“硫化汞:從司湯達(dá)到寶石之國”文案(最終決定版)
司湯達(dá)是19世紀(jì)法國杰出的批判現(xiàn)實(shí)主義作家,他以準(zhǔn)確的人物心理分析和凝練的筆法而聞名,開創(chuàng)了后世“意識流小說”“心理小說”的先河,被稱為“現(xiàn)代小說之父”。在他給后人留下的精神遺產(chǎn)中,最著名的就是《紅與黑》。它描寫了維里埃爾城一個(gè)小業(yè)主的兒子于連的奮斗悲劇,描繪了法國大革命以后紛繁復(fù)雜的社會圖景。其中,“紅”象征著軍隊(duì)和法國資產(chǎn)階級大革命,“黑”象征著教會和波旁王朝的復(fù)辟。但是,“紅與黑”在化學(xué)中也可以代表一種化合物,它因?yàn)榫w結(jié)構(gòu)的差異也擁有紅與黑兩種異構(gòu)體,這就是硫化汞,也被叫做辰砂。辰砂,又名朱砂,是硫化汞的天然礦物,也是《寶石之國》里的重要人物,一個(gè)孤高的天才。而近年來,關(guān)于它的爭議也越來越多。究竟是什么,讓這個(gè)古老的礦物在今天備受關(guān)注呢?
在自然界,兩種硫化汞都有相應(yīng)的礦物,分別名為辰砂和黑辰砂,就如我手上的這塊礦石。沈從文先生在《湘行散記》中寫道:礦坑中有朱砂水銀。這句話暗示了辰砂是一種汞礦石,盛產(chǎn)辰砂的地方就盛產(chǎn)汞。辰砂礦石在罕見的狀況下會形成大顆的結(jié)晶,它們都有鮮艷似血的紅色,但是莫氏2.5的硬度注定了他是寶石人中最軟的。
而硫化汞的制備,說起來既簡單又難。簡單是因?yàn)楣瘜儆谟H硫元素,硫汞反應(yīng)甚至不需要加熱,在常溫下將二者混合即可完成,但制取出的不是辰砂,而是它丑陋的黑色兄弟--黑色硫化汞(β-HgS);而難是因?yàn)榧t色硫化汞(α-HgS),也就是辰砂的制備要遠(yuǎn)遠(yuǎn)難于它那丑陋的黑色兄弟。其中一種方法是在常壓下將黑色硫化汞以高于500℃的溫度加熱,可以得到暗紅色硫化汞;另一種方法是將硫化氫通入含硫脲的汞(II)鹽溶液,進(jìn)行保溫,可得到亮紅色硫化汞。前一種方法我有進(jìn)行過嘗試,但因?yàn)榫凭珶艋鹧娴臏囟忍投?,而后一種方法我也會在實(shí)驗(yàn)條件允許時(shí)嘗試。
讓硫化汞譜寫出《紅與黑》的,就是它特殊的晶體結(jié)構(gòu)。其中,黑色硫化汞的晶體結(jié)構(gòu)屬于立方晶系,它較為穩(wěn)定,在空氣中不會轉(zhuǎn)化成其他形態(tài);而紅色硫化汞屬于六方晶系,它較黑色硫化汞更不穩(wěn)定,放置在常溫常壓條件中會緩慢地轉(zhuǎn)化為黑色硫化汞,而加熱會加速這個(gè)變化。所以,辰砂是不是應(yīng)該有個(gè)黑化的設(shè)定呢?
前面說到加熱硫化汞,這實(shí)在不是一件好事!使這門好事變壞的原因是溫度:溫度高了,硫化汞會分解,釋放出硫和汞,汞撇下了硫,受熱變成汞蒸氣逃逸,而汞單質(zhì)中殺傷性最大的就是汞蒸氣;溫度低了,辰砂黑化會直接升華,試管變逝管,逝管加一。
關(guān)于硫化汞的溶解性問題,眾所周知,硫化汞以其在水溶液中的高度難溶性而著稱,國內(nèi)外教科書和專著也只提到了硫化汞溶于王水和堿性硫化物溶液(如硫化鈉)。辰砂的穩(wěn)定性使得傳統(tǒng)的三大強(qiáng)酸對它束手無策,而王水對它的溶解性則可以用平衡移動原理和一串可以讓觀眾朋友們睡個(gè)好覺的電極電位計(jì)算來解釋:簡單說就是王水中氯離子對汞(II)的配位降低了硫化汞中硫的還原電位,從而提高了硫化汞的還原性,使之可以與硝酸反應(yīng)。(硫化鈉則是與硫化汞生成可溶的多硫化物配合物)
王水中對硫化汞起反應(yīng)的離子有作為配位劑的氯離子和作為氧化劑的硝酸根離子、氫離子。因此,如果溶液中擁有這三種離子,它就可以被視為一種“似王水”,比如氯化鉀和硝酸的混合溶液。而如果將氯離子換成其他鹵素離子,或是硫氰酸根離子、氰根離子;將硝酸根離子換成過氧化物、過二硫酸根或三價(jià)鐵離子甚至是鹵素單質(zhì)所組成的“似王水”,應(yīng)該也可以起到溶解硫化汞的作用。
在實(shí)驗(yàn)中,氯化鉀硝酸溶液表現(xiàn)出了出色的溶解作用。而由于氟離子的危險(xiǎn)性,鹵素離子的替代我只選用了溴離子和碘離子,而它們在這方面都有不俗的成績。但是,在溴、碘離子的替代實(shí)驗(yàn)中,因?yàn)椴幻髟?,體系中產(chǎn)生了大量的溴、碘單質(zhì)。在氧化劑的替代上,我選擇了“不止可愛而已”的過氧鹽酸。但因?yàn)槲业碾p氧水已經(jīng)分解了大半,所以反應(yīng)的現(xiàn)象并不明顯。而在試驗(yàn)硫氰酸鉀與硝酸組成的混合溶液時(shí),體系中的硝酸也因?yàn)椴幻鞯脑蚍纸獬隽硕趸驗(yàn)槲液ε掳l(fā)生副反應(yīng)產(chǎn)生氰,所以快速中止了實(shí)驗(yàn),但硫化汞仍然被這個(gè)溶液溶解了。
除了“似王水”,如果有一種試劑兼具氧化劑和配位劑的作用,那么它應(yīng)該也可以溶解硫化汞。按照文獻(xiàn)我選擇了氯化鐵,在實(shí)際操作時(shí),氯化鐵中應(yīng)該加入一些鹽酸來抑制加熱過程中的水解,我因?yàn)楹鲆暳诉@點(diǎn)而導(dǎo)致第一次實(shí)驗(yàn)中做出了大量氫氧化鐵,但實(shí)驗(yàn)的效果還是很好的。我也參考文獻(xiàn)稍微發(fā)揮了一下,使用硫氰酸鐵。但不幸的是,不管我怎么增加鹽酸的濃度,體系中還是產(chǎn)生了氫氧化鐵,導(dǎo)致溶液看起來臟兮兮的,但這個(gè)溶液對硫化汞仍然有溶解作用。
綜上所述,我們可以發(fā)現(xiàn),能夠溶解硫化汞的試劑中的配位劑幾乎都是鹵素和擬鹵素,而氧化劑的種類則十分多樣。
硫化汞與人類,在漫長的時(shí)間里形成了一種相愛相殺的扭曲的關(guān)系。在生活中,紅色硫化汞被廣泛地用作顏料,是古人用的印章油墨的重要成分,因?yàn)榱蚧姆€(wěn)定性,這些印記可以保存到今天,細(xì)顆粒的辰砂礦粉會直接在紙上留下偏黃色的痕跡。在中國,因?yàn)榧t色是代表喜慶的顏色,所以辰砂因?yàn)樗r艷似血的紅色被認(rèn)為是一種有靈性的礦石。它被廣泛地用于宗教活動中,也會被制成工藝品。還有人會在辰砂礦粉中混入云母,它在紙上留下的痕跡閃閃發(fā)光。
在另外一個(gè)層面,雖然古人因?yàn)椴欢缴暗男再|(zhì)而盲目拿去煉丹,造成了不少損失。但從古至今,辰砂都作為一種藥物活躍于臨床。辰砂對于中樞神經(jīng)系統(tǒng)具有顯著的藥理作用,具有催眠、抗恐懼、抗焦慮、抗驚厥和對腦的保護(hù)作用,含有辰砂的一些藥物對患有PTSD(創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙)大鼠的條件性恐懼記憶有拮抗作用;同時(shí),辰砂也是一種外用的抗菌消炎藥,主要用于治療瘡瘍和腫毒。
但是,近年來,隨著人們知識水平的提高,辰砂因?yàn)楹诤芏喾矫娴膽?yīng)用都遭到了冷落。特別是在一些短視頻網(wǎng)站上,營銷號們的大放厥詞使得許多人對藥物,特別是礦物藥都抱有相當(dāng)錯(cuò)誤的認(rèn)知,比如辰砂。辰砂對人體的毒理作用中,對神經(jīng)的毒性主要體現(xiàn)在中樞神經(jīng)上。輕者表現(xiàn)為視力損傷、耳毒性,重者可出現(xiàn)全身抽搐、循環(huán)衰竭甚至死亡。而辰砂的肝腎毒性則最為多見,這主要是怪辰砂中的汞。《中華人民共和國藥典》2020版中明確提到:孕婦禁用辰砂,這是因?yàn)槌缴熬哂羞z傳毒性,較大劑量短時(shí)間給藥可造成染色體畸變。
因此,對辰砂制品的使用要明確不能入口,因?yàn)楣碇览锩嬗袥]有游離汞和其他亂七八糟的重金屬。而對于含辰砂的藥品,則一定要明確炮制方法和藥物配伍,一定要遵醫(yī)囑,確保劑量安全、遵守服藥時(shí)間。這樣,才能讓辰砂真正成為一種喜慶的礦物。
我做這期視頻,一方面是為了致敬《寶石之國》中接近于我的人物--辰砂,另一方面也是為了打破一些人對“辰砂”這種礦物藥的錯(cuò)誤認(rèn)知。希望,能看到這個(gè)視頻的朋友在認(rèn)識到《寶石之國》這部番劇和辰砂這個(gè)人物的同時(shí),能夠?qū)α蚧@種物質(zhì)有更深的認(rèn)識,也能打破一些對它的偏見。最后,我要特別感謝up主“H2元素實(shí)驗(yàn)室”,他做的關(guān)于“汞”的專題,啟發(fā)我做出了這個(gè)視頻。再見!
?
參考文獻(xiàn)、綜述:
[1]黃仕華(1992)關(guān)于硫化汞溶解性問題的討論 《化學(xué)通報(bào)》
[2]李釗穎1,郭俊1,楊東東2(2021)朱砂的藥理及毒理作用研究進(jìn)展 《河南中醫(yī)》
[3]黃仕華(1993)硫化汞溶解機(jī)理的研究 《南京化工學(xué)院學(xué)報(bào)》
[4]曹成云(1983)紅色硫化汞的制備 《徐州師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》
參考科普視頻:
[1]H2元素實(shí)驗(yàn)室(2019)《汞:揭開最危險(xiǎn)液態(tài)金屬的致命面紗》
參考動漫:
[1]寶石之國
BGM:
1.藤澤慶昌-孤高
2.藤澤慶昌-寶石の國 (寶石之國)
3.YURiKA-鏡面の波(鏡面之波)