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和酸对应,另一类重要的化工物质就是碱了。弱碱,比如苏打和石灰在自然界天然存在,强碱,比如火碱,也就是氢氧化钠,就难以存在了,因为它太容易和其它物质发生反应。因此,强碱在很晚才被发明。
第一个在实验室里造出火碱的是我们前面提到的著名化学家戴维,也就是法拉第的老师以及和史蒂芬森打官司的那个人。戴维是历史上发现元素最多的人,当时还没有诺贝尔奖,否则他能够获得很多次,不过他也获得了一项殊荣,担任过英国皇家学会的主席,这可是牛顿留下的职位。
图 4.24.1 著名化学家戴维
1807年,戴维制造出火碱(氢氧化钠),这是当时人类知道的最强的减了。非常遗憾,戴维是通过什么化学反应制造出火碱的,现在不得而知。我在《文明之光》中讲到,戴维对电学很感兴趣,因此他常常用电解溶液的方法发现新物质。通过电解氢氧化钠溶液,他发现了金属钠元素。钠的化学性质非常活跃,不能以单质的形式存在于自然界。它的制造只能靠电解,今天依然如此。同年他用类似的方法发现了更活跃的金属钾。虽然他当时还不完全懂得元素周期律,但是他发现这一类的金属性质非常相似,于是把它们起名为碱金属。
第二年,也就是1808年,戴维通过电解石灰水发现了金属钙,钙也非常活跃(和钠差不多),因此也不可能以单质的形式存在于自然界中。接下来,他发现了和钙同一族的金属镁。
戴维还命名了很多元素,这些元素远比是其他科学家发现的,但是那些人并不知道他们发现的是新元素,而把它们当作以前元素的化合物。比如氯元素,他和氢结合在一起(溶于水后)就形成盐酸。虽然瑞典化学家Scheele,在1774年分离出来氯气,但是他把它当成一种氧化物,因为在此之前人们的认识是氧化物和氢结合才能形成酸,而氯气和氢结合后水溶液就是盐酸。戴维发现它是一种新的元素,并且起名字为氯。戴维还纠正了前人对酸的一个错误认识,就是酸里面必须有氧元素。戴维进而发现了溴元素,并且发现它们的性质相似,于是把它们都定义为卤素。
在化学史上,出了祖师爷拉瓦锡,可能超不出第二个人贡献有戴维这么大了。戴维被人们诟病的是为人有点苛刻,主要是对法拉第的态度(详细的情况请看《文明之光》第二册),已经和史蒂芬森的官司。不过,如果我们理解任何伟大的科学家都是凡人,不要按照圣人的标准要求他们,对他们的行为也就可以理解了。
火碱的发明又导致了另一项重要的发明,这个我们明天再讲。