“鬼火之謎”的化學(xué)原理
化學(xué)先生 / 2019-06-18
世上沒有鬼，當(dāng)然也不會(huì)有鬼火，所謂鬼火只是種化學(xué)元素磷在自然條件下的自燃現(xiàn)象而已。要了解磷，首先得了解一下化學(xué)元素。
在無機(jī)化學(xué)物質(zhì)中，有一一種叫磷的單質(zhì)，它可不是“獨(dú)生子女”，而是罕見的“四胞胎”呢!這“四胞胎”由于是由同種元素磷(元素符號(hào)P)形成的、但外在形狀(通常叫物理性質(zhì))有差異，因此，在化學(xué)上把它們叫做同素異形體。磷的四種同素異形體包括白磷(又叫黃磷)、紅磷(又叫赤磷)、紫磷及黑磷。
白磷為白色蠟狀固體，帶有大蒜味，有劇毒，不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑二-硫化碳;在受到光照后，易變成淡黃色，所以又叫黃磷。白磷在受熱到40℃時(shí)就會(huì)著火燃燒，產(chǎn)生大量白煙，生成-種叫五氧化二磷的白色固體。由于白磷在空氣中會(huì)被氧氣緩慢氧化、使積聚的熱量達(dá)到40℃的著火點(diǎn)而自燃，因此，大量白磷必須密封保存，少量白磷通 常保存在水中，以使其與空氣隔絕。
紅磷又稱赤磷，是一種紅棕色粉末狀固體，無毒，不溶于水，也不溶于二硫化碳。性質(zhì)比較穩(wěn)定，受熱到240℃才會(huì)著火燃燒。但簡單的摩擦所產(chǎn)生的熱量即足以使其轉(zhuǎn)換成性質(zhì)活躍的白磷。因此紅磷中往往含有白磷，所以也可導(dǎo)致中毒。紅磷與強(qiáng)氧化性物質(zhì)(也叫氧化劑)氯酸鉀相遇，稍受到摩擦就會(huì)劇烈燃燒，人們正是利用這個(gè)性質(zhì)制造火柴的。
紫磷是鋼藍(lán)色的固體，化學(xué)活潑性比白磷小，但仍能被硝酸氧化成磷酸。其毒性很小，不易點(diǎn)燃。把黑磷加熱到125℃可變成紫磷。
黑磷通常呈鐵灰色，具有金屬光澤，能導(dǎo)電，外形像石墨，其毒性很小，不易點(diǎn)樹，著火點(diǎn)490℃。黑磷的化學(xué)活潑性比紫磷差，通常難于發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。性質(zhì)最不活躍也最缺乏經(jīng)濟(jì)價(jià)值。將白磷在高壓下加熱，就可變?yōu)楹诹住?/div>
了解了磷的性質(zhì)，就不難解釋保存白磷的瓶中“鬼火”之謎了。我們知道，白磷保存在水中，而水中同時(shí)還溶有氧氣，由于白磷很活潑，且著火點(diǎn)很低(40℃）。易被氧氣緩慢氧化產(chǎn)熱發(fā)光。由于瓶中水里溶解的氧氣不多，所以發(fā)出的火光比較幽暗，不在黑暗里是根本看不到的。
不僅白磷易自燃發(fā)光，磷的一種氫化物一聯(lián)膦 (化學(xué)式P2H4) 也會(huì)自燃。人體大腦、神經(jīng)、牙齒及骨骼里含有豐富的磷化合物，當(dāng)人死亡埋葬于地下后，經(jīng)過長時(shí)間轉(zhuǎn)化，人體中的磷元素就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榱谆瘹?化學(xué)式PH3)和聯(lián)膦，聯(lián)膦自燃并引燃磷化氫，所以當(dāng)人們在漆黑，沉悶無風(fēng)的夜晚，經(jīng)過野外墳地時(shí)，時(shí)常會(huì)看到綠瑩瑩的“鬼火"，嚇得奔跑時(shí)，那“鬼火”也追著人跑。其實(shí)，那只不過是磷的氫化物自燃而產(chǎn)生的化學(xué)燃燒現(xiàn)象，由于磷化氫含量少，所以火光不明顯，只有漆黑的夜晚，且沒風(fēng)吹散磷化氫氣體時(shí)才能較清晰地看到。當(dāng)人們驚嚇奔跑時(shí)，帶動(dòng)了氣流，所以磷化氫氣體燃燒的“鬼火”自然也追著人跑。
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