Tuesday, April 16, 2024

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(奇妙的創造)自我毀滅

『耶和華見人在地上罪惡很大,終日所思的盡都是惡。………耶和華說:我要將所造的人,和走獸,並昆蟲,以及空中的飛鳥,都從地上除滅』(創六5,7)。

學者一般相信火藥的製造,大約在公元七世紀由中國發明,是中國的四大發明之一;因它成份含有黑色的碳粉,故又稱為黑炸藥(黑火藥)。黑火藥是用硫磺粉和木炭粉(供碳)以及硝酸鉀(供氧)按照以下的化學比例:硝酸鉀75%、硫磺10%、木炭15%混合製成。黑火藥燃點後會產生大量氮氣和二氧化碳,氮氣是以其穩定的<三鍵>形式存在,故形成時有大量熱能釋出,又因生成氣體的體積於極短時間內急劇膨脹,可用作發射物體使用;這過程的化學反應式是:2KNO(硝酸鉀) + S (硫粉) + 3C (碳粉) → K2S (硫化鉀)+ N(氮氣) + 3CO(二氧化碳)

黑火藥在十三世紀已在中國製成火箭和大炮以供戰爭時使用,後來這技術傳到歐洲,配合冶金術的技術,發展了手持的火藥兵器;十七世紀後期,黑火藥亦使用於採礦和築路的工程中。1847年<都靈大學>的意大利化學家索布雷洛(Ascanio Sobrero)以3:1的濃度比例混合甘油經硝酸和硫酸,製成<硝酸甘油>。此實驗具有致命的危險性,硝酸甘油在室溫下或由桌面高度掉落地面即可引爆。這爆炸的化學反應式是:4C3H5N3O(硝酸甘油) → 6N(氮氣) + 12CO2 (二氧化碳) + 10H2O (水) + O2(氧)

相對於黑炸藥的爆炸,是在千分之一秒內產生六千大氣壓;而硝酸甘油的爆炸過程是在百萬分之一秒產生了270,000個大氣壓的氣體,由此可見兩者爆炸能力的差異;所以黑火藥的工業應用不久被這新一代的炸藥所代替。由於其原初的製造過程極其危險,後經瑞典化學家諾貝爾於1866年將硝酸甘油發展高穩定性能防誤爆的<矽藻土炸藥>。他因這發明,在全球各地設廠,製造他的發明品,從而累積大量財富,他於1896年逝世,他的財富設立了五個獎項:化學、物理、醫學、文學與和平,每年頒發一次,鼓勵科學研究和人類文化的發展。

          
          

左圖是三硝酸甘油酯分子結構圖,右圖是三硝基甲苯分子結構圖;
圖解:紅色是氧原子,藍色是氮原子,黑色是碳原子, 白色是氫原子。

人類踏入二十世紀,卻進入自我毀滅的時代,各國為不同的原因,地區性的戰爭頻繁,如聖經預言,末世來得更近了!殺傷力極大的三硝基甲苯(TNT)於第一次世界大戰,由德國首先使用,使它在戰爭中取得先機。因它是淡黃色固體,熔點為80度,TNT爆炸反應式是:  2C7H5N3O6 (三硝基甲苯) →

6CO2 (二氧化碳) + 5H(氫氣) + 3N(氮氣) + 8C (碳)

所以與硝化甘油不同,精製的三硝基甲苯十分穏定。並且它對於摩擦、震動等都不敏感。即使是受到槍擊,也不容易爆炸,因此它需要雷管起動。殺人工具的發展,卻沒有因人類文明進步而停頓,反而殺傷力愈來愈大。近數十年不少地區時有恐怖份子運用橡膠炸藥,濫殺無辜,甚至是利用自我毀滅的<人肉炸彈>,來延續人間的仇恨,破壞神美好的創造,多麼令人震驚和使造物主痛心!

(作者任教於香港浸會大學化學系)

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