银色的金子——铝

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  传说在古罗马,一天,一个陌生人去拜见罗马皇帝泰比里厄斯,献上一只金属杯子,杯子像银子一样闪闪发光,但是分量很轻。它是这个人从黏土中提炼出的新金属。但这个皇帝表面上表示感谢,心里却害怕这种光彩夺目的新金属会使他的金银财宝贬值,就下令把这位发明家斩首。从此,再也没有人动过提炼这种“危险金属”的念头,这种新金属就是现在大家非常熟悉的铝。aluminum一词就是从古罗马语alumen(明矾)衍生而来的。
  而法国皇帝拿破仑三世,为显示自己的富有和尊贵,命令官员给自己制造一顶比黄金更名贵的王冠——铝王冠。他戴上铝王冠,神气十足地接受百官的朝拜,这曾是轰动一时的新闻。拿破仑三世在举行盛大宴会时,只有他使用一套铝质餐具,而他人只能用金制、银制餐具。即使在化学界,铝也被看成最贵重的。英国皇家学会为了表彰门捷列夫对化学的杰出贡献,不惜重金制作了一只铝杯,赠送给门捷列夫。俄罗斯作家车尔尼雪夫斯基曾在他的小说《怎么办》中写到:终有一天,铝将代替木材,甚至可能代替石头。看,这一切是多么奢侈,到处都是铝。
  我们都知道地壳中最丰富的金属是铝,它占整个地壳总质量的7.45%,仅次于氧和硅,位居金属元素的第一位,是居第二位的铁含量的1.5倍,是铜的近4倍。那为什么铝制品在当时是那样昂贵的“稀有金属”?因为铝的价值贵贱,完全取决于炼铝工业的水平。铝从发现到制得纯铝,经过十几位科学家100多年的努力。
  1746年德国人波特从明矾制得一种氧化物,即氧化铝。1807年英国人戴维试图电解熔融的氧化铝以取得金属,没有成功,后来他将这种想象中的金属命名为alumium,后来改为aluminum。在没提炼出纯铝时,铝就有了自己的名字。1825年丹麦人奥斯忒用钾汞齐还原无水氯化铝,第一次得到几毫克金属铝,指出它具有与锡相同的颜色和光泽。1827年德国沃勒用钾还原无水氯化铝得到少量金属粉末。1845年他用氯化铝气体通过熔融金属钾的表面,得到一些铝珠,每颗重约10~15毫克,从而对铝的密度和延展性作了初步测定,指出铝的熔点不高。1854 年法国德维尔用钠代替钾做还原剂成功制得了金属铝。同年他建了第一座生产铝的工厂,生产出一些铝制头盔、餐具和玩具。当时1千克铝需1200卢布,比黄金还贵,被称为“银色的金子”。
  1886年,在铝的历史上是一个伟大里程碑。这一年美国的大学生霍尔和法国大学生埃罗同时提出了冰晶石—氧化铝熔盐电解炼铝方法,从此为铝的批量生产打下了一个坚实的基础。1888年在美国匹兹堡建立了第一家电解铝厂,铝生产进入一个新阶段。
  随着铝的大量生产,珠宝商人已经对铝完全失去了兴趣,但是,这时铝却凭着自己优良的物理性能立即吸引了整个工业界的兴趣。
  铝作为轻型结构材料,重量轻、强度大,海、陆、空各种运载工具,特别是飞机、导弹、火箭、人造地球卫星等,均使用大量的铝,一架超音速飞机的用铝量占其自身重量的70%,一枚导弹用铝量占其总重量的10%以上;用铝和铝合金制造的各种车辆,可以减少能耗,其所节省的能量远远超过炼铝时所消耗的能量;在建筑工业中用铝合金做房屋的门窗及结构材料;用铝制作太阳能收集器,可以节能;在电力输送方面,铝的用量居首位,90%的高压电导线是用铝制作的;在食品工业上,从储槽到罐头盒,以至饮料容器大多用铝制成;铝粉可做难熔金属(如钼等)的还原剂和做炼钢中的脱氧剂,日常生活所用的锅、盘、匙等大多由铝制成。
  铝的化合物如氢氧化铝可用来制备铝盐、吸附剂、媒染剂和离子交换剂,也可作为瓷釉、耐火材料等的原料,在医药上用做酸药,有中和胃酸和治疗溃疡的作用;偏铝酸钠常用于印染织物;无水氯化铝是石油工业和有机合成中常用的催化剂;六水合氯化铝可用于制备除臭剂、安全消毒剂;六氟合铝酸钠(即冰晶石),在农业上常用做杀虫剂;磷化铝遇潮湿或酸放出剧毒的磷化氢气体,可毒死害虫,农业上用做谷仓杀虫的熏蒸剂;硫酸铝常用做造纸的填料;硝酸铝可用来鞣革和制白热电灯丝,也可用做媒染剂;硅酸铝常用于制玻璃、陶瓷、油漆的颜料以及油漆、橡胶和塑料的填料等;硫糖铝又名胃溃宁,学名蔗糖硫酸酯碱式铝盐,它能和胃蛋白酶结合,直接抑制蛋白分解活性,作用较持久,并能形成一种保护膜,对胃黏膜有较强的保护作用和制酸作用,帮助黏膜再生,促进溃疡愈合,毒性低,是一种良好的胃肠道溃疡治疗剂。
  近些年,人们又开发了一些新的含铝化合物,如用做复合木地板耐磨层的三氧化二铝,还有烷基铝、纳米氧化铝等。随着科学的发展,人们将会更多更好地利用铝及化合物造福人类。
  编辑/刘 鹏
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