高尚的金属——锌
2007-12-29如云
中学生百科·悦青春 2007年8期
在元素世界里,有一个富于自我牺牲精神的金属元素——锌。在白铁皮的表面,那冰花一般、闪闪发亮的金属,就是锌。我们常说的“铅丝”,其实是镀锌的铁丝。自行车的辐条、五金零件和仪表螺丝等,也是镀锌的制品。它们表面这薄薄的一层镀锌外皮,抵挡住潮气的侵袭,保护内部的钢铁不受腐蚀。
锌是相当活泼的金属。新制的锌粉遇水发生化学反应,激烈的程度甚至引起发热、自燃。锌在空气中可与氧化合,在表面形成一层致密的氧化锌薄膜,保护内部的金属不再生锈。这情形和铝很相像。
在生活中我们都有这样的经验:房顶上的白铁皮瓦楞板,或白铁皮烟筒,只有在它们的镀锌面完全腐蚀掉以后,铁皮才开始锈烂、穿孔。马口铁罐头盒锈蚀的情形刚好相反,只要镀锡的表面产生破口,里面的铁皮就迅速腐蚀。锡不及铁活泼,只好眼睁睁地看着铁被腐蚀,自己却爱莫能助。这就是焊锡补的脸盆反而烂得快的原因。两种金属共存而引起的腐蚀,叫作电化学腐蚀。
正是发挥“牺牲自己、保护他人”的长处,人们在水闸、水下钢柱、船舰的尾部、船锚和锅炉内壁,将9vYrVlQxF+DMvYSUDacg3Q==锌块镶嵌在钢铁表面,充当防锈的卫士,锌块不断地被锈蚀而消瘦,以至最终被新的锌块替换上去,却保护了它相邻的钢铁安居乐业,这是多么可贵的自我牺牲品格啊!
据统计,全世界生产的锌有40%用来制造镀锌钢板、管材和白铁皮。锌是铁的忠诚卫士。
锌常常被人误认为是铅。镀锌的白铁皮、铁丝、铁管,至今还有不少人叫它们“铅皮”、“铅丝”、“铅管”。这种误称自古相传。
我国是世界上最早冶炼锌和使用锌的国家。《天工开物》里关于“升炼倭铅”的记载,是世界历史上最早关于炼锌技术的文献。采用的原料是炉甘石,也即菱锌矿、碳酸锌。提炼的方法是:加木炭隔绝空气燃烧使之还原。记载得明确、详尽,反映了我国古代高超的科学水平。
锌的熔点不高,在419 ℃时化为锌水,907 ℃时沸腾,挥发性较高。因此,在古代,纯锌的提炼和应用晚于金、银、铜、铁、锡。锌在地壳中的含量却只少于铁,比“五金”中的其他四金都多。西方直到1746年,才由德国化学家马格拉夫第一次用炭还原法得到金属锌,事后发现它和当时进口的原产中国广东的锌一模一样。
和金属锌比起来,锌和铜的合金却有更悠久的历史。我国早在1700多年前的东汉末期,就已经冶炼锌钢合金了。把赤铜和炉甘石、木炭一起烧炼,还原出来的金属锌立即和铜形成金灿灿的黄铜。这种锌钢合金的外观很像黄金,人们用它冒充黄金做装饰品,后来作为货币。
锌还大量用于生产干电池。我们平常用的锌锰电池,外壳就是锌皮做的。作为电池的负极,使用时不断腐蚀,变成锌的阳离子,同时向电路输送电子。电子流到炭棒正极,将炭棒周围的二氧化锰还原成三氧化二锰。电子手表里的纽扣电池,是锌汞电池,它的容量比普通的干电池大得多。更先进的银锌电池,外形小巧,供电量大,广泛用于宇航、国防、小型电子计算器和高级仪表上。
编辑/李章