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150年前的食品“打假”事件

已有 4881 次阅读 2010-5-21 19:09 |个人分类:文献集萃|系统分类:科普集锦


1860年,欧洲某学院对面餐厅的老板,经常把学生们剩在盘子里的菜回收,再烧到下一餐的菜里售出。大学生们虽有怀疑,整天吵吵着跟老板理论,但老板铁嘴钢牙,坚持说原料都是新鲜的,大学生们抓不到餐馆做假的证据,干着急。?

有一天,几个学生偷偷在头一天剩下的肉片中撒上些无毒的氯化锂,第二天带着一个奇型怪状的仪器来到餐厅买肉汤。只见学生们把经过洗涤、加水熬制的肉汤,取几滴放在火焰上,发出耀眼的红光,在仪器后面出现一条明亮的红线和一条较暗的橙线。学生们一边演示,一边如此这般地讲解一通,只见餐馆老板听了头上直冒虚汗,马上耷拉下脑袋,竟然乖乖向学生们认错了。?

正象三聚氰胺奶粉事件一样,有关食品安全的检测技术,在今天看来都是一件非常棘手问题。一百五十年前的大学生们用什么的神奇法宝,戳穿餐馆老板的以劣质泔水下脚料充当好食品的骗人把戏的,还要从两个大科学家和一门古老学科“光谱学”说起。

如果有机会去化学实验室,可以观察一下酒精灯点燃时火焰的颜色,再分别在灯芯处撒一点点钠盐、钾盐、锂盐……点燃酒精灯后再观察灯焰的颜色,会发现灯焰分别放出明亮的黄光、紫光、红光……这会使你有什么灵感?物质与它燃烧时火焰的颜色是否有着一定联系。 

的确如此。一百五十年前化学家、Bunsen灯的发明者也注意到了这一点。只不过,他所使用的Bunsen灯比酒精灯要更完美一些。?

Bunsen灯是一种火焰不冒烟、火舌大小可调的灯,它可以发出清洁无色的光,并且简单而又便利,即使今天,一些实验室也还在使用着。?

Bunsen在观察自己的杰作所发出的无色光时,也注意到了火焰有时会染上种种极其美丽的颜色,并且与放入的物质成分有关。他也知道,有些化学家早就设想:凭借火焰颜色来识别物质。只是每一种待分析的物质,总会含有杂质,不同元素发出的光焰混在一起,就让人很难分清了。?

这的确是个难题,但物理学家还是有办法的。Bunsen的朋友Kirchhoff对他说:“……最好别直接观察火焰,应该观察火焰的光谱。那样做时,所有的颜色都会清楚多了。”那时的物理学家已经知道,三棱镜可以把白色的阳光色散开来,成为七种颜色。?

真的能行吗?Bunsen带着他精心提纯的几种盐和他那宝贝Bunsen灯,来到了Kirchhoff的物理实验室。两个人开始了“物质灯焰颜色”的观察研究。?

观察物质发光的仪器是Kirchhoff用直筒望远镜、三棱镜和一只雪茄烟盒拼凑起来的,也就是我们现在所使用的分光镜的雏形。Kirchhoff把自己的杰作——分光镜调节好,对准Bunsen灯的火焰观察,灯焰苍白,几乎没有光谱。  

Bunsen着手向灯焰输送各种物质微粒:他用一根白金丝挑入一点食盐——氯化钠,灯焰立刻有了光谱.

“我看见两条黄线并排在一起,此外什么也没有了。背景是黑色的,黑色背景上有两条黄黄的空隙。”Kirchhoff说。

改用钠的其他盐:碳酸钠、硫酸钠、硝酸钠所生的光谱,全都是黑色背景上有两条黄线,并且这两条黄线还永远出现在同一位置。?

他们作出了解释:受到加热的钠盐立刻分解,其中的钠马上化为白热的蒸气,白热的钠蒸气发出了永远不变的黄光。当钠盐挥发完毕的时候,灯焰又恢复了无色的原状。?

Bunsen用洗净的白金丝挑起了几粒钾盐放入灯焰。

“我看见了黑暗的背景,上面有一条紫线和一条红线。两条谱线当中的光谱,差不多是连成一片的,上面一条明亮线条也没有。”

所有锂盐的光谱,都是一条明亮的红线和一条较暗的橙线。?

所有锶盐的光谱,都是一条明亮的蓝线和几条暗红线。?

……?

每一种元素都只能发出某些特定频率的光,有它所特有的光谱线——特征谱线,而且它们的谱线还各不相同。就像我们每个人都有着互不相同的指纹一样,指纹反映了某一个人特有的信息,是个人特征的印迹。?

“应该把一切都画下来。咱们得把所有的光谱记录在纸上,将来才有底样可以比较。”Kirchhoff说。

这样,一本记录着各种元素秘密印迹的原子光谱图集诞生了。?

两人会意的实验并没有结束,它简直变成了猜谜游戏:Bunsen把几种盐搅拌在一起,放入灯焰。Kirchhoff观察光谱,对照已知的元素光谱图查找放入了哪几种盐,报出答案。?

结果总是正确的。他们相互祝贺,沉浸在无比的欢乐之中。他们发明了一种鉴别物质成分的新方法——光谱分析法。当然,这是因为每种元素都天然地有着区别于它种元素的光谱,也就是充满着个性的原子光谱。?

需要指出的是,使用这种方法,可以把物质中含量极少的成分(1/300000毫克)分辨出来。

一百五十年前,大学生们学以致用,用刚刚学到“光谱学”知识进行“打假”,维护自己的权益。于是,发生了开头那个颇为有趣的“打假”故事。

 



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