二氧化碳是大家比较熟悉的物质,大家随时随地都在呼出它。它是绿色植物光合作用必需的物质,有了它,植物才会郁郁葱葱;在生活中,它溶解在碳酸饮料中,能够带给人们一丝丝清凉;在舞台上,它能够制造出跃动的云海,让人仿佛到了仙境;在消防战线,常用的泡沫灭火器的主要成分也是二氧化碳。可见,二氧化碳给自然和人类带来许多的好处。当然,二氧化碳过多地产生或排放会产生“温室效应”,会使全球变暖,给全球带来生态影响,这些是大家都知道的事实。然而,二氧化碳在有的地方却成为了一位“凶残的杀人恶魔”。二氧化碳气体能够杀人,不可思议吧!
非洲喀麦隆的尼欧斯湖地区风景秀丽,可是,年8月21日21点,这里却发生了骇人听闻的屠杀。那天,万籁俱寂,忙碌了一天的人们都收拾好准备睡觉了。突然,一声巨大的爆鸣声打破了沉寂,人们还来不及叫喊,就倒地而死。这次灾难使多人丧生。当救援人员赶到现场后,杀手却不见了踪迹。据一些幸存的村民们说,当时只见到处都有白雾在飘,但那白雾不是向空中飘去,而是落向地面。与此同时,爆炸的湖水还形成了巨大的水龙柱,杀死了湖中所有的鱼,并翻过部分湖边高崖。湖边原本植被茂密的山崖被冲起的水浪拍打得半点泥土都没有留下。
如此凶残暴虐的“杀人狂魔”真的是二氧化碳吗?经过科学家的研究,造成这次惨案的罪魁祸首就是二氧化碳。人人都会呼出二氧化碳,少量的二氧化碳是无害的,可是高浓度的二氧化碳却会让人窒息——足以置人于死地!这些二氧化碳是怎么形成的?又怎么会以这么大的压力从湖底冲出来呢?
化学揭秘
经过科学家们实地考察和研究发现,尼欧斯湖不是一般的湖,它坐落在火山口上,而且湖水很深,平静的湖水下面,存在着十分精妙的化学平衡状态。在湖底壳岩石裂缝中逸出大量的二氧化碳,由于二氧化碳是能够溶于水的,常压下在水中以1∶1的比例溶解生成碳酸,在深水的高压下溶解度会随压力的增大而增大。因此,尼欧斯湖随着水的加深,湖水中溶解的二氧化碳就越来越多。反应式为:
此反应是可逆反应。在湖底深处的巨大压力下,反应向右边移动(在化学中称为“正向移动”),导致二氧化碳大量溶解于水中。一旦这样的压力平衡被打破,二氧化碳在水中的溶解程度就会迅速降低,就像溶入饮料中的二氧化碳一样,一旦打开瓶塞,瓶内的压力减小,气体就散发出来。若再像运动员庆祝胜利那样,在打开香槟酒瓶之前用力摇晃瓶子,香槟酒内溶解的二氧化碳气体产生的压力将瓶塞冲开后,酒就可以冲出很远。
化学小贴士
什么是可逆反应?
可逆反应是指在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应。
尼欧斯湖中的二氧化碳平衡,又是怎样被打破的呢?
根据科学家们的调查和推测,由于湖边的悬崖上巨大的岩石脱落掉入水中,搅动了湖底的水,打破了湖底的压力平衡。高压溶解在水中的二氧化碳气体,就像脱缰之马一样喷涌出湖面,形成了剧烈的爆炸,产生了巨大的水柱。同时,逃逸出湖水的二氧化碳气体由于密度比空气重,所以顺着风势飘向附近的村庄,贴着地面扑向人类。大量的二氧化碳使得人们在极短的时间内因窒息而丧命或昏迷。
资料小卡片
二氧化碳(CO2)
在标准状态下,二氧化碳密度比空气重,二氧化碳的密度是1.g/L,空气的密度是1.29g/L。二氧化碳本身没有毒,但是它不能供给呼吸。
这就是二氧化碳“屠杀”村民的全过程,目前尼欧斯湖湖底仍然在逸出二氧化碳,气体继续在高压条件下大量溶解在湖底的水中,危险仍然没有消除。科学家们正在想办法阻止这位“嗜血狂魔”的下一次作恶。