《石灰吟》的翻译及注释

撰写人:唐悦(巴黎高等化学学院)
本文摘自《知识力量》杂志
尽管化学与诗歌看似是两种截然不同的领域,但实际上,许多我们所熟知的浪漫诗篇背后隐藏着严谨的化学知识。古人通过独特的视角,将他们对化学现象和化学反应的细致观察与文学审美相结合,创作了无数美妙的诗篇。
当我们谈论化学反应时,通常会联想到物质形态或颜色的变化。今天,让我们一起探索古诗词中关于物质形态变化的精彩描述。
以明朝诗人于谦的《石灰吟》为例:
“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲。”此诗描绘了开采石灰岩并在高温下煅烧制备生石灰的过程。诗中的“出深山”描绘了碳酸钙(CaCO3)的开采,“烈火焚烧”则描述了石灰石在高温下的分解反应,生成二氧化碳(CO2)和生石灰(CaO)。
生石灰作为重要的建筑材料和工业原料,与水反应时会产生大量热量,这个过程被称为石灰的熟化。产生的物质是氢氧化钙Ca(OH)2,也就是常说的熟石灰。当熟石灰吸收空气中的二氧化碳后,又会转化为碳酸钙。这首诗以石灰为载体,表达了人的坚强不屈和正直品格。
再来看唐朝诗人杜甫的《客从》:
“客从南溟来,遗我泉客珠。珠中有隐字,欲辨不成书。”诗中提到的珍珠,其实也是一种碳酸钙(CaCO3)的结晶。那句“开视化为血”,虽然带有文学夸张成分,用以反映对劳动的残酷剥削,但实际上珍珠确实是一种相对不稳定的宝石。出土的文物中很少有珍珠的存在,成语“人老珠黄”也是用珍珠来比喻人的青春无法抵挡时间的侵蚀。
珍珠的不稳定性源于碳酸钙的同质多象现象。这意味着化学组成相同的物质,在不同的条件下可以形成不同的晶体结构。珍珠中的碳酸钙晶体属于文石,是一种斜方晶系,通常呈白色或黄白色,具有玻璃光泽。但文石并不稳定,容易转变为普通的方解石。这两种晶体的结晶形态和光泽不同,正是导致珍珠变色的关键原因。在自然环境中,文石的数量远少于方解石,珍珠的价值也正体现在其独特而短暂的物理化学特性上。这也正是化学中所说的“结构决定性质”的体现。
今日知识点:中学化学中的碳酸钙以及同质多象现象。
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