书城科普读物探索未知-趣说化学元素
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第15章 月亮般的金属——银

银,永远闪耀着月亮般的光辉,银的原意也就是“明亮”的意思。我国也常用银字来形容白而有光泽的东西,如银河、银杏、银鱼、银耳、银幕等。

我国古代常把银与金铜并列,称为“惟金三品”。《禹贡》一书便记载着“惟金三品”,可见我国早在公元前20世纪,即距今4000多年前便发现了银。在大自然中,银常以纯银的形式存在,人们便曾找到一块重达13.5吨的纯银。另外,也有以氯化物与硫化物的形式存在,常同铅、铜、锑、砷等矿石共生在一起。

银的导电本领,在金属中数第一。一些袖珍无线电中用银作导线。银也很富有延展性。

我国内蒙古一带的牧民,常用银碗盛马奶,可以长期保存而不变酸。据研究,这是由于有极少量的银以银离子的形式溶于水。银离子能杀菌,每升水中只消含有一千亿分之二克的银离子,便足以使大多数细菌死亡。古埃及人在2000多年前,也已知道把银片覆盖在伤口上,进行杀菌。在现代,人们用银丝织成银“纱布”,包扎伤口,用来医治某些皮肤创伤或难治的溃疡。

银不会与氧气直接化合,化学性质十分稳定。奇怪的是,1902年2月,在拉丁美洲古巴附近的马提尼岛上,银器在几天之内都发黑了。后来查明,原来火山爆发了,火山气中含有少量硫化氢,它与银作用生成黑色的硫化银。平常,空气中也含有微量的硫化氢,因此,银器在空气中放久了,表面也会渐渐变暗,发黑。另外,空气中夹杂着微量的臭氧,它也能和银直接作用,生成黑色的氧化银。正因为这样,古代的银器到了现在,表面不像古金器那么明亮。不过,含有30%钯的银钯合金,遇硫化氢不发黑,常被用来制作假牙及装饰品。

银在稀盐酸或稀硫酸中,不会被腐蚀。但是,热的浓硫酸、浓盐酸能溶解银。至于硝酸,更能溶解银。不过,银能耐碱,所以在化学实验室中,熔融氢氧化钾或氢氧化钠时,常用银坩埚。

银与金一样,也是金属中的“贵族”,被称为“贵金属”,过去只被用作货币与制作装饰品。现在,银在工业上有了三项重要的用途:电镀、制镜与摄影。

在一些容易锈蚀的金属表面镀上一层银,可以延长使用寿命,而且美观。镀银时,以银为正极,工件为负极,不过,不能直接用硝酸银溶液作为电解液,因为这样银离子的浓度太高,电镀速度快,银沉积快,镀上去的银很松,容易成片脱落。一般在电解液中加入氰化物,由于氰离子能与银离子形成络合物,降低了溶液中银离子的浓度,降低了负极银的沉积速度,提高了电镀质量。随着银的折出,电解液中银离子浓度下降,这时银氰络离子不断解离,源源不断地把银离子输送到溶液中,使溶液中的银离子始终保持一定的浓度。不过,氰化物剧毒,是个很大缺点。

玻璃镜银光闪闪,那背面也均匀地镀着一层银。不过,这银可不是用电镀法镀上去的,而是用“银镜反应”镀上去的:把硝酸银的氨溶液与葡萄糖溶液倒在一起,葡萄糖是一种还原剂(现在制镜厂也有用甲醛、氯化亚铁作还原剂),它能把硝酸银中的银还原成金属银,沉淀在玻璃上,于是便制成了镜子。热水瓶胆也银光闪闪,同样是镀了银。

银在制造摄影用感光材料方面,具有特别重要的意义。因为照像纸、胶卷上涂着的感光剂,都是银的化合物——氯化银或溴化银。这些银化合物对光很敏感。一受光照,它们马上就分解了。光线强的地方分解得多,光线弱的地力分解很少。不过,这时的“像”还只是隐约可见,必须经过显形,才使它明朗化并稳定下来。显影后,再经过定影,去掉底片上未感光的多余的氯化银或溴化银。底片上的像,与实景相反,叫做负片——光线强的地方,氯化银或溴化银分解得多,黑色深(底片上黑色的东西就是极细的金属银),而光线弱的地方反而显得白一些。在印照片时,像片的黑白与负片相反,于是便与实景的色调一致了。现代摄影技术已能在微弱的火柴的光下、在几十分之一到几百分之一秒中拍出非常清晰的照片。如今,全世界每年用于电影与摄影事业的银,已达150吨。

银的最重要的化合物是硝酸银。在医疗上,常用硝酸银的水溶液作眼药水,因为银离子能强烈地杀死病菌。第十六章 最轻的金属——锂锂,是瑞典化学家阿·阿尔夫维特桑在1817年首先在一种希有的岩石中发现的。按希腊文原意,锂就是“岩石”。

锂,是银白色的金属,非常轻,是所有金属中最轻的一种:只有同体积的铝的重量的1/5、水的1/2。锂不只是能浮在水面上,甚至会浮在煤油上。如果一架飞机是用锂做的话,两个人就能抬起它。

当然,实际上锂不仅不能被用来制造飞机,甚至不能用来制造茶匙。这是因为锂的化学性质非常活泼,能够和空气中的氧气化合,变成白色、疏松的化合物——氧化锂,完全丧失了原有的机械强度。用锂制成的茶匙,在第一次搅拌热茶时,就会“不翼而飞”,因为这茶匙被水“吃”掉了——锂和水激烈地反应,置换水中的氢,放出氢气,而它本身变成氢氧化锂,溶解到水中去了。

在自然界中,锂还算是比较多的一种元素,它占地壳总原子数的万分之二。在盐层、海水、盐湖、矿泉中,含有许多可溶性的锂的化合物。

锂被用于冶金工业上。在铜中加入少量的锂(十万分之五),便能大大改善铜的性能:这是因为锂具有活泼的化学性质,能和氧、氮、硫等铜中有害杂质反应,起去气剂的作用。在铝、镁及其他金属中加入少量的锂,能够提高它们的坚固性和耐酸、耐碱性能。

锂的化合物也有许多用途。其中最值得注意的是锂的氢化物——氢化锂。当金属锂和氢气作用,就生成白色的氢化锂粉末。氢化锂能和水猛烈地反应,放出大量氢气。1千克的氢化锂和水作用,可以放出2800立方米氢气。因此,氢化锂可以看成是一个方便的储藏氢气的“仓库”,2千克氢化锂和水作用放出的氢气,相当于一个压力为120~150个大气压的普通氢气钢筒中所装有的氢气。氢化锂还是热核反应的重要原料。此外,锂的一些化合物,在陶瓷工业上还被用作釉药。在玻璃工业上,用来制造乳白玻璃和能透过紫外线的特种玻璃。电视机的荧光屏玻璃,就是锂玻璃。在碱性路电池中加入氢氧化锂,能够大大提高它的电容量。

在植物体中,常常可以遇上锂的化合物。不过,它们对植物的处理作用,现在还不十分清楚。一些红色、黄色的海藻和烟草中,常含有较多的锂的化合物。当把烟草烧成灰烬时,锂就剩在灰烬里。锂能够作为催化剂,用来加速一些化学反应。有趣的是:你把火柴划亮,把糖块放在火柴的火焰上,这时糖只是开始熔化,但并不燃烧。但是,如果你在糖块上撒一些香烟灰,这时糖块就会像纸一样烧起来。这便是由于香烟灰中含有锂,而锂能够加快糖的氧化(燃烧)反应。

在动物和人体中,锂主要存在于肝脏和肺。