化學過新年-煙火焰色

Posted in: Chemilosophy 化學哲學, Chemistry 化學- 二月 13, 2011 No Comments

每年過年與元旦的時候,都能看見許許多多美麗的煙火.但我們可曾想過,這些美麗的煙火背後所應用的是怎樣深刻的化學原理呢? 煙花的化學原理和爆竹大同小異,其結構都包含黑火藥和藥引。燃放煙花後,產生化學反應引發爆炸,而爆炸過程中所釋放出來的能量,絕大部分轉化成光能呈現在我們眼中。製作煙花的過程中加入一些發光劑和發色劑能夠使煙花放出五彩繽紛的顏色。 發光原理為金屬鎂或金屬鋁的粉末氧化。當這些金屬燃燒時,會發出的強光及熱能。發色劑是一些金屬化合物。金屬化合物含有金屬離子。當這些金屬離子被燃燒時,會發放出獨特的火焰顏色。不同種類的金屬化合物在燃燒時,會發放出不同顏色的光芒。如:氯化鈉和硫酸鈉都屬於鈉的化合物,他們在燃燒時便會發出金黃色火焰。同理,硝酸鈣和碳酸鈣在燃燒時會發出磚紅色火焰。煙花便是利用金屬的這種特性製成的。製作煙火的人經過巧妙的排列,決定燃燒的先後次序。這樣,煙火引燃後,便能在漆黑的天空中綻放出鮮豔奪目、五彩繽紛的圖案。 金屬離子 火焰顏色 鉀(K+) 紫色 鈉(Na+) 金黃色 鈣(Ca2+) 磚紅色 鎂(Mg2+) 白色 鋁(Al3+) 白色 銅(Cu2+) 藍綠色 鋇(Ba2+) 蘋果綠色 鐵(Fe3+) 紅色但無火焰 以上是一些常見的金屬離子,可以看出各種不同離子在燃燒時產生的焰色相當多變,也因此能夠組合成各種美麗的煙火. 每當我們注目著美麗的煙火時,也別忘了科學家們辛勤研發美麗煙火的辛勞!

化學鍊金術-煉丹

Posted in: Chemilosophy 化學哲學, Chemistry 化學- 一月 25, 2011 No Comments

晉朝化學家與煉丹術士葛洪,其著作「抱朴子」間接影響了之後的煉丹學與化學醫學的影響。 鍊金術在西方以冶煉出黃金或賢者之石為主要目標;而在東方的鍊金術則以練出長生不老藥為主要的方向。中國的道家講究性命雙修,也就是內在的哲學與智慧修煉到了超凡入聖的階段時,外在的肉體也必須要有相應的健康狀況以達成弘揚思想的效果。因此在道家的古書中不乏讀到某些對仙人的描述:「童顏鶴髮、面色紅潤、目如朗星」。透過這些文字的描述,我們可以想像道家的丹派所追求的是個甚麼樣的外在形象。

元素金-奈米金

Posted in: Chemilosophy 化學哲學, Chemistry 化學- 一月 23, 2011 No Comments

奈米科技在近年來成為科技業的寵兒,無論是怎樣的科技產物只要掛上奈米兩個字似乎就成為了工業界的熱門商品。但真正的奈米又是指什麼呢?基本上,在長度單位下,國際所通用的公共單位是公尺(meter),簡稱為米(m),而奈米便是指,其比例是10<sup>-9</sup> m的長度,標記為奈米(nm),而在這樣極短的長度下,許多化學物質會呈現出與巨觀下完全不同的化學性質,因此稱為奈米科技。一般所用的奈米材料是指有單一個方向的長度是100 nm以下的特殊化學物質,奈米金就是其中一種。 而奈米金在生活中究竟有哪些用途呢?由於當物質在長度變得極度微小的時候,在光線通過時與日常生活巨觀下所吸收的光線波長並不相同,也因此容易產生落入可見光區(紅橙黃綠藍靛紫色光)的互補色,使我們得以看見不同的色彩。就如同我們在日常生活中所看見的黃金是閃亮耀眼的金黃色,但在奈米等級的大小時,黃金顆粒的色彩可以是紫色深紅色甚至是黑色。根據這種色彩的特性,人們在很早以前,便懂得拿奈米金當作紅寶石色玻璃或陶瓷的原料,最有名的例子便是西元前 4 ~ 5 世紀的羅馬酒杯。正常的狀況下我們看到的酒杯是綠色,但如果光是從酒杯內照出酒杯外時,穿透光卻是紅寶石色。 而也因為尺寸大小直接的影響了奈米金粒子的色彩改變,因此科學家便想盡一切辦法,讓奈米金在醫學上可以派得上用場。透過奈米金在人體內不同的器官與組織可能會因為環境的改變而凝聚或是分散產生不同的顆粒大小,並且產生色彩的變化,就能夠針對人體的健康狀況做出檢驗。目前有一部分的驗孕劑就使用奈米金來製作,利用的就是孕婦體內有特殊荷爾蒙HCG使得奈米金粒子顆粒改變呈現紅色的特殊原理。 現在就讓我們看看關於有趣的奈米金的小影片吧:

化學鍊金術-金

Posted in: Chemilosophy 化學哲學, Chemknowledge 化學知識- 一月 19, 2011 No Comments

完美的太陽神阿波羅,一如在人們心目中完美的黃金 在化學金屬元素中,與太陽能夠有所連結與參照的金屬便是最為尊貴的金屬-金。在鉑金屬受到開採與重視之前,黃金一直都是尊貴與財富的象徵。也因此煉金術士在追求與探討的,往往也都是這般閃爍著耀眼金黃色光芒璀燦奪目的金屬。黃金在元素週期表中與銅銀排在同一直列上,因此這三者在某些化學性質上的確是非常相似的,以還原性而言,此三種金屬都是不溶於稀酸中的弱還原性金屬,但是稀硝酸可以溶解銅;而濃硝酸與濃硫酸可以溶解銀。但黃金並不溶於任何濃的單一酸水溶液,而是溶於王水(濃硝酸:濃鹽酸=1:3)中,這是相當有趣的一個特點,那麼,換個方向想,用王水是否也能夠溶解銀與銅呢?基本上銅會因為王水中的硝酸而被溶解掉,但銀卻幾乎不溶於王水之中。因此早期的科學家或鍊金術士之間流傳著一句諺語:能溶解金的是王水;能溶解銀的是強水(即硝酸)。?

化學鍊金術-銀

Posted in: Chemilosophy 化學哲學- 一月 07, 2011 No Comments

鍊金術中,由於鍊金術士所崇尚的是以賤金屬轉化出貴金屬,並且透過煉金術的過程獲得某些強大的法力或是創造某些特殊的人造生命,因此在煉金術之中各種元素都具有了特別的意義。從基礎的五星對應到五種賤金屬開始,把生活中常見的食鹽當成調和金屬之間陰陽特質的媒介,企圖煉化出金與銀等貴金屬,也因此尊貴的金與銀在占星術士與煉金術士眼中就有了特別的對應,將其對應給天象之中最為顯眼的日與月。 銀金屬在占星學上對應給月,主要是因為其銀白色的璀璨光芒與月光的特質十分接近。而銀的貴氣也的確給人一種較為溫和柔軟的特質,不如黃金那樣的奪目,與月亮的母性溫和有巧妙的接軌。

化學鍊金術-銅

Posted in: Chemilosophy 化學哲學- 十二月 30, 2010 No Comments

銅金屬是人類自文明開始之前,便已經在使用的金屬。目前以知中國的夏朝文化中出土了許多的青銅與彩陶器皿,而彩陶等物品主要的化學元素為矽(Si),可以視為是此一時代的非金屬典型,若是提到金屬的典型時,則非銅金屬莫屬了。 銅是相當特殊的金屬,在諸多呈現著灰白光澤的金屬元素中,唯有銅呈現出搶眼的赭紅色,另一種色彩異於其他金屬的元素則是珍貴的金;但金的產量太少太少,也因此格外的珍貴。有趣的是,銅金屬不僅只是元素態的色澤迷人,即使是離子態或是合金態,銅金屬也都展現出非常炫目的美麗面貌,吸引著人的目光。目前已知青銅(銅錫合金)是青灰色,而黃銅(銅鋅合金)則是近似於黃金的金黃色;在銅的離子態上,亞銅離子(Cu+)呈現較深的綠色,而最常見的銅離子(Cu2+)卻是漂亮的淺藍色。在諸多的金屬之中,色彩富麗者卻鮮少有人能與銅一相競爭,也因此銅金屬有其獨到之處,將其對應給掌管愛與美的金星。 金星在希羅神話中代表的是阿芙洛黛蒂(Aphrodite),在羅馬被稱為維納斯(Venus),是掌管愛與美的女神,金星即以此命名。其在希羅神話中的形象是位豔倒眾生的傾國女子。阿芙洛黛蒂掌管愛與美,也因此金星掌管人的美貌與魅力、情感與藝術美感的鑑賞,也由於「金」在東方代表貨幣,因此金星也掌管人的財運。在以往的貨幣流通上,銅幣都經常是貨幣的主要材質,直至今日,台灣的貨幣中,一元硬幣也依然是使用銅鎳合金的材料。銅金屬在人類生活中使用的比例很高,除了貨幣以外,也由於銅具有極好的導電性與導熱性,因此生活中的電線多以銅絲製造,而電的使用象徵了人類文明的發達,一如人類使用青銅之後便脫離了石器的文化,銅金屬一直在人類文明中扮演決定性的角色,或許也由於其所象徵的意義如同孕育人類文化的母性,因此銅與金星連上了連結,讓人們在生活中逐次體驗到由文明帶來的豐盛與美。

化學鍊金術-錫

Posted in: Chemilosophy 化學哲學- 十二月 23, 2010 No Comments

? 亮眼的錫金屬 錫是中國歷史上曾被高度使用的金屬,因此,中國人將其納入五金之一,五金者:金銀銅鐵錫;而在西方的鍊金術中,也將七種常使用的金屬對應給天上的七政星,分別是金銀汞銅鐵錫鉛。由此可以得知錫金屬無論在中西歷史上,都曾經扮演過相當重要的文化角色。

化學鍊金術-鐵

Posted in: Chemilosophy 化學哲學- 十二月 15, 2010 No Comments

火星,鍊金術中鐵金屬的對應星 鐵是人類使用上非常重要的一種金屬,在歷史上,當青銅器的時代逐漸褪色之後,鐵器就是取而代之的利器。在古老的鍊金術之中,人們將鐵金屬對應到天上七政星中的火星。火星的色彩是如此的血紅,帶來了戰爭恐懼與流血的聯想,當人們逐漸拿鐵來打造各種武器時,相應之下,殺戮的代名詞就產生了-鐵金屬。

化學鍊金術-土元素專論

Posted in: Chemilosophy 化學哲學- 十二月 07, 2010 No Comments

四元素的終點最終走入土元素的領域。土壤的形象包納一切的元素,火焰燃燒後的灰燼便能形成土壤,水能被土壤吸收,空氣滲透進入土壤中激起許多生命的氣息,也因此,在一切的終點之處,所出現的便是承天載物的土元素。在鍊金術的認知中,土元素象徵的是物質面的一切,相對於之前的三元素,土是固態而不變的物質,相對上也最為具體而被人感知,也由於土元素有生養萬物的特性,所以延伸出了財富的含意,象徵一切豐盛的生命資源。?? 而在科學上的概念上,土壤是固體的象徵,是所有原子彼此之間距離最短的型態,也因此彼此排列最為緊密而整齊,極度穩定。當固體受到溫度或是壓力的影響之後,才會逐漸轉變為液體甚至氣體,轉變為液體者我們稱為熔化,轉變為氣體者我們稱為昇華。但由於此兩現象都仰賴溫度(火元素)的影響,因此土元素在一般的認知上依舊是個充滿安全感的象徵,也是生命與財富的起始與回歸。在認知到土元素的時候,也必須了解到安全感本身的制約性,當一切都趨於極度的安定時,這樣的安定就無法被破壞了,也因此反而形成一種框架與制約,在其中的人可以體會到框架的束縛性,或許偶爾想要突破,但卻又貪戀於土元素本身給人的極度安定的舒適感,因此,衝突就產生了,某種程度上,四大元素是彼此不可或缺的,火元素過強則未免躁動而粗暴;水元素過強則為免多感而傷情;風元素過強則未免決絕而寡情;土元素過強則未免約束而失衡。?? 占星學上對土元素的相關星體則只有土星,非常單純。土星象徵的是土元素的負性面向:制約、框架、壓力、無可避免的業力。此些特質在強調上偏向以負向的方式去彰顯,但往往都忽略了土元素更多正面積極的面向,但若是以占星宮位而言,則土元素的正面面向可以被活躍的提點出來:金牛座、室女座、摩羯座此三星座屬之。其中金牛座象徵的是土元素最完整的面向,包括正面的財富與安定性都給人豐盛與安適的感覺;但相對而言金牛座的星座特質也由於土象的根柢太重而給人遲鈍、制約、保守、無突破性的感覺。?? 不過在西方鍊金術與神秘學的概念上,四元素與四季有所相連,由火元素-夏天,走入水元素-秋天,經歷過了風元素-冬天,最後又回到土元素-春天。由春天的豐饒與溫暖氣息,我們得以 體認世界最終仍需要一個安定的環境讓萬物生息,也因此,不論框架是否存在,更重要的是我們如何認識這層保護我們卻一方面限制我們的制約,也只有如此,我們才能去突破他,回歸到火元素的基礎生命,生生不息。

化學煉金術-風元素專論

Posted in: Chemilosophy 化學哲學- 十二月 01, 2010 No Comments

隨著水元素的成熟圓融,第三個元素的轉變是風元素。風元素真正的定名應該是氣(Air)元素,也就是代表空氣中的氣體分子存在。但由於空氣最常被人感知的狀態是流動時所引起的風變,所以在習慣上人們依然稱其為風元素。風元素在物質上的形象是氣態的,在神秘學的概念上,風元素由熱與溼兩種概念所組成。這邊的熱並不代表溫度上的熱度,相對來說,它代表的是"高能量"的陽性特質,而這邊的"溼"也並非組成中水汽的多寡,而是指涉此一元素的流動性強弱上得差異,觀照其他三個元素的組成特質即可見一斑:火-熱乾,水-冷溼,土-冷乾。 風元素本身象徵的是人性面上的理性面,尤其承繼於水元素的情感面向之後,所轉而調適的就是相對理性與冷靜的理性風元素。相對於水元素的流動性,風元素更加讓人難以捉摸,在物質上的認知就是氣體之間所有的分子距離極遠,無法準確的掌握每個分子彼此共同的移動方向,但每個分子卻又都有自己的前進方向,如同人的思考多有各異,但卻都是依照著個人的習慣模式推理與進行。也由於眾人的思考模式並不相同,因此有的人是以強調理性的態度行走,有人則是以偏向感性的角度思考,當理性的思考被推崇到極致時,人的情感往往會因為相對性的被忽略而感受到傷害與痛苦,也因此,風元素也象徵了某種程度上因為理性思考而造成的傷害與痛楚,以煉金術的四大法器象徵而言,以寶劍為代表(其餘三元素者,火為權杖,水為聖杯,土為錢幣)。