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泥中的“贵金属”——铝

2013-01-31 字号:[ ] 编辑:56hx 来源:未知 浏览:
    铝,俗称“钢精”,在我们日常生活中是随处可见的:锅勺瓢盆、螺丝铆钉、冰箱摩托,甚至飞机飞船,哪个身上没有铝的影子?
    然而,如果说铝曾经像黄金一样贵重,你一定不会相信,但这确是事实。就在100多年以前,如果谁说要用铝来制造一只锅或一只盆,那他一定会被人耻笑,被人视为“空想家”,因为那时候,铝是一种十分稀罕的贵金属,“物以稀为贵”嘛!
    当时,铝的贵重我们从拿破仑三世的头盔上便可见一斑。拿破仑三世是声名显赫的拿破仑一世的侄子,是当时的法国国王,也是极其奢侈的一个人。
    19世纪中叶的一天,巴黎凡尔赛宫内正在举行规模盛大的宴会,庆祝法国将其势力范围扩大到了印度支那和西非。作为国王的拿破仑三世自然是众目睽睽的“伟大人物”。在众人的欢呼声中,拿破仑三世红光满面,神采奕奕。人们惊讶地发现,国王头上并没有戴金皇冠,而戴了一顶银光闪闪的新皇冠,这是用什么材料制作的呢?人们议论纷纷。
    原来,为了这次宴会,也为了显示他的荣华富贵,拿破仑三世特地叫工匠们制造了一顶铝盔;同时,他还特地让人打制了一套铝的餐具,当然,这套餐具也仅在盛大的宴会上,他才舍得拿出来使用。
    其时,除了拿破仑三世,泰国国王也用过铝制的表链。1855年,在巴黎举行的世界博览会,有一小块铝被放在最珍贵的珠宝旁边,它的标签上写着:“来自粘土的白银。”直到1889年,“元素周期律”的发现者门捷列夫还曾得到由伦敦化学学会送给他的用铝和金制成的贵重花瓶和杯子作为礼物呢!
    由此可知,铝在当时是珠宝店里的宠儿,也是帝王贵族的珍宝。我们从铝的价格上也可得知它当时的身价:每千克铝的价格为30000金法郎,而每千克黄金的价格却只有它的1/3。现在我们不难理解拿破仑三世的得意和伦敦化学学会的苦心了吧!
    为什么到了19世纪中后期,铝还如此稀罕呢?原因是铝的提炼实在太困难了。
    其实,地球上的铝是十分丰富的,我们脚下的泥土就是蕴藏丰富的铝矿,铝占整个地壳重量的8.23%,差不多比铁的含量多一倍!
    早在17世纪,德国化学家斯塔尔就察觉到明矾内含有一种与普通金属迥然不同的物质,斯塔尔的学生马格拉夫终于在 1754年从明矾中分离出了“矾土”,就是氧化铝。当时,许多有名的化学家都认为矾土是一种不能再分的元素,英国化学家戴维和贝齐里乌斯都曾经企图利用电流从铝矾土中分离出金属来,但均没能成功。但贝齐里乌斯为铝所起的英文名字却一直沿用至今。
    从矾土中炼出金属铝,成了许多化学家追求的目标,丹麦科学家奥斯特便是其中之一。奥斯特曾以他“电流的磁效应”而闻名于世。1820年,他便把自己的科研兴趣转移到了化学方面。这一年,他发现了胡椒中刺激性成份之一的胡椒碱,这大大激发了奥斯特从事化学研究的兴趣,他决心将矾土中的金属铝提炼出来。可是,如何提炼呢?
    铅是用木炭从铜矿石中炼出来的,铁也是用木炭从铁矿石中炼出来的,那么,用同样的方法能不能从矾土中出铝来呢?”奥斯特一边翻阅着有关书籍,一边思考着实验的步骤。
于是,他先把木炭成粉末,将它和矾土混合在一起,架起火来烧。然而,木炭烧尽了,矾土照样还是矾土。
     “这种办法看来不行。”奥斯特又陷入了沉思,“会不会是存在空气的原因遭致失败的呢?不让它们在空中燃烧会产生怎样的结果呢?”
    他又重新将木炭粉末和矾土混合起来,并装在密封容器内,外面燃火猛烧。几个小时过去了,奥特斯将容器打开时,结果仍旧让他感到失望。
     “用氯气来代替氧气行不行呢?或许,氯气比氧气更容易与铝发生化学反应呢!”奥斯特又沿着他的思路干开了。他把矾土和木炭混合,加热烧到通红,再通进氯气。嘿!终于有了变化。奥斯特发现有一些液体流了出来。后来,他才了解到这种液体原来是氯化铝。他小心翼翼地将氯化铝收集起来,用钾汞齐来和它发生反应,他得到了氯化钾,同时产生的则是铝汞齐。
    奥斯特又如法炮制,对铝汞齐进行加热,希望将汞蒸发掉,提炼出金属铝。可惜的是,在汞蒸发的同时,铝却又回到了矾土。为此,奥斯特白白浪费了许多时间。
    吃一堑,长一智,奥斯特决心重新再来。这次他打算让铝汞齐在隔绝空气的情况下进行蒸馏。果然,在除去汞之后,他得到了一种具有金属光泽的、和锡相似的金属。
    奥斯特高兴极了,他把自己的实验结果写成论文,寄给丹麦的一份化学杂志。然而,很少有人注意到奥斯特和他的论文,这使奥斯特感到了十分失望,转而去研究其他项目了。
    1827年,奥斯特在他哥本哈根住宅的花园里,接待了一位来自德国柏林的化学家维勒,两个人在一棵枝繁叶茂的橡树下进行了亲切的交谈。
     “奥斯特先生,我虽然是一个外科医学博士,但我对化学很感兴趣,决心献身于化学。”维勒坐在奥斯特的对面面含微笑地说,“不久前,我在柏林工艺学校图书馆里,偶然翻到一本丹麦杂志,其中有您的一篇论文。不知您现在是否还在研究矾土。”
     “啊,年轻人,欢迎你来到哥本哈根。那篇论文是我几年前写的,我早就停止了这项研究。哎,请喝咖啡。”奥斯特端起桌上的一杯咖啡,呷了一口,“说实话,那或许是一次不成功的尝试而已。后来,由于我在电磁学方面还有许多工作要做,只得停止了对矾土的研究。如果你愿意,我可以把我的资料送给你。”
     “那太好了,奥斯特先生!我真不知如何感谢您才好。”
     “不必不必!只要你将成功的消息告诉我就行了。”
    从哥本哈根回到柏林,维勒便全身心地投入到矾土的研究中去了。他白天在工艺学校教化学,晚上还要为成年人授课,只有在授课以后,他才有时间走进实验室,对矾土进行研究。
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