化学之书
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1847年 硝化甘油

克里斯汀·弗里德里希·舒恩贝恩(Christian Friedrich Schönbein,1799—1868)

泰奥菲勒-朱尔斯·佩洛兹(Théophile-Jules Pelouze,1807—1867)

阿斯卡尼亚·索布雷罗(Ascanio Sobrero,1812—1888)

阿尔佛雷德·诺贝尔(Alfred Nobel,1833—1896)

在早些年,由于炸药十分新奇,所以经常在广告中出现。比如图中所示就是大约在1895年,纽约安泰炸药公司(Aetna Dynamite Company)的广告。

希腊火(约672年),火药(约850年),氧气(1774年),吉布斯自由能(1876年),铝热试剂(1893年),哈伯—博施法(1909年), PEPCON爆炸事件(1988年),流动化学(2006年)

1847年意大利科学家阿斯卡尼亚·索布雷罗发现了一种威力强劲的炸药—即我们熟知的硝化甘油(Nitroglycerine),在那之前,作为当时最有威力的爆炸物—火药在数个世纪一直处于统治地位。索布雷罗师从法国化学家泰奥菲勒—朱尔斯·佩洛兹,而佩洛兹研究的正是火棉(Guncotton),火棉一般由棉花和硝酸反应制得,其反应实质是棉花的纤维素链上生成硝酸酯的过程。说起火棉来,这种“硝化纤维素”的发现还是源自一次惊悚的意外事故:在1832年,臭氧的发现者—德国化学家克里斯汀·弗里德里希·舒恩贝恩无意间将擦拭过硝酸和硫酸的棉质围裙放在火炉旁边烘干,然后围裙就突然着火了,并且伴有类似爆炸性的闪光,舒恩贝恩根据这一反应现象,发现了火棉。由于火棉很危险且极不稳定,在大规模生产使用时,时常会发生惨烈的爆炸事故,所以火棉一直无法取代火药的统治地位。

随着研究工作的不断深入,索布雷罗在研究甘油(Glycerin)的硝化反应时取得了重大突破。甘油是含有三个碳原子的碳水化合物,常温下呈糖浆状,分子结构远比棉花简单,硝化以后的产物具有强烈的爆炸性,并且难于控制,因此这一实验结果被索布雷罗雪藏了很久,他还用严厉的口吻警告世人不要触碰这种物质。但佩洛兹的另一名学生阿尔佛雷德·诺贝尔并没有被这种炸药吓退。他回到瑞典,一直致力于探寻安全处理硝化甘油的方法。最终,他发现利用吸附剂对硝化甘油的吸附作用,可以使其稳定性大大改善,炸药(Dynamite)就此诞生了。炸药的发明,为诺贝尔积累了巨大的财富,后世以他名字命名的诺贝尔奖金也源自于此。诺贝尔的初衷是希望通过炸药的发现使人类警醒:战争是如此残酷,人类应当竭力避免,可事实上,他的这种想法太天真,是对人性的严重误判。

其他的一些硝基化合物,还包括TNT(Trinitrotoluene,三硝基甲苯)以及爆炸威力更强的RDX(Research department explosive,命名源于其研制单位),这些名头很响的炸药,从第二次世界大战开始,一直被人类频繁使用。炸药的强大威力来源于爆炸反应物与生成物总能量的差值,硝基化合物含有氧分子,爆炸分解产生的氮气相当稳定,正如铝热反应生成稳定的氧化铝一样,硝基化合物的能量与产物氮气的能量相差过大,因而可以释放巨大的能量。对于打算活得久一些的化学家而言,处理任何轻而易举就能反应放出氮气的化合物,都得谨慎小心,绝不能麻痹大意。■