铝的发现

小小微儿 2024-11-28 10:59:29

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物以稀为贵，在100多年前，铝曾是一种稀有的贵重金属，被称为“银色的金子”，比黄金还珍贵。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。为什么铝制品在当时是那样昂贵的“稀有金属”？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。脚下的泥土，随意抓一把，可能都含有许多铝的化合物。但由于铝的化学性质活泼，一般的还原剂很难将它还原，因而铝的冶炼比较困难。铝从发现到制得纯铝，经过十几位科学家100多年的努力。燃素学说的创立者施塔尔最早发现明矾里含有一种与普通金属不同的物质。英国化学家戴维试图用电解法来获得这种未知金属未能成功。1824年丹麦科学家厄斯泰德将氧化铝与木炭**加强热至白炽状态，再通入**，得到液态的**，然后同**作用制成铝汞齐，最后隔绝空气蒸馏除去汞，得到一些灰色金属粉末。它的颜色和光泽看起来像锡，后来证明他得到的是一些不纯净的铝。由于他的实验结果发表在丹麦一个不著名的刊物上，没有引起科学界的重视。厄斯泰德是德国化学家维勒的朋友。1827年维勒到丹麦首都拜访厄斯泰德时，厄斯泰德把制备金属铝的实验过程和结果告诉维勒。维勒回国后立即重复厄斯泰德的实验，发现**与**反应生成灰色的熔渣，除去汞后得到的金属加热时还能产生钾燃烧时的现象，他意识到这不是制备金属铝的好办法。维勒重新设计方案，从头做起。他用热的碳酸钾溶液与沸腾的明矾溶液作用，用现在离子方程式表示该反应为：3co32-+2al3+3h2o=2al(oh)3↓+3co2↑，将所得到的氢氧化铝经过洗涤和干燥以后，与木炭、糖、油等混合，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，将这些烧结物加热到红热的程度，通入干燥的**，就得到了无水**。维勒将少量**放在铂坩埚中，然后在它的上面覆盖一层过量的无水**，并用坩埚盖将反应物盖住。对坩埚加热以后，很快就达到白热的程度。当认为反应已经完成，停止加热，待坩埚冷却后投进水中，发现坩埚中**并不与水发生反应，水溶液也不显碱性。说明**已反应完全，剩余的银灰色粉末就是金属铝。维勒对制出的少量**并不满意，他坚持把实验进行下去，不断改进制取方法。1836年维勒分离出小粒状铝。1849年又制得黄豆大的致密的铝，前后共经历了18个年头。1854年，法国化学家改进维勒的方法，用钠做还原剂，成功地制得成铸块的金属铝。但由于钠价格昂贵，用钠做还原剂生产的铝成本比黄金还贵得多。得维尔实现了铝的工业化生产，尽管价格不菲，但他还是铸造了一枚铝质纪念勋章，上面铸上维勒的名字、头像和“1827”的字样，以纪念维勒对铝的制备的历史功绩。得维尔将这枚勋章送给维勒，以表示敬意。后来他们两人成为亲密朋友。1886年，在铝的历史上又是一个里程碑。这一年美国的大学生霍尔和法国大学生埃罗，都各自独立地研究出电解制铝法。在美国制铝公司的展柜里，至今还陈列着霍尔第一次制得的电解铝粒；在霍尔的母校校园里，也**着他的铝铸像。法国大学生埃罗几乎在同时也制得铝，当他知道霍尔的发明后，毫不嫉妒，主动交流经验、切磋学问，两人也成了亲密朋友。(选自《化学的发展词典》胡美玲) 20210311

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