米拉Senthilingam

本周,我们的宿敌。但也不全是坏事,布莱恩·克莱格解释道:

布莱恩·克莱格

如果你相信媒体的报道,你会认为二氧化碳是一种坏男孩化合物,一种企图统治世界的邪恶分子。当然,这是因为它是全球变暖的温室气体。但我们应该记住,当它抛出CO时2进入一个不好的光线。适度的温室效应是一件好事。如果没有它,地球上的平均温度将是零下18摄氏度。就不会有我们所知的生命。

二氧化碳是由一个碳原子和两个氧原子组成的简单分子,由双价键连接在一起,因此二氧化碳是最早被分离出来的气体之一也就不足为奇了。尽管它无色无味,在大气中的含量也相对较少——按体积计算约为0.039%——但它很容易通过燃烧产生。

二氧化碳(CO2)分子

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它似乎是由17世纪在布鲁塞尔附近工作的佛兰德化学家Jan Baptist van Helmont首次发现的。他燃烧木炭,发现灰烬的重量比原来的材料轻——他认为有某种物质被释放出来,他称之为“气体”(可能是这个词的第一次使用)或“木材的灵魂”。范·赫尔蒙特似乎把这种气体等同于有时在洞穴里发现的死气,所以他肯定对这种气体做了进一步的实验,但苏格兰医生约瑟夫·布莱克正确地鉴定了这种物质。

布莱克于1756年在格拉斯哥工作,通过加热碳酸钙和与酸反应,以一种更可控的方式产生二氧化碳。也许最重要的是,他发现了一种检测一氧化碳的方法2.通过在水中的氢氧化钙溶液中起泡,他能够析出碳酸钙。通过这个测试,他发现动物呼吸中含有二氧化碳。布莱克称这种气体为“固定空气”,并指出它比普通空气密度大,它可以熄灭蜡烛,杀死老鼠。

在我们意识到二氧化碳的时候,很早就发现了它的一种用途,现在仍然很流行。1767年,后来分离出氧气的约瑟夫·普里斯特利(Joseph Priestley)住在利兹,离雅克啤酒厂很近。普里斯特利对发酵啤酒中冒出的气体很感兴趣,并获准收集一些气体进行研究。他发现它的行为就像约瑟夫·布莱克的“固定空气”。

约瑟夫·黑

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约瑟夫·布莱克(1728 - 1799)

普里斯特利对这种气体进行了多项测试,其中一项是让它在水中起泡,他发现一定量的气体溶解了,让普通的水尝起来就像阿尔卑斯山上发现的气泡矿泉水。这只是一个短暂的兴趣,直到1772年,他在伦敦诺森伯兰公爵的家中用餐。客人们喝的是蒸馏水,这是一种新鲜事物,他们发现味道很平淡。普里斯特利宣布他有办法改进它,并在第二天回来把它变成苏打水,他在一本小册子中描述了这个过程。遗憾的是,他缺乏将其转化为可销售产品的商业动力,将其留给了瑞士人约翰·施韦佩(john Schweppe)。这时,普里斯特利正在用硫酸和粉笔制造二氧化碳,因为他在试图将二氧化碳溶解在乙醚中破坏了一批啤酒后,被啤酒厂禁止进入。二氧化碳现在在工业上也有广泛的用途,从灭火器到制冷剂。

也许二氧化碳最广为人知的物理性质是,在常压下,它在-78摄氏度左右的温度下直接从固体(通常称为干冰)转变为气体。要变成液体,它需要承受至少5倍于大气压的压力。

大气中的二氧化碳对植物生长至关重要。来自CO的碳2是生命的基本组成部分之一,光合作用过程使用二氧化碳产生糖,以提供能量和细胞结构。二氧化碳在动物生理机能中也起着重要作用。以及呼出一氧化碳2作为呼吸循环的一部分,我们需要周围空气中的二氧化碳来触发呼吸反应。

然而,过多的二氧化碳会让我们挣扎。这不仅仅是置换氧气的问题。10%的二氧化碳浓度就足以产生严重的毒性作用,降低大脑功能,导致失去意识。

正如我们所看到的,CO2与水蒸气和甲烷等气体一起造成温室效应。在这个过程中,二氧化碳就像一面双向镜。大部分射入的阳光都是直射的,但当能量以低能量红外线的形式被地球重新发射时,其中一些会被CO吸收2大气中的分子。分子几乎立即再次释放能量。一部分继续进入太空,但其余的返回地球,使表面变暖。失控的温室效应的一个例子是金星,其大气中97%是二氧化碳。这里的平均气温为480摄氏度,最高可达600度,是太阳系中最热的行星。

金星的插图

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大气中过量的二氧化碳也会导致海洋酸化。一些CO2在空气中溶解在海水中形成碳酸。燃烧化石燃料产生的二氧化碳大约有一半是通过这种方式吸收的。这增加了海洋的酸度,威胁到一些生命形式,特别是那些以珊瑚为基础的生物,它们很容易受到酸度的微小变化的影响。

的确,目前我们的大气中有太多的二氧化碳,它们溶解在海洋中。但我们需要记住,好的东西可能会过量——而二氧化碳对生命来说是必不可少的。下次CO2被媒体诋毁,记住,在内心深处,他是好人之一。

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因此,尽管目前的过量排放令人担忧,但二氧化碳排放的初衷是好的。和大多数事情一样,它实际上是需要适度的。这是布莱恩·克莱格,他诋毁了二氧化碳的化学成分。现在,下周,一种以拯救生命而闻名的化合物。

乔恩·马

顺铂是一种很小的药物分子,它在一个平坦的正方形中间含有一个铂离子,两个氯离子和两个氨分子组成角落。1978年,它被批准用于人类,是第一种全新类型的抗癌药物,至今仍是治疗睾丸癌和卵巢癌等疾病的极其有效和常见的治疗方法。但你究竟为什么要把铂这样的重金属放进你的身体里呢?

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那么,要找出铂在药物分子顺铂中的治疗特性,请加入杜伦大学的Jon Steed下周的化学元素。在那之前,感谢大家的聆听。我是Meera Senthilingam。