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主要金属特性,铅汞钛锡锌(2)

时间:2010-06-21 21:48 来源:未知 作者:云中雪 责任编辑:地理教师
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钛是一种银白色的金属,早在1791年,英国科学家威廉姆·格里戈尔在英国密那汉郊区找到这种神奇的元素时,首先发现了这种新元素。过了四年,德国化学家克拉普洛特又从匈牙利布伊尼克的一种红色矿石中,发现了这种元素,便以希腊神话中的英雄来命名。钛的意思是“大地之子”。

的外形很像钢铁,但远比钢铁坚硬,而重量只有同样大小的钢铁的一半。在常温下.钛可以安然无恙地“躺”在各种强酸、强碱中;就连最凶猛的酸——王水,也不能腐蚀它。有人曾把一块钛片扔进大海,经过五年以后取出来,仍然闪闪发亮,没有半点锈斑。

俗话说:“真金不怕火炼”。可是钛的熔点比黄金还高出600多摄氏度。

正因为钛的本领非凡,所以有着广泛用途。现在,钛是制造飞机、坦克、军舰、潜艇不可缺少的金属。在宇宙飞船和导弹中,也大量用钛代替钢铁。

钛与氮、碳结合生成的氮化钛、碳化钛,也是非常坚硬的化合物,它们的耐热本领甚至比钛还高一倍。这样坚硬而耐热的材料,可以代替超级钢,制造高速切削刀具。金黄色的氮化钛也可以电镀到手表外壳上,成为一种装饰材料。钛的许多特殊性能,还在化工,超声波和超导技术中得到应用。

然而,钛有个最大的缺点,就是提炼比较困难。这主要是国为钛在高温下可以与氧、碳、氮以及其他许多元素化合,所以人们曾把钛当作“稀有金属”。其实,钛的含量约占地壳重量的千分之六,比铜、锡.锰、锌的总和还要多10多倍。在世界上,我国钛的储藏量最多,四川的攀枝花,钛的储藏量占全国90%以上,有世界上罕见的大钛矿。

13世纪,印度已经能冶炼出纯锌。是世界上最早冶炼锌的国家。15世纪,中国开始用锌铸币,16世纪已能大规模冶炼锌。约在1637年,中国宋应星已在《天工开物》中记载了用炉甘石制锌的方法,并将锌命名为倭铅。德国的马格拉夫1746年才在密闭器皿中用锌矿石制得锌。

自然界无游离态锌,锌矿主要有闪锌矿、红锌矿和菱锌矿。大多数食物中都含有锌,蛋白质中含锌量最高。人体中平均含锌量约为2克。锌是人体必需的微量元素,它是人体内多种酶的组分。锌的缺乏,会导致人体发育停滞。纯锌的新磨光表面呈蓝白色,有光泽。纯锌有较好的延展性,少量杂质会使它变脆。锌粉在空气中能燃烧,发出明亮的蓝绿色火焰。生成氧化锌。纯锌与酸度应极慢,粗锌与稀酸反应放出氢气的速度较快。锌既能与酸发生反应,也能与强碱作用产生氢气。锌在加热条件下,可与绝大多数非金属发生反应。锌的重要化合物是氯化锌、氧化锌、硫化锌、硫酸锌等。

最重要用途是制造锌合金和作为其他金属的保护层。表面镀锌的铁称白铁,据估计,用于制造白铁的锌几乎占锌产量的一半。锌还用来作干电池的外皮。放射性锌65在医学上用来了解锌的代谢过程。内服大剂量的硫酸锌能导致器官损伤和死亡。

1912年有一支探险队登上南极大陆,他们带去的汽油奇迹般全部损失殆尽。探险队因此全军覆灭。原来装汽油的铁筒是用锡焊接的,而金属锡在13.2℃以下就会开始变得不稳定,丧失金属的延展性和光泽。自动变为粉末状的灰锡,造成油桶开焊。锡是金属元素,化学符号为Sn。约在公元前2000年,人类就开始使用锡。青铜器的主要成分就是锡和铜。锡在地壳中含量为0.O4%,主要矿石是锡石,但很少见到高品位的锡石。锡容易从矿石中冶炼出来。金属锡柔软,熔点相时较低,锡有白锡、灰锡和脆锡3种同素异形体。

常温时锡与空气几乎不起作用。性质比较稳定,但能被硝酸氧化成偏锡酸。干燥氯气能把锡氧化成四氯化锡。此外,锡还能同碱发生反应,锡本身无毒。但其有机化合物有剧毒。

锡最重要的用途是镀覆贮存食品的钢制容器,以保护容器;也用来镀铁和铜以增加抗腐蚀能力或增加美观。镀锡的铁片称做马口铁。不论是锡的有机化合物还是无机化合物均广泛用于电镀、陶瓷和塑料工业中。锡的合金应用范围也很广,如铅锡合金、易熔合金和铅字合金。二氯化锡可作还原剂。有机锡化合物为聚合作用的催化剂和杀菌剂。氟化锡没有毒,用在牙膏中作为防腐添加剂。

大自然中,锡常常住在花岗岩的上层,这同它的出身有关。当地球最初形成的时候,锡是跟氯、氟相化合,成为气态的化合物,跑到了岩浆的上层。后来,地球表面温度渐渐降低,形成地壳,这时候花岗岩上层的锡,就同氯、氟“分手”了,而与水蒸气相互作用,变成一种固体矿物叫锡石。

锡石是最主要的锡矿,它的主要成分是二氧化锡。纯净的二氧化锡,是白色的物质。由于锡石中含有铁、锰等杂质,所以多数的锡石是黑色或黄褐色的。

远在铁被发现以前,人们便知道怎样炼锡了:把锡石和木炭放在一起加热,不久便流出白花花的锡液来。

 锡非常怕冷。1916年,俄国从海参崴运锡到彼得堡途中,锡竟变成了一堆灰色的粉末。这些轰动一时的疑案,正是寒冷的天气所为。

我们常见的锡叫白锡。常温下,白锡的晶体是稳定的。如果温度低于-18℃,锡的体积膨大,由个别点开始,向周围扩散。随着温度降低到-33℃时,达到高峰,一夜间就能使锡块变成粉末。

锡不但怕冷,也很怕热。温度升高到161℃以上,白锡又会转变成脆锡。但是,锡有一种很大的本领,它能保护铁,使之不受腐蚀。让铁皮穿上一件“锡衣”,就成了马口铁。现在全世界每年生产的锡,将近一半是用来制造马口铁片,而马口铁最大的用途是制造罐头,所以人们称锡为“制造罐头的金属”。
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