于新的煤气灶以及煤气老旧管道一定要及时做安全检查。
东京电力福岛第一核电站，就发生过氢气爆炸的事故。爆炸是由于核反应堆的冷却过程失败引起的。
核燃料是被一种叫作“锆”的金属所制成的合金覆盖的。之所以使用“锆”，是因为其很难吸收中子。为了灵活地使用中子来引起核裂变的连锁反应，所以不宜采用会吸收中子的材料。
但是，一旦“锆”的温度超过85℃，其就会与水反应变成“氢氧化锆”，并产生氢气。氢气从核反应堆中向收纳容器、整个建筑物蔓延。该起爆炸事故，据推断就是由大量的氢气聚集引起的。
氢气在建筑物内与空气混合并超过了4.0%的爆炸临界值，一遇到明火就会发生爆炸（氢气与氧气发生激烈的反应）。安全火药与诺贝尔诺贝尔发明了安全火药
爆炸离不开火药，而安全火药的发明人就是阿尔弗雷德·诺贝尔（1833～1896）。每年的12月10日——诺贝尔忌辰的这一天，在瑞典的斯德哥尔摩和挪威的奥斯陆（诺贝尔和平奖），会举行诺贝尔奖的颁奖仪式。
诺贝尔奖是根据阿尔弗雷德·诺贝尔的遗嘱设立的。其奖金来源于诺贝尔生前通过发明安全火药以及开发油田所积累的巨额财富，用来奖励“那些在前一年度为人类做出卓越贡献的人”。
人们在其逝世后设立了诺贝尔基金（总部位于斯德哥尔摩），从1901年开始颁发诺贝尔奖。最初设有“物理学奖”“化学奖”“生理学或医学奖”“文学奖”“和平奖”这五个奖项，1986年又新设立了“经济学奖”，至此一共六个奖项。诺贝尔奖奖章
阿尔弗雷德·诺贝尔，1833年出生于瑞典，1842年移居至俄国圣彼得堡。
当时，为了批量生产在欧洲很热门的硝化甘油，他的父亲与兄弟一起建立了一家小型炸药工厂。硝化甘油是一种无色透明的液态物质，受撞击或加热时会发生剧烈的爆炸。
由于硝化甘油具有强大的威力，所以有很高的利用价值，但是其运输与保存又是一个大难题。诺贝尔的工厂也曾发生过惨烈的爆炸事故，爆炸的威力摧毁了工厂建筑，几名正在劳动的工人也被炸身亡，其中就包括诺贝尔最小的弟弟。雷管示意图
他的父亲由于受到这次爆炸事故的打击，没过多久就去世了。诺贝尔就和他的几个兄弟一起，继续投入到提高炸药安全性的研究中。不久后，他发现可以用硅藻土来吸收硝化甘油，这样可大大增加其稳定性，运输和使用起来也更加安全。于是安全火药诞生了。
诺贝尔除了研究出安全火药外，还开发出了无烟火药，并被当作军用火药销往世界各国。其在世界各地开设有约15家炸药工厂，还在俄国开发巴库油田，积累了巨大的财富。遗嘱中设立诺贝尔和平奖的真意
很多人认为，诺贝尔因为自己的发明被用于战争而感到“惭愧”，因此才在其遗嘱中设立了诺贝尔和平奖。
其实，他并不是这么想的。
在诺贝尔还没有发明出安全火药前，和平运动家苏特纳（1843～1914）曾拜访过他。诺贝尔曾对她说：“为了永远不再发生战争，我希望能发明一种具有令人惊讶的震慑力的物质或机械”，“无论是敌方还是我方，短短一秒钟内，就会全军覆没，等到这样的时代真正到来时……”，“所有文明的国家，在这样的震慑面前，都会因此放弃发动战争并解散军队”。
也就是说，诺贝尔认为，只要做出了能在一瞬间让敌我同归于尽的武器，就不会有人再想挑起恐怖的战争了。
也许正是因为这种想法，他才会想要开发出优良的军用火药并卖给各国的军队。但他的这种想法又与后来在遗嘱中设立诺贝尔奖的宗旨——“奖给为促进各国间团结友好、取消或裁减常备军队以及为和平会议的组织和宣传尽到最大努力或做出最大贡献的人”相互矛盾！
诺贝尔在思考创设和平奖的时期，恰逢苏特纳的反战题材小说《扔掉武器！》（1889年）在欧美掀起巨大的话题。所以，也有传言说诺贝尔是受到了这本小说的影响，才创设了和平奖。硝化甘油的爆炸实验
我在教授高中化学课时，曾经用实验合成出的少量硝化甘油给学生们演示其爆炸的威力。由于硝化甘油受到冲击就容易爆炸，所以很难被运输和使用，我一边做实验一边讲解安全火药被发明的故事。
在试管中加入浓硝酸与浓硫酸并混合，用冰水将其冷却，然后滴入甘油并晃动混合，这样就制成了硝化甘油。经过过滤，滤纸上便留有硝化甘油。
用玻璃毛细管吸取无色透明呈油状的硝化甘油，然后将玻璃毛细管放到喷枪的火焰中，虽然只是很少量的硝化甘油，但还是迅速发生了爆炸。玻璃毛细管被炸得粉碎，爆炸产生的气流甚至吹灭了喷枪的火焰。硝化甘油的爆炸实验示意图
在观察硝化甘油的爆炸时，必须要用丙烯制成的防护板将喷枪的周围挡好，以防飞散的玻璃碎片伤到学生。另外，实验中必须戴好护目镜。
将残留有硝化甘油的滤纸塞进试管，然后放到喷枪上，很多学生吓得往后退，因为他们在看过硝化甘油的爆炸后，认为这样做也同样会引起爆炸。
玻璃毛细管中的硝化甘油之所以会爆炸，是因为其处在相对密闭的空间中，而滤纸上的硝化甘油因为是开放的状态，所以结果只是剧烈的燃烧并没有发生爆炸。硝化甘油可以拯救心脏
如果心脏中负责运送氧气与营养的冠状动脉发生堵塞，就会引起心脏肌肉（心肌）缺氧，从而导致缺血性心脏病。代表性疾病有心绞痛、心肌梗死。
在心绞痛发生或未发生前，都可以在舌下含服带有硝化甘油成分的药片，具有有效的治疗与预防效果。
人们发现在制造硝化甘油的工厂中劳动的工人很少患心绞痛，从而掌握了硝化甘油的这一作用。
硝化甘油之所以具有缓解心绞痛的效果，是因为其进入人体后会分解成一氧化氮，具有扩张血管的作用。由于发现了这一药理，美国的罗伯特·佛契哥特（1916～2009）等人于1998年获得诺贝尔生理学或医学奖。
当然，硝化甘油药片在加工时加入了添加剂，并不会发生爆炸，所以，在携带这种药片的人附近是很安全的。蜡烛熄灭时氧气会有什么变化？将瓶子扣在燃烧的蜡烛上
蜡烛与燃烧，这是在学校中常会进行的实验。
将蜡烛的蜡油滴一点在厚纸上，然后将蜡烛固定其上。当蜡烛在燃烧时，用瓶子自上而下迅速将其扣上。这样一来，如果是普通的牛奶瓶，几秒钟后蜡烛就会熄灭。燃烧着的蜡烛……
准备好各种大小的瓶子，再来做这个实验，并对比蜡烛熄灭的时间，会发现大瓶子由于存有的空气较多，蜡烛持续燃烧的时间也相对较长。“燃烧”就是指物质与氧气发生激烈的反应并伴有光和热产生。氧气越多，燃烧的时间也就越长。
空气中约含有20%的氧气（干燥的空气中为21%）。那么，当瓶中的蜡烛熄灭时，瓶中的氧气还有多少呢？
可能很多人会认为“蜡烛熄灭后氧气全没有了”吧，但是实际上，当蜡烛熄灭时，瓶中还有16%～17%的氧气。
物质要燃烧，必须符合三个条件：
一、可燃性物质；
二、氧气；
三、达到物质燃点的温度。
如果“第二项”减少的话，就会使发热量减少，从而无法维持“第三项”的条件。
我们呼出的气体中，也含有16%～17%的氧气。当我们向柴火中吹气时，火势会越来越旺，这是因为当我们吹气时，也会卷起周围新鲜的空气一并送到火焰处。
而向蜡烛吹气时，燃烧产生的蜡蒸气会被吹散，从而导致无法达到“第一项”的条件。常见的错误解释
在水盆中装入浅浅的水，在水中漂浮的泡沫板上放置一小截蜡烛并点燃，然后用玻璃瓶扣在蜡烛上。
没一会儿，蜡烛的火焰就会熄灭。此时，瓶中的水位会上升。蜡烛的火焰熄灭后……
针对这个实验结果，有人说“瓶中上升的水位，大约占瓶子容积的20%。这是因为氧气全部被消耗产生的二氧化碳，而二氧化碳又是可溶于水的，所以水位上升了。由此得出空气中约20%是氧气”。
但是，这个解释犯了一个严重的错误。
实际上，即使蜡烛的火焰熄灭了，瓶中仍然还有16%～17%的氧气残留。二氧化碳虽然属于可溶于水的气体，但并不是说会“很容易地”溶于水，必须要经过充分的晃动混合才行。
那么，水位上升（瓶中气体的体积减小）到底是因为什么呢？
这是因为气体被加热时体积膨胀，之后冷却时体积又产生了收缩。
火焰周围的空气由于被加热，所以膨胀了。膨胀的空气又被瓶子扣住。在燃烧过程中，瓶中的空气会进一步膨胀，并从瓶中排出。而火焰熄灭后温度下降，气体因冷却而体积收缩，这才导致瓶中的水位上升。用钻石烤蘑菇？！想要点燃钻石！
这是十多年前的事了。我在教初高中学校的理科时，曾冒出个想法——“想在学生面前演示将钻石点燃”。
之所以会有这样的想法，是因为中学以及高中的化学课中，都曾经反复提到“钻石是由碳原子组成的”。还说“如果将钻石点燃的话，会全部变成二氧化碳”。当时，我心想“从来没有亲自试过，每次却说得好像亲眼见过一样”。
所以，不要总停留在理论层面上，而要自己实际操作一次。
于是，除了利用互联网外，我还当面请教了初高中的学校老师。
结果很多人都是一样，虽然经常在课堂上讲这些内容，但没有人真正尝试过自己去点燃钻石。
于是，我就想不管怎样，也要自己去尝试一次。入手钻石原石
首先要入手钻石原石。
可是到哪里去找呢？
我打电话给经营钻石生意的商家，通过他们联系上了钻石的进口商。在钻石进口商的办公室里，其向我展示了钻石原石，然后我终于得到了一直寻找的东西。
最开始，他取出一个5cm×5cm大小的塑料袋，里面装了许多细小颗粒状的钻石原石。我问他：“这样一袋要多少钱？”他回答要200万日元。
就这么大约100个钻石原石，折算下来1个要2万日元呢。“没有便宜点的吗？”我问。
然后他从中选出了10个0.05克大小、无色透明的钻石原石给我：“先生，这些可以免费提供给你做实验。”
当时我想得还比较乐观：“钻石就是碳元素。现在有了原石，剩下的就只差点燃它们了。”钻石不会这么简单就被点燃！
回去后，我马上就用喷枪来加热钻石。可是，钻石却安然如故，只是呈炽热的状态（通红发热的状态），而停止加热后，又恢复到原来的状态。
接着，我想既然在空气中无法简单地燃烧，那在氧气中应该就可以被点燃吧，于是又尝试在加热之后，立刻吹入氧气来助燃。但是，钻石仍然毫发无损。这样看来，要点燃钻石还真不是件容易的事。
于是我又通过互联网搜集各种各样的信息。其中，研究地球化学的东京大学名誉教授小岛稔在其讲义中曾提到过一种方法，“将加热的钻石原石投入液态氧”，通过这样的方式让钻石燃烧。
然后，还查到私立保善高中的教师和田志朗，其曾经成功地让钻石燃烧，于是我便请求他帮助我。
和田先生也表示，我之前尝试的方法是无法点燃钻石的。他所使用的方法，是在木炭中挖出一个小洞并将钻石放入其中，然后加热至通红的状态后停止加热，立刻向其中送入氧气。
我后来又尝试将钻石放入Pyrex（一种耐高温的硬质玻璃）试管，一边在试管中通入氧气，一边进行加热，结果只在试管上烧开了一个洞而已。真是屡战屡败啊！钻石的构造
钻石的结构中，每个碳原子与相邻的4个碳原子形成共价键，其相互间形成了立体式的、坚固的巨大分子。所以很难被分解从而与氧原子结合，生成二氧化碳（难以燃烧）。终于点燃了
但这并不是说，钻石就不能被点燃。有记录显示，法国的化学家安托万·拉瓦锡（1743～1794）就曾经用棱镜聚集太阳光使钻石燃烧，而英国的物理学家迈克尔·法拉第（1791～1867）曾经也成功地使钻石燃烧。《岩波理化学辞典》中“碳元素”一词中也有“钻石在700～900℃时会与氧气发生反应”的表述。于是我就想，即使无法加热至燃烧所需的温度，至少也可以尝试使其保持“热量一直无法逃散出去”的状态。
在砂碟中摆放用三脚架支撑的陶瓷筒（其上开有刚好能容纳钻石原石的小洞），放入钻石，然后用手持喷枪（说明书中说其火焰的温度约165℃）进行加热后，用氧气瓶向其中输送氧气。这样一来，通过不断地输送氧气，可以保持一个热量较难扩散的高温环境。
在持续加热之后，钻石终于起火了！
钻石原石一边闪耀着白色的光芒，一边燃烧起来。其一旦被点燃，只要继续输送氧气，燃烧就会一直持续下去。
于是，我开始关注下一个问题：“利用氧气加热时，钻石到底是在多少摄氏度时才会燃烧呢？”
我希望可以通过耐高温的“石英试管”，来研究钻石燃烧时的具体温度。实验所使用的石英试管是我委托东京大学海洋研究所的技师，用石英管改造而成的。我在现场观看了整个石英管的制作流程，在封闭试管底部的圆底时，是用一个细长的石英管来调整形状的。
看到这里，脑中闪现出了一个想法，“在这种细长的石英管中放入钻石原石，然后通入氧气进行加热的话，就能较容易地实现其一直在火焰的高温状态中进行燃烧了”。
首先，将钻石原石与电子温度计的感应器放入石英试管，然后一边通入氧气一边进行加热，得出其燃烧时达到的温度超过800℃。
接着，将钻石原石放入细长的石英管，一边通入氧气一边进行加热。将其放在理科实验室中常见的普通加热炉上，使原石被火焰的高温部分所包围，然后燃烧起来。生成的气体导入石灰水中后，使石灰水变成白色且浑浊。这说明燃烧产生了二氧化碳气体。将钻石原石放入细小的石英管，边输送氧气边进行加热使钻石燃烧的方法
①将小型的氧气瓶（或者装有氧气的塑料袋）与细长的石英管相连接，在石英管中放入钻石原石，在细管的另一端依次连接胶软管和玻璃管，并将玻璃管放入石灰水（最好在石英管的前端，放置铁丝制成的过滤网，可以防止通入的氧气将原石吹走）。
②一点点地通入氧气，然后加热钻石原石。
③钻石原石开始燃烧后，停止加热。可以观察到钻石从燃烧的状态变为炽热的状态。燃烧时钻石原石会整体发出白色的光芒。
即使停止加热后，原石仍会持续燃烧，石灰水会变成白色浑浊的状态。最后钻石会烧尽。
像这样，我们成功地点燃了钻石。
后来我收到互联网上《化学教育周刊》的邀稿，将整个过程写成了论文，即《钻石燃烧实验的教材化》（http：//chem.sci.utsunomiya-u.ac.jp/v2n2/samaki）。
※要想进行钻石燃烧的实验，可以从互联网上购买到钻石原石以及细长的石英管。幸运的是，现在已有理科教材的出版者，开始制作销售专门的“钻石燃烧实验套装”。其中包括了石英管和橡胶管，以及两颗钻石原石，而且还可以另行购买原石。“想用钻石来烤蘑菇吃”
现在，很容易就可以买到一套供“钻石燃烧”用的实验套装。但是又有一个难题随之而来。某电视节目组收到了来自一名小学生观众的求助信。“矿物图鉴上写着‘钻石是由碳元素构成的’。那么应该也跟炭一样可以燃烧的吧……我很喜欢吃烤蘑菇，所以很想试一试用钻石来烤蘑菇吃！”
仅仅让钻石燃烧起来就已经如此困难了，当然，这名小学生肯定不知道，我为了使一颗钻石燃烧起来费了多大的劲儿，不然也不会异想天开要用钻石来烤蘑菇了。
目前来看，要点燃一颗钻石已经变得很简单了。但是，要用钻石来烤蘑菇，就需要产生足够的热量才行，那么又该如何一次点燃这么多的钻石呢？
该节目制作方的助理导演频繁地给我打电话。“我们已经准备好了小型的碳烤炉！”“从专营切割工具的厂商那里拿到了实验用的钻石！”“该怎样做才能用碳烤炉点燃钻石呢？”询问了一堆问题。
虽然被问了这么多，但是我也没有过同时点燃这么多钻石的经验，所以只能硬着头皮试着去挑战了。
要使钻石在空气中燃烧需要非常高的温度。所以最好准备氧气瓶，以使其在氧气充足的环境中燃烧。
拍摄当天，剧组和写求助信的学生家庭一起，用喷枪的烈焰来加热炉子中的钻石，结果当然丝毫没有动静。
接下来，就轮到我作为“让钻石燃烧的名人”登场了。
将从氧气瓶上引出来的橡胶软管，插入碳烤炉底部的空气通风口，向其中输送氧气。但是，由于钻石堆得太满，氧气没能送到炉子的上部。
然后用喷枪从上方对钻石进行加热，热量传递到了底部的橡胶软管中，结果炉子生出很大的火焰来。因为有氧气，橡胶软管也被点燃了。幸运的是，我马上停止了氧气输送，这才没有酿成大祸。用钻石烤蘑菇
接下来我改用石英管来向炉子中输送氧气，同时将堆放的钻石摆得稀疏一些，再次进行实验。“点燃啦！”
当喷枪的火焰还有一段距离时，一部分钻石已呈炽热状态。
当然，上面的蘑菇也被烤熟可以吃了。
我对节目组从专营切割工具的厂商那里拿来的人造钻石产生了兴趣。直径1～2毫米的颗粒，并非是用来做珠宝的，且原本无色透明的状态在氮气的影响下可以进行上色。拍摄时所使用的钻石的价值，大约相当于几台奔驰车的价值。
用价值几台奔驰车的钻石来烤蘑菇吃，这还真是一次奢侈的体验啊！恐怖的一氧化碳中毒用煤气自杀的行为
以前，常常会听到有人用煤气自杀的新闻。有的是用厨房中的煤气（含有一氧化碳），有的则是将煤气管子放入口中实施自杀。
可是，现在日本国内使用的煤气中，已经不含有一氧化碳成分了。但仍然还是有人企图通过口含煤气管子的行为来自杀。
虽然在这种情况下，也有可能因为只吸入了煤气而完全没有得到氧气，导致缺氧而死，但很多时候是不会造成死亡的。
更多的往往还是因为抽烟时点火、电冰箱启动时产生的电火花等造成的爆炸事故。因为房间中的煤气已经达到了爆炸临界值，所以当有静电或开关产生的电火花出现时，就会引起爆炸。恐怖的一氧化碳中毒
在家中使用煤气或煤油时，最恐怖的就是可能发生的一氧化碳中毒。
一氧化碳属于无色无味的气体，所以较难感知其存在，可是它的毒性却很强。特别是在冬天烧煤炉时，就常发生一氧化碳中毒导致死亡的事故。
物质在燃烧时，都会或多或少地产生一氧化碳，特别是木炭、煤炭、煤气、使用煤炉等不完全燃烧状态导致的中毒事故时有发生。此外，汽车的尾气以及香烟中也含有一氧化碳。一氧化碳对人体的影响
我们为了维持生命，需要向体内约60兆个细胞中输送氧气与营养补给。氧气需要与血液中的红细胞所含的血红蛋白相结合，才能在体内被运送。
但是，当我们吸入一氧化碳时，其也会与血液中的血红蛋白结合，而且一氧化碳与血红蛋白结合的能力约为氧气的250倍。
这样一来，就会导致氧气无法与血红蛋白相结合，从而无法将氧气输送到各个细胞中。
*引用自东京煤气公司的调研数据
上表中0.04%这样的数值，大约是在标准的浴室（5立方米）中混入2升的一氧化碳气体。只这么少的量就已经具有可引起头痛、呕吐的毒性。所以，烧东西一定要在通风良好的场地进行，以防出现中毒等症状。
如果不幸发生一氧化碳中毒，要将中毒者转移至有新鲜空气的场所，并立即接受医生的治疗。如遇呼吸困难或呼吸停止的情况，应立即采取人工呼吸。发生一氧化碳中毒的原因及对策
到底在什么样的情况下，会导致一氧化碳中毒呢？
主要的原因是不完全燃烧。
汽车排放的尾气中含有0.2%～2%的一氧化碳，且香烟中也含有一氧化碳，它们虽然不足以导致中毒，但对身体还是有害的。
在燃烧物质的现场，要保持良好的通风（换气）状态，也就是说，燃烧活动一定不要在换气很差的环境中进行，这一点很重要。
要定期检查灶具，以确保安全使用。如果使用灶具时闻到臭味或者火焰呈黄色，必须立刻停止使用，委托专人进行检测与维修。
另外，一般家庭中最好安装煤气报警器，一旦其检测到空气中含有一氧化碳，就会发出警报。第2部分 探究可怕的化学谣言毒药的代表——氰化物与砷过去毒药中的No.1
据某项统计显示，日本从战后至1952年间，服毒自杀的人所选择使用的毒药排名第一位的是氰化物。而如果问普通人“你所了解的毒药是什么”，得到最多的回答也是“氰化钾”。
氰化钾、氰化钠是常被用来当作毒药的代表性化合物。不仅是自杀，还曾发生过将其投放在可乐瓶或乌龙茶饮料瓶中，实施隐秘杀人的事件。
成年人只需喝下0.6～0.7克的氰化物，就会在一分钟至一分半钟的时间内出现早期中毒症状，如头痛、目眩、脉搏加快、胸闷等。三四分钟后呼吸紊乱、呕吐、脉搏逐渐微弱，发生痉挛、意识丧失直至死亡。
摄入超过致死量的情况，必须立刻接受适当的治疗，否则会在15分钟内死亡。同一氧化碳中毒一样，可以通过静脉血是否呈鲜红色来判断是否属氰化物中毒。
氰化钾、氰化钠进入胃后，会与胃酸（淡盐酸）相遇，生成氰酸气体（氰化氢），而这种氰酸气体是含有剧毒的。所以，对于氰化物中毒的患者，不能采取“嘴对嘴”的人工呼吸，这很有可能导致施救者吸入氰酸气体。杏仁也有毒
自然界中也存在氰酸类毒物。在梅子、杏子、桃子的种子中，就含有一种叫作“扁桃苷”的氰酸类配糖体（氰酸与糖的化合物）。其在酶的作用下会分解成一种叫作“羟腈”的物质。而羟腈又会分解成有剧毒的氰酸气体（氰化氢）。欧美国家就曾发生过因误食杏仁导致中毒的例子。只需5～25粒杏子的种子，就可致儿童死亡。
这些植物的种子可以入药，用来止咳镇肺，但千万不能食用过量。杏子的种子有毒笨人的毒药——砷
提到“砷”这种物质的毒性，“无机砷”比“有机砷”的毒性要强，其中毒性最强的是“三氧化二砷”（俗称“砒霜”）。砷导致的中毒可分为像“和歌山毒咖喱事件”中那样一次性大量摄入后引起的“急性中毒”，以及常年摄取所导致的“慢性中毒”。
砷以及砷化合物，在古希腊作为强壮剂和增血剂来使用。
中世纪以后则作为自杀和他杀的毒药，在很多的历史故事中都曾出现过它的身影。三氧化二砷的水溶液呈无色无味的状态，少量摄取能使肤色变白，是爱美的女性喜欢使用的产品，但正是这种水溶液，在许多不允许离婚的天主教国家，成为谋害亲夫的工具。
三氧化二砷也被称作“亚砷酸”。很早以前在日本有人就用其来毒老鼠，也有人将其作为杀人工具。最近发生的“和歌山毒咖喱事件”就是一个例子。1
由于从前能较容易获得砷，所以其也被称为“笨人的毒药”。而在19世纪人们发现砷中毒的简易检测方法之后，就已经能很快查明是否属于“砷中毒”。特别是现在我们身边也已很难再弄到砷化合物了，所以，如果还有人用它来犯罪的话，很快就能锁定犯罪嫌疑人。拿破仑是被毒死的？
法国皇帝拿破仑一世（1769～1821），曾被流放到大西洋上的孤岛——圣赫勒拿岛，之后在那里去世。当时，其死后公开的死因是胃癌。
但人们又从他的头发中检测出了砷元素，于是又出现了所谓的“被暗杀论”。砷在进入人体后，会随着血液被送往毛发、手指甲等处并且会有残留。所以通过对这些部位的分析，就能简单地知道是否属于砷中毒。通常毛发中会残留几十倍的砷元素。
但是，并不能因此就简单地说拿破仑死于砷暗杀。因为，拿破仑所处的时代，人们在清洗酒桶时就常会用到砷，而在喜好喝酒的拿破仑体内检测出有砷的残留，也就不是什么怪事了。
同时，在拿破仑还没被流放到圣赫勒拿岛之前，以及在他孩童时代的毛发中，也都检测出了大量的砷。由于当时在日常生活中砷被大量地使用，所以，其含量会如此多也就可以解释了。
有研究显示，从拿破仑生命最后五个月所穿的裤子，以及主治医生的记录来看，当时其体重骤降了11千克。
而死后的解剖中，也确认了因胃溃疡导致的胃穿孔，还发现了早期的癌细胞。所以也有人怀疑死因并非是胃癌而是胃溃疡。但不管是死于胃癌也好，还是死于胃溃疡也好，这些说法都比所谓的“砷暗杀论”更有说服力。
在日本，也曾在位于大阪府高槻市的阿武山古墓（7世纪）的被葬者的头发中检测出了砷元素。有人推断这座古墓的主人，应该是大化改新时期有名的藤原镰足。
据《日本书纪》记载，镰足在去世前数月就已卧床不起，还曾接受天智天皇的看望。如果这些记载是真实的，那么就很难说他是死于“砷暗杀”了。因为，如果真的摄入大量砷的话，不可能还卧床数月，应该是短时间内就会死亡。
也有可能是其每天将砷当作长生不老药来服用，才导致其头发中残留有大量的砷。饮水过量会发生什么？物质主要是质量与体积
我们身边有着许许多多的“物质”。自从人类在地球上出现以来，就对我们身边的许多“物质”进行了各种各样的研究，了解它们的性质并加以利用，或将其改造并生成新的“物质”。
即使再小的物质，也存在质量与体积。
反过来说，只要拥有质量与体积这两个属性，就可称之为“物质”。
当我们在使用“物质”一词的时候，根据其外形、大小、用途、材料等着眼的重点不同，其含义也存在区别。特别是关注其外形与大小时，可以将“物质”等同于“物体”。
例如，杯子可以有玻璃杯、纸杯、金属杯等，当我们关注的是构成“杯子”这个物体的材质时，这种材质就可以被称为“物质”。
也就是说“物质是组成物体的材料”。
我们常用化学知识来分析“某个物体是由什么构成的”这一问题。所以，也可以将物质称为“化学物质”。
提起“化学物质”，也许有人会有一种可怕的印象。但是，化学物质是构成我们身边的空气、水、衣服、建筑物、食物、土地、岩石等一切物体的“物质”。婴儿皮肤水嫩的原因
水在我们体内所占的比重，一般成年男性约为体重的60%，女性则约为55%。男女之间的这种差异，主要原因是男性体内肌肉较多，而女性脂肪较多。肌肉组织中含有很多水分，脂肪组织则含水分较少。婴儿体内约80%是水分，而成人为60%，到老年时会进一步减少。60岁的老人体内的水分只占体重的50%。
婴儿的皮肤水嫩，而老年人的皮肤干瘪，就是因为体内水分的比重不同。体内水分的收支
在身体内流动的水分，其重要的作用之一，就是可以溶解各种物质，并随着其在体内的循环，向细胞送去营养与氧气，同时带走新陈代谢产生的废物。
为了维持生命，我们每天必须补充2～2.5升的水。这个量的多少，除了与每个人身形的大小有关外，还与外部的环境、是否运动等有关。
另外，体内的水分大部分是以尿液的形式排出的。我们排出的水量与摄入的水量基本呈平衡状态。
水能够运送营养与氧气，同时也是体内化学反应发生的场所，更具有调节体温和渗透压的功能。所以说，水是我们生命中不可缺少的重要物质。DHMO是什么？
曾经有美国的学生发起签名活动，请求禁用一种名为“Dihydrogen Monoxide”（以下简称DHMO）的化学物质。
DHMO无色无味，每年却害死难以计数的人。大部分的死因是偶然吸入了DHMO。其固体也可能会引起严重的皮肤损伤。
DHMO是酸雨的主要成分，同时也是引起温室效应的罪魁祸首。
在今天的美国，几乎所有的河流湖泊以及蓄水池中，都发现了DHMO物质。不仅如此，其污染正蔓延至全世界。南极的冰川中也已经发现此种物质。
美国政府拒绝禁止对该物质的制造与扩散行为。
现在行动还为时不晚！为了防止更严重的污染，现在，我们必须行动起来。
这样的一个活动，得到了很多人的签名支持。
但这个DHMO，其实就是一氧化二氢。用化学式写出来就是H2O，也就是“水”。
发起这个签名活动的真实意图，旨在唤起更加严谨的科学教育。的确，有很多人死于“溺水”，水也是酸雨的主要成分，水蒸气也是温室气体中温室效应最明显的。Dihydrogen Monoxide（DHMO）的真相
对于化学物质，乍一看其名称好像很恐怖的样子，但其实并不是这样，还是应多观察其实物。如果人们不喝水
健康的成年人体内约有60%的水，如果流失了20%就会致死。以体重60千克的情况来计算，体内的水量约为36千克，其20%就是7.2千克。如果我们的身体失去这么多的水分，生命将无法维持。
我们每天通过尿液、汗液等排出体外的水分，约为2千克。
这样算来，7.2千克的水分就相当于3.6天的量。当然，停止进水后，从体内排出的量也会相应减少。虽然因此能生存更久一些，但根据计算结果来看，如果连续四天没有进水，还是会有生命危险的。
某些宗教的修行中会要求不能进食，虽然食物不能吃，但是水还是可以喝的。曾有记录显示，有人什么都不吃仅靠喝水，最长生存了2～3周的时间。由此可见，水对于生命有多么重要。饮水过量导致的后果
虽然说水是人类不可缺少的物质，但饮水过量的话也会有害，甚至致死。2007年1月美国举办的“喝水比赛”中，一名28岁的女性在中途没有去卫生间的情况下，总共喝下了7.6升的水，结果第二天被发现死在自己家中。一次性摄取大量的水分，容易导致体内的钠等电解质降低，引起水中毒。
在市民马拉松比赛中也曾发生过因过量补水，导致水中毒死亡或引起身体障碍的情况。也有人为了所谓的“排毒”而大量饮水，最终导致水中毒。所以，看起来安全的水，也会因摄取的方式不同而引起中毒。“豪饮酱油致死”的真相为逃避服兵役而喝酱油
前面已经介绍了过量饮水是会导致中毒的。
那么，顺着这个思路来看，世界上的所有物质，也许都是有“毒”的。只不过，要使其显出毒性，需要在“特定的场景”下达到“特定的量”才行。所以，当我们分析某种物质的毒性时，不能简单地判断它有没有毒，而是要考虑“以多少的量、以什么样的方式摄入，才会使其变成毒药”。
我们就以身边常见的“食盐”的安全性来进行分析。
以前日本实行的是征兵制，男性年满20岁要接受体检为主的征兵检查。
根据检查结果的好坏，依次分为“甲级”“第一乙级”“第二乙级”“丙级”等，而身体和精神状态不适宜服兵役的，则被归为“丁级”。
在征兵检查中获得甲级合格成绩的，将被认定为“帝国优秀臣民”（男性），获得如此高的“男性荣誉”，当然就意味着被征兵入伍的可能性也极高。
因此，为了逃避服兵役，有的人会在体检前大量地饮用酱油。喝了酱油后脸色变青，心脏的跳动也会加速，就容易被归入有心脏病的“丁级”行列。
但是，有时也会因饮用过量，导致很难救治或是死亡的情况发生。酱油的成分
酱油有一种特有的鲜味（主要是谷氨酸与氨基酸），除此之外，还混合有糖分与有机酸等物质。
谷氨酸用于调味料的形式主要为谷氨酸钠，曾经人们认为大量摄入谷氨酸钠后，会引起所谓的“中华料理症候群”（头痛、脸色潮红、发汗等），不过现在已经研究查明，中华料理症候群与谷氨酸钠的摄取量之间并没有什么关系。
那么，大量摄取酱油会产生问题的原因何在呢？主要还是因为食盐（氯化钠）。
一般的酱油中盐分的浓度约为16%。酱油的密度为1.12克/立方厘米，则100毫升的酱油约重112克。
所以，其中的食盐含量为112×0.16≈18（克）。急性中毒
人喝下氰化钾后，其会在体内分解并产生有毒气体，立即引起中毒的症状。当喝下的量超过150毫克时就会致死。
像这种，物质进入体内后短时间内就能产生毒性的情况，就叫作“急性中毒”。而关于致死量的研究，主要是用小白鼠、豚鼠等实验动物来进行的。
一般来说，致死量是将可致实验动物半数死亡的投喂量与其体重（每千克）的比值换算而成的数值（也称为LD50）。
根据豚鼠的实际体重，投喂15毫克/千克的氰化钾，就可致半数实验动物死亡。因此，氰化钾的致死量LD50数据，就是15毫克/千克。LD50的数值越小，说明毒性越强。豪饮酱油引起食盐中毒
食盐的急性毒性半数致死量（LD50），大约是体重的（3～3.5）克/千克【也有文献资料称（0.75～5）克/千克，也有的称（0.5～5）克/千克。即使是相同的投喂量，根据实验动物的不同，LD50的计算
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