氯气、高锰酸钾和食盐杀菌之谜
你把自来水的龙头拧开，自来水就哗哗地流出来。如果你稍为留心一下，就可以闻到一股轻微的气味。原来这是自来水厂用氯气消毒所留下来的“痕迹”。或许你会这样想，氯气是有毒的，准是它把细菌毒死了。这想法可错了。
高锰酸钾
其实，氯气能够灭菌，并不是因为它有毒。原来氯气溶在水中以后，它和水发生化学变化，生成一种很不安分的次氯酸。次氯酸遇见光或受热，它就会放出初生态的氧。初生态的氧就是原子状态的氧。一般的物质遇上了它，它就死缠不放，非和你结成一体不可，这就出现了强烈的氧化作用。
细菌遇上初生态的氧，氧就死抓住它，使细菌细胞体内的氧化还原系统彻底破坏，细菌也就非死不可了。氯气能够灭菌的内幕，就在这里。发光剂是铝粉或者镁粉，这些金属的粉末能够猛烈燃烧，射出白炽的光芒。在放了焰火后，半空中常常会飘落一些雪花般的轻灰，那就是金属燃烧后生成的氧化铝或氧化镁白色粉末。
发色剂要算是整个焰火中的主角了。焰火那缤纷的色彩，全依仗发色剂。发色剂并不神秘，其实就是些普普通通的化学药品——金属盐类罢了。原来，许多金属盐类在高温下，能够射出各种彩色的光芒。例如：硝酸钠与碳酸氢钠会发出黄光，硝酸锶发出红光，硝酸钡发出绿光，碳酸铜、硫酸铜发出蓝光，铝粉、铝镁合金会发出白光，等等。这种现象，在化学上叫做焰色反应。每种金属盐类在高温下，都会射出自己固有的彩色光芒。
不光是夺目的焰火用到这些奇妙的“染色剂”，人们还把它装在子弹、炮弹里，制成信号弹：在海洋上，红色信号弹是求救的讯号；在大沙漠里，迷路的人用信号弹问路、求救；在战场上，各种颜色的信号弹，更是整个部队行动的讯号。
在化验室里，人们有时候把从野外采来的各种矿物灼烧，借它们射出的彩色光芒，来判别在矿石里到底蕴藏着什么金属。
把几颗紫黑色的高锰酸钾（俗称灰锰氧）投放水中，水就变成嫣红可爱的溶液。
把杯、盘、碗、碟和不能剥皮的水果放在鲜红的高锰酸钾的水溶液中，泡二三十分钟，就有灭菌的妙用。因为高锰酸钾在水里，会跟水发生化学变化，像氯气在水中差不多，也会放出“凶狠”的初生态氧。高锰酸钾能置细菌于死地，也就是初生态氧的功绩。
氯气和高锰酸钾，尽管是不相同的物质，但它们灭菌的本领，却是殊途同归，同出一辙的。
氯气和高锰酸钾的灭菌能力很好，但你手边不一定有这些东西。当你吃无皮可剥的杨梅、杨桃或生葱的时候，也可以用浓盐水浸泡30分钟，同样能达到灭菌之效。
浓盐水为什么能把细菌弄死呢？说来有趣，当细菌落入浓盐水中，浓盐水就把细菌“身体”中的水大量抽出来，使细菌的细胞干瘪。细菌“身体”大量失水，体内的新陈代谢就紊乱或完全停止，这样细菌也就不能生存了。用浓盐水灭菌的道理，正在这里。
“捉氨”之谜
氨（NH3），又名阿莫尼亚，它是一种无色而有独特刺激性臭味又极易溶解于水的气体。它广泛存在于人畜的排泄物中，并在人畜的粪尿或尸体腐烂时产生出来。所以我们可以这样说，自从有了人本身的那一天起，人们就感到了氨的存在——有时甚至还被它呛得睁不开眼！然而，人类真正把它作为一种气体物质，发现它、“捉”住它、研究它，还是近300年间的事。
据有关化学史料记载，早在17世纪初，氨这种气体就被布鲁塞尔的医生、二氧化碳的发现人海尔蒙德发现了。后来，德国著名的化学家格劳贝尔又在17世纪中叶用人尿与石灰共热的方法制出了它。稍后，德国另一位化学家孔克尔发现，在动物残骸腐烂时，能产生一种看不到却很呛人的气体，但他仅仅记下了这一发现的经过。
在孔克尔这一发现之后的大约10年里，又有一个名叫S·赫尔斯的化学家发现，将石灰和卤砂（NH4Cl）混合放入曲颈甑内加热，并将曲颈甑管插入水中，可以见到水槽中的水被曲颈甑倒吸入甑中的现象。这说明他在那时就已发明了我们今天的实验室制氨法。但是，由于他并不知道氨是一种极易溶于水的气体，所以尽管他已经看到了水被倒吸的现象，仍然认为“好像什么事情都没有发生！”就这样，他错过了一次千载难逢的成功机会。
又过了将近50年，捕捉氨的“接力棒”落到了英国化学家普利斯特里的手里。这位气体大王再次重复了赫尔斯用石灰和卤砂混合加热制氨的方法，但在收集氨气时，他巧妙地避开了水而使用了他自己常用的“排汞集气法”。由于氨是不溶于汞（水银）的，所以它终于被普利斯特里收到了瓶子里，并初步测定了它的组成。普利斯特里制得了纯氨，检验了氨的性质，还给它取名为“碱性空气”。今天看来，这个名字起得可能不甚合理，但在当时，由于人们刚刚开始研究空气，而且那时的“空气”概念与我们今天的“气体”含义接近，所以，为氨起这样一个突出其碱性的名字，的确已经很了不起了。与此同时，氨的碱性也为其他国家化学家所认识，并进而把氨叫做“挥发性碱性盐”等。
1780年前后，法国化学家贝托雷进一步测定了氨的组成，把其中氮、氢元素质量比精确到80%∶20%，并再次叫它“挥发性碱”，阿莫尼亚的名字也是从那时开始流传下来的。
从那以后的二百多年里，人们不断地研究它、认识它，它的用途也随之得到开拓和发展，如今，制氨工业已经成为当今世界基本化学工业之一。无论学过化学还是没有学过化学的人无不晓得氨或阿莫尼亚的大名！
两只幸运的小白鼠——氧气之谜
1774年8月1日，英国化学家普里斯特利同往常一样，在自己的实验室里工作着。前几天，他发现有一种红色粉末状物质，用透镜将太阳光集中照射在它上面，红色粉末被阳光稍稍加热后就会生成银白色的汞，同时还有气体放出。汞是普里斯特利早已熟悉的物质，可那气体是什么呢？今天他想仔细研究一下。
小白鼠
普里斯特利准备了一个大水槽，用排水法收集了几瓶气体。
这气体会像二氧化碳那样扑灭火焰吗？普里斯特利将一根燃烧的木柴棒丢进一只集气瓶。啊，木柴棒不但没有熄灭，反而烧得更猛，并发出耀眼的光亮。看到眼前的景象，普里斯特利兴奋起来，他又将两只小白鼠放进一只集气瓶中，并加上盖子。过去普里斯特利也曾做过类似的实验，在普通空气的瓶子里，小白鼠只能存活一会儿，然后慢慢死去；在二氧化碳气的瓶中，小白鼠挣扎一阵，很快就死了。可是今天，两只小白鼠在瓶中活蹦乱跳，显得挺自在、挺惬意的！
这一定是一种维持生命的物质！是一种新的气体。
普里斯特利显然被激动了，他立刻亲自试吸了一口这种气体，感到一种从未有过的轻快和舒畅。普里斯特利在实验记录中诙谐地写道：“有谁能说这种气体将来不会变成时髦的奢侈品呢？不过，现在只有两只老鼠和我，才有享受这种气体的权利哩！”
这是普里斯特利一生中最重要的发现之一，他用的那种红色粉末是氧化汞，用透镜聚集的太阳光加热（不是燃烧），氧化汞被还原为汞，同时释放出氧气。这就是说，普里斯特利通过实验发现了氧。
可惜普里斯特利当时是化学界中的“燃素说”学派，这种学派认为物体燃烧是由于其中的燃素被释放出来的结果。当他看到这种新气体表现出能积极帮助木柴燃烧的特性，认为这必定是一种缺乏“燃素”而急切地希望从燃烧的木柴中获得燃素的气体，所以他给这种气体命名为“脱燃素空气”。1774年10月，普里斯特利来到巴黎，会见了法国著名的化学家拉瓦锡，并且向拉瓦锡介绍了他新发现的“脱燃素空气”。拉瓦锡不相信这种解释，他重复了普里斯特利的实验，也获得了这种新气体，然而他认为这是一种能帮助燃烧的气体。1779年，拉瓦锡在推翻燃素说的同时，给这种被定名为“脱燃素空气”的气体重新定义。
水和空气中都含有大量的氧，氧是生命不可缺少的元素。这就是氧气被发现和被认识的故事。氧气是这样的重要，可是它却是看不见摸不着的物质，所以发现氧和研究氧是件了不起的大事。不过，还应该说明的是，发现氧气的人，除了普里斯特利外，还有一位科学家舍勒，他是瑞典一位药店学徒出身的化学家。舍勒在1773年就发现了氧气，他根据氧气能帮助燃烧的性质，给新气体取名“火气”。可惜，他的研究著作《火与空气》在出版付印时，被拖延了3年，直到1777年才与读者见面，而这时普里斯特利的发现已为世人皆知了。所幸的是，科学界认为舍勒也是氧气的独立发现人之一。
人们一般公认发现氧的荣誉属于普里斯特利，1874年8月1日，在发现氧气100周年纪念日的那天，成千上万的人聚集在英国伯明翰城，为普里斯特利的铜像举行揭幕典礼；在普里斯特利的诞生地和墓碑前，也有许多科学家和群众前去参观、瞻仰；为纪念氧的发现，美国化学学会还选定在这一天正式成立。
难忘的“错误之柜”——溴之谜
1826年的一天，德国化学家李比希在翻阅一本科学杂志时，被一篇题为《海藻中的新元素》的论文吸引住了。论文的作者是一个陌生的名字，叫巴拉尔，23岁，法国人。文中写道：他在用海藻液做提取碘的实验时，发现在析出的碘的海藻液中，沉积着一层暗红色的液体。经过研究，它是一种新元素，这元素有一股刺鼻的臭味，所以给它取名溴。李比希一连看了几遍，突然快步走向药品柜，从架子上找到一个贴有“氯化碘”标签的瓶子。李比希擦去瓶子上的灰尘，摇了摇里边装着的暗红色液体，又打开瓶盖用鼻子嗅，啊，果然有一股刺鼻的臭味。
原来，几年前，李比希在做制取碘的实验时，按步骤向海藻液中通入氯气，以便置换出其中的碘来。他在得到紫色的碘时，还看到了沉在碘下面的暗红色液体。当时，李比希并没有多想，他甚至主观地认为：既然这暗红色液体是通入氯气后生成的，那么它一定是氯化碘了。他在装着这种暗红色液体的瓶子外边贴了一张“氯化碘”的标签，就将它搁置在一旁了。
此刻，李比希感到懊悔不已。假如当时自己稍微认真一点，那溴的发现就该属于自己、属于德国！然而，机会全叫自己错过了。李比希深深地谴责着自己。为了汲取这次教训，他把那只贴着“氯化碘”标签的瓶子，小心地放进一个柜子里。这个柜子，李比希给它取名叫“错误之柜”，里边集中了他在工作中的失败和教训。李比希时常打开这“错误之柜”看看，用来警戒自己。
后来，李比希取得了许多成就，成为德国著名的化学家。他在自传中曾专门谈到这件事，他写道：“从那以后，除非有非常可靠的实验做根据，我再也不凭空地制造理论了。”
巴拉尔的论文发表后，引起震动的还有另一位德国化学家，他叫洛威。洛威得到暗红色液体也在巴拉尔之前，可惜，他也没有做进一步地研究，也错过了发现的机会。
溴的发现告诉我们，科学是不讲情面的，成功只属于那些对新事物充满敏感，而在工作中又踏踏实实、锲而不舍的人。
溴是一种有窒息性恶臭的气体，有毒。它被用来制作溴化物、氢溴酸以及某些有镇静功能的药剂和染料等。
氮气为何重量不同——氩之谜
1892年9月，在英国的著名科学期刊《自然》杂志上，刊登着这样一封读者来信：“不久前，我制取了两份氮气，一份来自空气，一份来自含氮的化合物。奇怪的是，它们的密度值却不相同，大约每升相差5/1000克。空气中的氮重些，虽经多次测定，仍消除不了这个差值。如果读者中有谁能指出其中的原因，我将十分感谢。”
写信的人名叫瑞利，是英国物理学家和化学家，英国剑桥大学卡文迪什实验室的主任。近十几年来，他一直在从事各种气体密度的精确测定，也就是，测量出它们在不同温度下，质量与体积的比值。实验本来进展得很顺利，可是不久前，当瑞利对氮气的密度进行测定时，却出了件怪事。情况是这样的：为了提高实验的准确度，他制取了两份氮气，一份是从空气中直接得到的，另一份是通过分解氮的化合物——氨制取的。瑞利想，假如用两份氮气测出的密度值相同，就说明自己的实验准确无误，在测定其他气体的密度时他也是这么做的。谁知结果出乎意料，取自空气的那份氮气，每升重1.256克；而分解氨得到的氮气，每升是1.251克，它们在小数点后第3位数字上出现了差异。瑞利反复检查自己的仪器，把实验重复了一遍又一遍，还改用其他的含氮化合物制取氮气，结果依然如前。瑞利无法解释这个现象，于是写了前面那封信，以寻求帮助。
可是，信刊出后，却如石沉大海。不过瑞利并没有因此放弃自己的研究，他又花了两年的时间和精力，继续测定氮气的密度。最后终于得出结论：凡是从化合物分解出的氮气，总比从空气中分离出的氮气轻那么一小点儿。他就此又写了一份科学报告，并于1894年4月19日在英国皇家学会上宣读。
