化学趣味II诗词中的化学事理

第四季《中国诗词大会》落下帷幕

作为唯一一位连续4年14次登上诗词大会擂台的选手

北京大学工学院直博生陈更

终极以5：2降服对手

摘得桂冠。

很多人大概想不到，

一位理工科学生竟然对古典诗词如此熟稔、如此热爱，

但正如陈更所言：

实在，理工科的客不雅观理性，与古诗词的典雅感性，本就可以相得益彰。
正如我们所熟习的化学知识，蕴涵在那些幽美典雅的诗句中，闪耀着诗意的光辉——

化 学 诗 词 大 会

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当当

适逢春节，大家总会吟诵起这首随处颂扬的名诗——

元 日

【北宋·王安石】

炮竹声中一岁除，东风送暖入屠苏。

千门万户曈曈日，总把新桃换旧符。

这首诗是北宋著名政治家王安石所作的七言绝句。
诗歌描写了新春之际燃放炮竹，饮屠苏酒，换新桃符等民俗场景，富有浓郁的生活气息。
充分展现了喜庆热闹的年节气氛，抒发了作者除旧布新、改造朝政的思想感情。

在这首诗中，不仅寄托着作者的政治空想。
也蕴含了化学的神奇事理：炮竹之以是能发出的清脆响亮的爆炸声，正是由于黑炸药的浸染。

炸药是我国四大发明之一，其紧张身分是硝石（硝酸钾）、硫磺及木炭，当三者按一定比例稠浊加热就会发生剧烈反应。
在化学方程式中常日表述为：

S +2KNO3 +3C=3CO2↑ +K2S +N2↑（点燃）

硝酸钾分解放出的氧气，使木炭和硫磺剧烈燃烧，瞬间产生大量的热和氮气、二氧化碳等气体。
由于体积急剧膨胀，压力剧烈增大，于是产生了爆炸，并发出震耳欲聋的炮竹声。

不才面这首诗中，对付烟花炮竹燃放时的残酷景象，有着更为详尽细致的描摹——

烟 火 诗

【宋·赵孟頫】

人间巧艺夺天工，炼药燃灯清昼同。

柳絮飞残铺地白，桃花落尽满街红。

纷纭残酷如星陨，赫赫喧豗似火攻。

后夜再翻花上锦，不愁零落向东风。

本诗作者是宋末元初大书法家、墨客赵孟頫。
诗中描写了烟花燃放时如桃红柳絮飘扬，似流星划落夜空的绚丽景象。
而这五光十色的美景实在便是我们化学中所说的“焰色反应”。

焰色反应，也称作焰色测试及焰色试验，是某些金属及其化合物在火焰上灼烧时呈现出分外颜色的化学征象。
如钠盐发黄光，锂盐显红光，钡盐是绿光，而镁、锌等金属粉末则会发出刺目耀眼闪亮的白光等。

古人正是利用这样的事理，在制作烟花时往炸药中按一定配比加入各种金属盐和金属粉末，从而营造出了这“柳絮飞残铺地白，桃花落尽满街红”的绚丽画面。

石 灰 吟

【明·于谦】

千锤万凿出深山，烈火点火若等闲。

粉身碎骨浑不怕，要留青白在人间。

这首妇孺皆知的《石灰吟》，相传是明代著名民族英雄于谦幼年所写。
全诗笔法凝练、措辞朴实，托物言志、以物喻人，通过对石灰的吟颂，表达了自己大胆无畏，刚毅不屈的高洁志向。

此诗不但是于谦人格襟怀的真实写照，还生动描述了持续串的化学反应：经由“千锤万凿”，人们从深山中开采出了石灰石(紧张身分是碳酸钙CaCO3)。
而后，“粉身碎骨”的石灰石经由“烈火点火”，在高温下被烧制成白色的生石灰（氧化钙）:

CaCO3 =CaO+ CO2↑；

生石灰（氧化钙）与水反应天生白色的熟石灰（氢氧化钙）:

CaO + H2O = Ca(OH)2，

只管其水溶液变得浑浊，但却“浑”不怕，由于氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应又会天生白色的碳酸钙，重新变得坚硬“明净”，留在人间：

Ca(OH)2 + CO2= CaCO3↓ + H2O

除了《石灰吟》，于谦还曾写过一首吟咏煤炭的诗作——

咏 煤 炭

【明·于谦】

凿开混沌得乌金，藏蓄阳和意最深。

爝火燃回春浩浩，洪炉照破夜沉沉。

鼐彝原赖天生力，铁石犹存去世后心。

但愿苍生俱饱暖，不辞辛劳出山林。

本诗同样是托物言志，借描写煤炭的开掘过程及其蕴藏的热能，表达了诗人为国为民甘心赴汤蹈火的自我捐躯精神。

煤炭是一种分布最广、最为丰富的化石能源，我国是天下上最早利用煤的国家。
构成煤炭有机质的元素紧张有碳、氢、氧、氮和硫等，个中，碳、氢、氧占95%以上，碳和氢是煤炭燃烧过程中产生热量的元素，氧是助燃元素。
燃烧充分时,反应为：

C+O2=CO2↑

燃烧不充分时,还会有：

2C+O2=2CO↑

2CO+O2=2CO2↑

分外情形下,则会有反应：

CO2+C=2CO↑

浪 淘 沙

【唐·刘禹锡】

其六

日照澄州江雾开，淘金女伴满江隈。

美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来。

其八

莫道谗言如浪深，莫言迁客似沙沉。

千淘万漉虽辛劳，吹尽狂沙始到金。

《浪淘沙-九首》是唐代墨客刘禹锡的组诗作品，也是唐朝教坊曲名。
个中第六、八首描写了古人淘金时的情景。
并藉此或戳穿劳作与享受的不平，或抒发自己历经磨难、不改初衷的志向。

墨客之以是自喻为金子，正是由于其化学性子决定的。
金是最罕有、最宝贵和最被人看重的金属之一。
它的化学性子非常稳定，具有很强的抗堕落性， 在高温下也不随意马虎与氧气反应。
正所谓“真金不怕火炼”，这恰如墨客的情操，只要“吹尽狂沙”，是金子总会发光。

客 从

【唐·杜甫】

客从南溟来，遗我泉客珠。

珠中有隐字，欲辨不成书。

缄之箧笥久，以俟公家须。

开视化为血，哀今征敛无。

“诗圣”杜甫在这首诗中写道：有客人从南方来送给我一颗珍珠。
珍珠里隐约有字，想辨认却又不成字。
我把它久久地藏在竹箱里，等待官家来征收。
可过了一段韶光后打开箱子一看，珍珠却化成了血水，只能哀叹再也没有什么可以搪塞官家的征敛了。

以往阐明此诗，多认为作者是借用传说，描述了珍珠的凭空消逝，以控诉统治者的残酷剥削，表达对劳动人民的深切同情。
但实在，珍珠消逝的这一征象并非传说，而是实实在在的化学反应。

珍珠紧张身分是碳酸钙，以及少量的有机质。
碳酸钙难溶于水，但在湿润环境中会和空气中的二氧化碳和水发生反应。
杜甫居室漏雨湿润，竹箱无防潮性能，珍珠中的碳酸钙碰着空气中的二氧化碳和水，就变成了碳酸氢钙水溶液，其反应方程式为：

CaCO3 + CO2 ＋ H2O =Ca(HCO3)2。

溶液中混有赤色物质，故而会形成类似血水的赤色液体。
杜甫那个年代不具备这些化学知识，以是才会迷惑不解。

秋 浦 歌

【唐·李白】

炉火照天地，红星乱紫烟。

赧郎明月夜，歌曲动寒川。

《秋浦歌》是“诗仙”李白的组诗作品。
这是个中第十四篇，是一首正面描写和歌颂冶炼工人的诗歌。
墨客用雄浑的笔调，描述出了一幅气氛热烈、瑰玮壮不雅观的秋夜冶炼图：炉火熊熊燃烧，红星四溅，紫烟蒸腾，广袤的天地被红彤彤的炉火照得通明。
而在这热火朝天的冶炼图景背后，包含着一系列化学反应。

古代炼铁一样平常因此赤铁矿石、焦炭等为紧张质料冶炼，赤铁矿的化学身分为Fe2O3，其反应过程首先是由焦炭与空气中的氧气天生二氧化碳（供应热源），然后天生的二氧化碳连续与焦炭反应天生气体还原剂一氧化碳，接下来一氧化碳还原氧化铁天生铁和二氧化碳，从而冶炼得到生铁。
其化学反应方程式依次为：

C+O2= CO2↑ (点燃)

C+CO2= 2CO↑ (高温)

3CO+Fe2O3= 2Fe+3CO2↑(高温)

无 题

【唐·李商隐】

相见时难别亦难，东风无力百花残。

春蚕到去世丝方尽，蜡炬成灰泪始干。

晓镜但愁云鬓改，夜吟应觉月光寒。

蓬山此去无多路，青鸟殷勤为探看。

这首《无题》诗是唐代大墨客李商隐最为人称道的代表作之一。
诗歌以女性的口吻抒写爱情生理，在哀愁、苦痛之中，寓有热切的渴望和执着的精神，感情境界深微绵邈，动听至深。
特殊是个中“春蚕到去世丝方尽、蜡炬成灰泪始干”两句，更是千古传诵的名句。

“蜡炬成灰泪始干”，写出了那种甘心燃烧自己，无私奉献的情怀，同样也是一种化学征象的表示。
古代的烛炬多由蜂蜡制成，其紧张身分是高等脂肪酸和一元醇所合成的酯类、脂肪酸和糖类。
而现在烛炬的紧张质料则是石蜡，石蜡是几种固体烷烃CnH2n+2，个中n=17～35的稠浊物，紧张是正二十二烷（C22H46）和正二十八烷（C28H58）以及硬脂酸，它们燃烧都产生二氧化碳和水。
其化学反应方程式为：

2C22H46+67O2= 44CO2↑+46H2O (点燃)

2C28H58+85O2= 56CO2↑+58H2O (点燃)

生活中处处包含着化学，

生活中时时充满着诗意。

我们吟诵诗词的富丽，

我们感想熏染化学的神奇。

无论感性的词章佳句，

抑或理性的科学剖析，

都带给我们无尽的冲动、无限的思绪。

那是诗歌所绽放的绚丽光芒，

那是化学所蕴涵的永恒魅力！

来源转载自：化学人生"大众年夜众号