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催化剂在工业上又称为触媒。在反应中,催化剂与反应物发生化学作用,改变了反应途径,从而降低了反应的活化能,这是催化剂得以提高反应速率的原因。在现代化工业生产中,催化剂扮演着举足轻重的角色,从而成为现代化工业生产的“核心竞争力”。
两大“水变油”事件
上世纪初,由于世界汽车业的飞速发展,产生了燃油危机,寻找燃料的替代品成为科技界的新课题。石油炼制与化工生产过程中所用催化剂的种类繁多,大多为固态,少数为液态或气态。它们的共同要求是具有较高的活性、较好的选择性和较持久的稳定性。
一啤酒瓶水,只加一滴原液,摇晃几下,用不了几分钟,就配制出了所谓的“水基燃料”,烧之烈火熊熊,开车比汽油还有劲,据称热值可达16410大卡/公斤。此项表演历经9年不衰,观众数以千计,足见其诱惑力之大。“水变油”这个大骗局就是借用“催化剂”的神奇效果施展“魔术”让“发明人”王洪成“红”极一时。在真理与科学面前,王洪成的骗局被揭穿,被判处有期徒刑10年。十几年来,“水变油”三个字曾经一度成为伪科学的代名词,给中国的商界和科学界都蒙上一层厚厚的阴影。
最近,“水变油”再度引起轩然大波,这次的新版本出自知名浙商陈金义之手。“谁说‘水变油’是骗局?我在商场里摸爬滚打了十多年,怎么可能轻易上当?”陈金义自以为找到了一座独一无二的“富矿”,在他眼中,波光粼粼的西湖水似乎都变成了零号柴油。他的理论依据是:同样的反应原料,它们之间可能发生若干种不同的反应,而人们往往只要求加速其中某几种反应,对其它副反应则不希望加速,这就要求催化剂具有较高的选择性,以取得尽可能多的目的产物。该“专利”持有人王先伦介绍,金伦油并非一般意义上的“水变油”,而是一项废油变好油的合成技术。埋头苦干3年后,陈金义花费2800万元组装的生产线已调试完毕,预计产能达5万吨。
金义集团总工程师王先伦介绍,金伦油的突出优点是其环保性和经济性。在当前能源紧缺的背景下,这种燃料可替代柴油、煤油、重油等油品,减轻我国能源进口依赖度。“金伦油”核心也是秘不示人的“添加剂”,金伦油引起很多业内人士对于“水变油”的猜测,他们都直言:金伦油对热值的大幅提高,很显然违背了能量守恒定律!金伦油是不是能像这位浙商想象的那样,把水变成油,再变成真金白银,现在就下结论,恐怕还为时过早。
去伪存真,“水变油”成笑柄
在石油炼制与化工生产过程中所用的催化剂的成分往往并不是单一的,而是由载体、活性成分和助催化剂等组成,其中任何一种成分的性质及其含量都会对催化剂的性能产生影响。科学家通过研究,证明了催化剂只能催化实际能够发生的反应,而对于本来不能发生的反应,催化剂是无能为力的。对于理论上不能发生的反应,再“神奇”的催化剂也不可能促使其发生。水是由氢、氧元素组成的化合物,汽油是一种碳氢化合物,两者的元素组成并不一样。水变成油,是一个在化学上无论如何也推导不出的反应,根本不具备可行性。因此,不管研制出什么样的催化剂,都不可能使“水变油反应”成为现实。
其实稍有化学知识的人都记得一段历史,百年前,爱迪生老先生为了解决能源问题,做过这方面的研究。那时候,他用水和柴油以至重油混合,然后加入肥皂一类的乳化剂使其乳化,这种乳化液体也可以用来开动汽车,但致命的是腐蚀性极大,开不了几百公里,汽车的引擎就得报废。当时,他还做过另一个实验:溶有乙炔的丙酮可以与水均匀混合,并且能开动汽车,可制造这种混合物比汽油贵得多,而且腐蚀发动机速度很快,所以放弃了以此作燃料的方案,但该发明有了更重要的应用,至今还用于高压乙炔钢瓶中。钢瓶中装满了浸有丙酮的软木,乙炔大量溶在丙酮中不会因震动而爆炸。很显然,如果催化剂有了使水变油的奇妙作用的话,那么还会有更多的“水变酒”“水变奶”“水变果汁”的催化剂的出现。似乎只要有水,一切就OK了。这显然很可笑!
作为催化剂,首先必须要有较高的活性,也就是说要能最大限度地提高所需要的反应的速度,希望能在几分钟内,甚至几秒钟内完成反应。通过本节内容的学习,我们知道:催化剂只能改变反应速度,而无法使实际不存在的、不能发生的反应变为现实;催化剂虽然能改变反应速度,但无法改变化学反应的热效应。爱迪生实验证明,柴油乳化后也不可能增加热值,反倒是要消耗相当的热去把水烧成气体,而乳化剂中的无机物质(碱类)沉积在缸内与水蒸气一起在高温下加速腐蚀缸体,而且沉积物还会堵塞油路。我们都知道,化学反应一般伴随着能量的变化,这种能量的变化就是化学反应的热效应。例如,如果有2克氢气完全燃烧(即氢气与氧气发生化学反应),生成18克液态的水,就能释放出约286千焦的热量,这也就是为什么氢气能作为燃料的原因。但这热量并非凭空产生的,在氢气燃烧放热的过程中,一部分化学能转变成了热能释放出来,所以,总的能量仍然是守恒的。这并不奇怪,也毋庸置疑,因为化学反应同样也遵守能量守恒定律。在今后,“水变油”还会生出更多的“变种”,也会更具迷惑性。不过不要怕,科学的头脑和扎实的知识,是战胜“伪科学”的有力武器。
【思考1】 无论是王洪成的添加剂还是“金伦油”的添加剂都是催化剂,从文中有关文字看,他们的神奇催化剂既能改变化学反应速率又能改变物质结构和性质,更能颠覆传统的“能量守恒定律”,查阅相关资料,说明你自己的观点。
【思考2】 已研制出一种催化剂,能使水源源不断地分解成氢气和氧气,氢气是一种优质、清洁的能源,从某种意义上说,比汽油更具应用前景,这不也就实现了“水变油”了吗?
【思考3】 乙炔微溶于水,但很容易溶在丙酮中。常压下,1体积丙酮可以溶解25体积乙炔;10个大气压下,1体积丙酮可以溶解300体积乙炔,乙炔溶在丙酮中就不会爆炸了。爱迪生的实验给我们的启示:文中秘不示人的“添加剂”有无可能就是溶有乙炔的丙酮液体,为了掩盖丙酮和乙炔的气味,王洪成加了一些杏仁味的物质,以免被人闻出来是什么呢?
【思考4】 浙商陈金义的“金伦油”是不是王洪成的翻版呢?
两大“水变油”事件
上世纪初,由于世界汽车业的飞速发展,产生了燃油危机,寻找燃料的替代品成为科技界的新课题。石油炼制与化工生产过程中所用催化剂的种类繁多,大多为固态,少数为液态或气态。它们的共同要求是具有较高的活性、较好的选择性和较持久的稳定性。
一啤酒瓶水,只加一滴原液,摇晃几下,用不了几分钟,就配制出了所谓的“水基燃料”,烧之烈火熊熊,开车比汽油还有劲,据称热值可达16410大卡/公斤。此项表演历经9年不衰,观众数以千计,足见其诱惑力之大。“水变油”这个大骗局就是借用“催化剂”的神奇效果施展“魔术”让“发明人”王洪成“红”极一时。在真理与科学面前,王洪成的骗局被揭穿,被判处有期徒刑10年。十几年来,“水变油”三个字曾经一度成为伪科学的代名词,给中国的商界和科学界都蒙上一层厚厚的阴影。
最近,“水变油”再度引起轩然大波,这次的新版本出自知名浙商陈金义之手。“谁说‘水变油’是骗局?我在商场里摸爬滚打了十多年,怎么可能轻易上当?”陈金义自以为找到了一座独一无二的“富矿”,在他眼中,波光粼粼的西湖水似乎都变成了零号柴油。他的理论依据是:同样的反应原料,它们之间可能发生若干种不同的反应,而人们往往只要求加速其中某几种反应,对其它副反应则不希望加速,这就要求催化剂具有较高的选择性,以取得尽可能多的目的产物。该“专利”持有人王先伦介绍,金伦油并非一般意义上的“水变油”,而是一项废油变好油的合成技术。埋头苦干3年后,陈金义花费2800万元组装的生产线已调试完毕,预计产能达5万吨。
金义集团总工程师王先伦介绍,金伦油的突出优点是其环保性和经济性。在当前能源紧缺的背景下,这种燃料可替代柴油、煤油、重油等油品,减轻我国能源进口依赖度。“金伦油”核心也是秘不示人的“添加剂”,金伦油引起很多业内人士对于“水变油”的猜测,他们都直言:金伦油对热值的大幅提高,很显然违背了能量守恒定律!金伦油是不是能像这位浙商想象的那样,把水变成油,再变成真金白银,现在就下结论,恐怕还为时过早。
去伪存真,“水变油”成笑柄
在石油炼制与化工生产过程中所用的催化剂的成分往往并不是单一的,而是由载体、活性成分和助催化剂等组成,其中任何一种成分的性质及其含量都会对催化剂的性能产生影响。科学家通过研究,证明了催化剂只能催化实际能够发生的反应,而对于本来不能发生的反应,催化剂是无能为力的。对于理论上不能发生的反应,再“神奇”的催化剂也不可能促使其发生。水是由氢、氧元素组成的化合物,汽油是一种碳氢化合物,两者的元素组成并不一样。水变成油,是一个在化学上无论如何也推导不出的反应,根本不具备可行性。因此,不管研制出什么样的催化剂,都不可能使“水变油反应”成为现实。
其实稍有化学知识的人都记得一段历史,百年前,爱迪生老先生为了解决能源问题,做过这方面的研究。那时候,他用水和柴油以至重油混合,然后加入肥皂一类的乳化剂使其乳化,这种乳化液体也可以用来开动汽车,但致命的是腐蚀性极大,开不了几百公里,汽车的引擎就得报废。当时,他还做过另一个实验:溶有乙炔的丙酮可以与水均匀混合,并且能开动汽车,可制造这种混合物比汽油贵得多,而且腐蚀发动机速度很快,所以放弃了以此作燃料的方案,但该发明有了更重要的应用,至今还用于高压乙炔钢瓶中。钢瓶中装满了浸有丙酮的软木,乙炔大量溶在丙酮中不会因震动而爆炸。很显然,如果催化剂有了使水变油的奇妙作用的话,那么还会有更多的“水变酒”“水变奶”“水变果汁”的催化剂的出现。似乎只要有水,一切就OK了。这显然很可笑!
作为催化剂,首先必须要有较高的活性,也就是说要能最大限度地提高所需要的反应的速度,希望能在几分钟内,甚至几秒钟内完成反应。通过本节内容的学习,我们知道:催化剂只能改变反应速度,而无法使实际不存在的、不能发生的反应变为现实;催化剂虽然能改变反应速度,但无法改变化学反应的热效应。爱迪生实验证明,柴油乳化后也不可能增加热值,反倒是要消耗相当的热去把水烧成气体,而乳化剂中的无机物质(碱类)沉积在缸内与水蒸气一起在高温下加速腐蚀缸体,而且沉积物还会堵塞油路。我们都知道,化学反应一般伴随着能量的变化,这种能量的变化就是化学反应的热效应。例如,如果有2克氢气完全燃烧(即氢气与氧气发生化学反应),生成18克液态的水,就能释放出约286千焦的热量,这也就是为什么氢气能作为燃料的原因。但这热量并非凭空产生的,在氢气燃烧放热的过程中,一部分化学能转变成了热能释放出来,所以,总的能量仍然是守恒的。这并不奇怪,也毋庸置疑,因为化学反应同样也遵守能量守恒定律。在今后,“水变油”还会生出更多的“变种”,也会更具迷惑性。不过不要怕,科学的头脑和扎实的知识,是战胜“伪科学”的有力武器。
【思考1】 无论是王洪成的添加剂还是“金伦油”的添加剂都是催化剂,从文中有关文字看,他们的神奇催化剂既能改变化学反应速率又能改变物质结构和性质,更能颠覆传统的“能量守恒定律”,查阅相关资料,说明你自己的观点。
【思考2】 已研制出一种催化剂,能使水源源不断地分解成氢气和氧气,氢气是一种优质、清洁的能源,从某种意义上说,比汽油更具应用前景,这不也就实现了“水变油”了吗?
【思考3】 乙炔微溶于水,但很容易溶在丙酮中。常压下,1体积丙酮可以溶解25体积乙炔;10个大气压下,1体积丙酮可以溶解300体积乙炔,乙炔溶在丙酮中就不会爆炸了。爱迪生的实验给我们的启示:文中秘不示人的“添加剂”有无可能就是溶有乙炔的丙酮液体,为了掩盖丙酮和乙炔的气味,王洪成加了一些杏仁味的物质,以免被人闻出来是什么呢?
【思考4】 浙商陈金义的“金伦油”是不是王洪成的翻版呢?