【百科】铝的故事——曾经的金属贵族

2014年08月20日 9:51 6027次浏览 来源:   分类: 金属器皿

导读: 铝——曾经的金属贵族

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  一、曾经当过金属中的贵族
  有这么一个故事,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(Tiberius),献上一只金属杯子,杯子象银子一样闪闪发光,但是分量很轻。它是这个人从粘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着。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。
  在19世纪以前,铝被认为是一种希罕的贵金属,价格比黄金还要贵。当一个欧洲君主买了一件有铝钮扣的衣服时,他就瞧不起那些买不起这种奢侈品的其它君主。而没有铝钮扣衣服的君主,又是多么渴望有朝一日自己也能穿上这种带铝钮扣的衣服。
  在法国拿破仑三世统治时期,就曾经发生过现在看来很好笑的一件事情。在一个国王举办的盛宴上,只有王室成员和贵族来宾才能荣幸地用铝匙和铝叉用餐。当然,被伤了脸面的客人们是无论如何吃不好这顿盛餐的了。此外,为了让其他国王对自己产生羡慕和妨忌,他花了大量资金让他的警卫部队的卫士穿上铝胸甲,因备有铝铠甲的确太昂贵了,其他国王无能为力。
  俄罗斯作家车尔尼雪夫斯基(Chernyshevsky)曾在他的小说《怎么办》1863年中写到: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。1889年,当门捷列夫在伦敦时,为了表彰他的伟大勋业,他被赠予一件贵重奖品──用金和铝制作的天平。
  其实,这些都不足为奇,因为铝的价值贵贱,完全取决于炼铝工业的水平。随着铝产量的增加,铝价也就下降。1854年,1公斤铝需1200卢布,而到了十九世纪末就降到1卢布。显然,珠宝商人已经对铝完全失去了兴趣,但是,铝却立即吸引了整个工业界。
  1818年,用铝合金造出了第一架飞机,从此以后,铝的命运就牢固地与飞机制造业联系在一起了。铝被誉为"带翼的金属"。


  二、铝的发现
  古代,人们曾用一种称为明矾(意思是结合)的矿物作染色固定剂。俄罗斯第一次生产明矾的年代可追溯到八至九世纪。明矾用于染色业和用山羊皮鞣制皮革。
  中世纪,在欧洲有好几家生产明矾的作坊。
  16世纪,德国医生兼自然科学历史学家帕拉塞斯(Parace/sus P.A.T.1949-1541)在铝的历史上写下了新的一页。他研究了许多物质和金属,其中也包括明矾(硫酸铝),证实它们是"某种矾土盐"。这种矾土盐的一种成分是当时还不知道的一种金属氧化物,后来叫做氧化铝。
  1757年,德国化学家马格拉夫(Marggraf.A.S.1709-1937)终于能够分离"矾土"了。这正是帕拉塞提到过的那种物质。但是,直到1807年,英国的戴维才把隐藏在明矾中的金属分离出来,用电解法发现了钾和钠,却没能够分解氧化铝。瑞典化学家贝采尼乌斯进行了类似的实验,但是失败了。不过,科学家还是给这种含糊不清的金属取了一个名字。开始贝采尼乌斯称它为"铝土"。后来,戴维又改称它为铝。这是一个奇怪的现象,在没提炼出纯铝时,铝就有了自己的名字。
  1825年,丹麦科学家奥斯特发表文章说,他提炼出一块金属,颜色和光泽有点象锡。他是将氯气通过红热的木炭和铝土(氧化铝)的混合物,制得了氯化铝,然后让钾汞齐与氯化铝作用,得到了铝汞齐。将铝汞齐中的汞在隔绝空气的情况下蒸掉,就得到了一种金属。现在看来,他所得到的是一种不纯的金属铝。因刊登文章的杂志不出名,奥斯特又忙于自己的电磁现象研究,这个实验就被忽视了。二年后,提炼铝的荣誉就归于德国年青的化学家维勒(Wohler.F.1800-1882)。
  奥斯特与维勒是朋友,他把制备金属铝的实验过程和结果告诉维勒,并说打算不再继续做提炼铝的实验。而维勒却很感兴趣。他开始重复奥斯特的实验,发现钾汞齐与氯化铝反应以后,能形成一种灰色的熔渣。当将熔渣中所含的汞蒸去后,得到了一种与铁的颜色一样的金属块。把这种金属块加热时,它还能产生钾燃烧时的烟雾。维勒把这一切写信给了贝采里乌斯,告知重复了奥斯特的实验,但制不出金属铝,这不是一种制备金属铝的好方法。
  于是,维勒从头做起,设计自己提炼铝的方法。他将热的碳酸钾与沸腾的明矾溶液作用,将所得到的氢氧化铝经过洗涤和干燥以后,与木炭粉、糖、油等混合,并调成糊状,然后放在密闭的坩埚中加热,得到了氧化铝和木炭的烧结物。将这种烧结物加热到红热的程度,通入干燥的氯气,就得到了无水氯化铝。然后将少量金属钾放在铂坩埚中,在它的上面覆盖一层过量的无水氯化铝,并用坩埚盖将反应物盖住。当坩埚加热后,很快就达到了白热的程度,等反应完成后,让坩埚冷却,把坩埚放入水中,就发现坩埚中的混合物并不与水发生反应,水溶液也不显碱性,可见坩埚中的反应物之一──金属钾已经完全作用完了。剩下的混合物乃是一种灰色粉末,它就是金属铝。1827年末,维勒发表文章介绍了自己提炼铝的方法。当时,他提炼出来的铝是颗粒状的,大小没超过一个针头。但他坚持把实验进行下去,终于提炼出了一块致密的铝块,这个实验用去了他十八年念头。此外,他还用相同的方法制得了金属铍。
  由于维勒是最初分离出金属铝的化学家。在美国威斯汀豪斯实验室曾经铸了一个铝制的维勒挂像。

责任编辑:三金

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