【科普】元素家族连载

原来跟老杨也没关系,是跟纽约time有关。

楼主 书比美女好  发布于 2017-07-26 15:37:00 +0800 CST  
【元素家族——连载140】中国的居里夫人(二)上帝是个“左撇子”


在上期【元素家族——连载139】中,
我们为中国的居里夫人惊叹和折服。
今天我们就来看看:这一切,为什么伟大?


要知道,无数物理学家穷极一生所追求的,莫过于那几个守恒律。守恒的物理量代表的是物理学的最高境界:简单就是美,用中国古话说,叫大道至简。物理学家们相信,我们的造物主在设计宇宙时,就是按照这个理念来的。物理学家的工作,无非是去理解和发现我们造物主的思想。


1918年,德国女物理学家诺特发表了一篇论文,提到每一条守恒律都可以和一种对称性对应起来的,比如:
动量守恒代表的是空间平移的对称性,空间的性质在哪里都是一样的,并不因为你在南京而不在上海,你就会胖一点或者跑得快一点。
角动量守恒代表的是空间的各项同性,不管转多大角度,物理定律都是一样的,如果你要说你转多了头晕,那是你的生理特征,也由更深层次的物理学定律所支配。
能量守恒代表的是时间平移的对称性,时间总是均匀的流逝着,时钟不可能一会快一会慢。
这就是伟大的“诺特定理”,它体现了守恒律的美。


【德国女物理学家诺特,她提出的“诺特定理”影响深远。】


而现在吴健雄的实验告诉大家,原来我们的宇宙竟然有一个不守恒的地方,而且是我们之前最意想不到的地方:镜像不对称,大多数人都首先表示不能接受,泡利“左撇子”的论调正是代表了大家的心声。但随即,智慧者也开始思索,实验是不会说谎的,必须相信实验,那是不是代表这背后还有更深层次的奥秘呢?


一直以来,电荷对称性也被视为宇宙真理,每一种粒子都有其对应的一种反粒子,除了电荷以外,其他性质几乎完全一样。但奇怪的是,为什么我们身处一个正物质的世界,这个宇宙中的反物质竟然如此之少?只能假设在宇宙创世之初,由于某种原因,多产生了一点正物质,但这样的话,电荷对称性就受到挑战了。
1957年吴健雄的钴60实验之后,苏联物理学家郎道提出,电荷可能不对称,宇称也被证明不守恒,但可能电荷(C)和宇称(P)合在一起就守恒了。他称之为CP对称性,也就是说电子和镜子里面的正电子遵循同样的物理定律。


【CP对称性:将电子变成正电子,自旋方向改变。】


这种新的理论假设仅仅过了7年就被打破了,1964年,美国物理学家克洛宁和费奇研究了一种K介子,在它衰变成两个π介子的过程中,CP不守恒。这一发现使得两位科学家获得了1980年诺贝尔物理学奖。


【1980年诺贝尔物理学奖获得者:克洛宁和费奇。】


物理学家们没有放弃最后的努力,他们相信我们宇宙的造物主一定会用最精巧的定律去设计我们的世界,他们还有最后一根救命稻草——泡利1954年和吕德斯一起提出的CPT守恒,T是时间反演。当电荷、宇称、时间同时反演的时候,物理定律又一样了,举个例子,电子和镜子里时光倒流的正电子遵循同样的物理定律。

问题是,现在已经证明了CP不守恒,如果CPT守恒,那就意味着T不守恒,可是谁看到录影带倒放的时候出现过什么幺蛾子呢?
其实,从著名的热力学第二定律开始,物理学家早就认识到,时间和其他的物理量严重不一样,我们从来看不到时间反转,却看到系统总是变得更加混乱,代表混乱度的“熵”总是越来越大。
所以看起来,时间反演的对称性也不可靠,近年来,实验物理学家也在积极寻找微观世界里某些粒子作用中T不守恒的证据,但还没有完全被证实。


【根据CPT守恒,氢原子和镜子里时光倒流的反氢原子遵守同样的物理定律。】


在杨振宁、李政道和吴健雄之后的物理世界看起来似乎更加混乱了,原本被认为合乎规矩的守恒定律一一被打破,难道我们的世界真的是没有规律、残破不全的吗?

2008年11月7日,瑞典皇家科学院宣布,美籍科学家南部阳一郎和日本科学家小林诚、益川敏英获得当年诺贝尔物理学奖,以表彰他们提出“自发对称性破缺机制”并揭示其起源。
“对称破缺”?这又是一个什么东东?
原来,早在1960年,南部阳一郎将铁磁系统和超导体中对称破缺的概念引入到微观粒子系统,给出了第三种夸克的预言并被证实。当时他的思想过于超前,其他物理学家只能慢慢理解消化,所以一直到40多年之后才获得诺贝尔奖的认可。
原来,我们的宇宙真的不是严格对称的,因为如果它严格对称,就没我们什么事了,比如电荷严格对称,正物质和反物质一样多,那么它们都将湮灭在射线的海洋里,根本不能产生我们现在以正物质为主要存在的宇宙。所以,我们的宇宙之所以如此精彩,乃是因为它就不是严格对称的。


【对称破缺的一种比喻,小球只有在中央的顶点才是稳定的、对称的,当受到微扰,它就会落下来,产生运动,并发出各种叮呤咣啷。稳定的、对称的、孤芳自赏的小球甚是无趣,叮呤咣啷才是我们宇宙的精彩。】


现在我们可以理解,杨振宁、李政道和吴健雄关于宇称不守恒的发现意义有多么的深远,他们和钴60一起给我们揭开了通往宇宙奥秘的一扇门。

1957年,在钴60实验之后不到一年,当年的诺贝尔物理学奖就颁发给了杨振宁和李政道,吴健雄名落孙山,主要是因为当时诺贝尔奖还没有颁发给三个人的先例。吴健雄后来在给朋友的信件中写道:“尽管我从来没有为了得奖而去做研究工作,但是,当我的工作因为某种原因而被人忽视,依然是深深地伤害了我。”这也算是人之常情吧,我想大家都可以理解。
不管怎样,吴健雄已经被冠上了“世界物理女王”、“原子弹之母”、“核物理女王”、“物理第一夫人”等称号,她是女性的骄傲,甚至是全人类的骄傲,让我们永远记住这位伟大的“中国居里夫人”吧!


【在实验室的“中国居里夫人”。】

楼主 书比美女好  发布于 2017-07-26 15:40:00 +0800 CST  
【元素家族——连载141】镍:铸币元素还是恶魔杀手?


话说“道君皇帝”宋徽宗不仅擅长绘画,书法功底过硬,还绝对称得上是中国历史上三大铸钱高手之一(另两个是王莽和朱元璋),当然铸钱这一爱好往往不为人知。随着他先后改年号祟宁、宣和、政和,铸印新钱也就不可避免。看下面这张图的“宣和通宝”,现在仍然眉清目秀,洁白如银——难道徽宗皇帝年间,大宋王朝真的如此富有,以至于将银用于铸钱了吗?当然不是,我大宋王朝虽然经济发达,GDP超过全球一半,但也不至于用银铸钱,这枚“宣和通宝”实际是一种白铜。


【宋徽宗年间的“宣和通宝”,中国最早的白铜铸钱。】


我国白铜的生产最早可以追溯到晋朝的云南,相比于青铜,它色彩光亮,不易腐蚀,成为非常贵重的奢侈品,我国古代的“鋈”(wu,第四声)指的就是白铜。唐朝年间,只有在一品大员拉车的牛身上,才能看到用白铜做的装饰品。这种白铜后来远销海内外,波斯人将其称为“中国石”,欧洲人将其称为“中国银”,英文里“Paktong”就是白铜的音译。


18世纪末,欧洲的现代化学分析已经兴起,有化学家开始研究中国白铜的成分,瑞典人首先将其破解,原来白铜不过是一种铜镍锌三元合金,原来,白铜之所以如此光亮抗蚀,乃是因为其中的镍元素。


镍元素虽比较稀有,但是欧洲也有,1823年,德国人仿制白铜成功,几年后,开始大规模工业化生产,这种合金被更名为“德银”。中国白铜从此在欧洲销声匿迹,满清政府丢失了很大一块出口市场,这也算是中西此消彼长的一个缩影吧。

【精美的白铜工艺品。】


瑞典人首先破解中国白铜绝非偶然,整整18世纪,瑞典的化学水平跟英法可谓并驾齐驱,大家还记得上一个元素“钴”的发现者瑞典人勃朗特吗?而今天我们要提到的是他的学生克隆斯泰特。



1751年,克隆斯泰特在瑞典的钴矿中找到一种红色矿石,从颜色来看,里面很有可能有铜。他希望能在实验室里把铜分离出来,结果却得到一种银白色的金属。因为这种矿石就是红砷镍矿,而且来自钴矿,开采对矿工的健康有害,和钴(Cobalt)用小妖精来命名类似,他将它命名为“nickel”,意思就是“大恶魔”。

【镍元素的发现者:瑞典人克隆斯泰特。】


镍在地壳里分布较少,只有80ppm,比锰少了十倍,比铜也多不了多少,它主要分布于黄铁矿、硫镍矿和红砷镍矿中。为什么云南的白铜如此有名,就是因为我国古代只有在云南地区才发现有镍矿。



但地质学家相信,整个地球中镍是很多的,大部分位于地核中,地球中心是一个超大的铁镍核。正是这个铁镍核心的转动,让地球产生了磁场。


人们接触镍元素其实很早,在铁的篇章里我们提到,古埃及人就开始使用陨铁,陨铁就是一种铁镍合金,镍大约占5-10%。地质学家们相信,这就是地球核心的成分,陨铁就来自太阳系早期未成功聚合成行星的星核。

【地球的铁镍核心产生磁场。】


由于镍在地壳里相对稀少,它的应用受到很大局限。在铬的篇章里,我们提到了不锈钢的组分是铁铬镍,不锈钢的耐腐蚀性能更大程度上来自镍。200系列的不锈钢以锰代镍,耐腐蚀性能就比较差,是一种廉价的替代品。

【不锈钢之所以耐蚀,是因为其中含有镍元素。】


镍的耐蚀性能更让它成为人们的“掌上明珠”,很多国家都用镍做过硬币,比如美国、加拿大等,在很多国家,镍的英文名“”更广为人知的是 “镍币”的意思。

【美国五分镍币,头像是杰弗逊。】

【加拿大五分镍币,头像是伊丽莎白二世。】

【话说中华民国也用过镍币,这枚五毛钱硬币的头像是孙中山先生。】

楼主 书比美女好  发布于 2017-11-21 10:13:00 +0800 CST  
镍和铁、钴类似,也具有磁性,有一种铝镍钴合金,被称为“磁钢”,经常被用来制作超硬度永磁合金,我们常见的磁铁材料都是用这种材料做的。

【这种U形磁铁就是用“磁钢”做的,化学成分是铝镍钴合金。】


镍还和镉一起用来做可充放电的充电电池,它的缺点也很明显,如果处理不当,会出现严重的“记忆效应”,使得服务寿命大大缩短,另外镉是一种有毒的重金属,不严格处理会破坏环境。



后来又发展出来了镍氢电池,用金属的氢化物取代了有害的镉,重量更轻,电量储备更大,对环境也无污染,但现在已经快被锂电池取代了。


【镍氢电池。】


小测试:
1,被称为道君皇帝的是( )
A)秦始皇
B)汉武帝
C)宋太祖
D)宋徽宗
2,白铜是一种( )合金
A)铜锌
B)铜锡
C)铜镍
D)铜汞
3,镍氢电池被( )电池取代
A)铅蓄电池
B)镍镉电池
C)锂电池
D)钒电池

楼主 书比美女好  发布于 2017-11-21 10:14:00 +0800 CST  
无语,刚刚重新发帖,就被删

楼主 书比美女好  发布于 2017-11-21 10:16:00 +0800 CST  
【元素家族——连载142】反式脂肪酸之惧


妈妈经常教育我们:“微信上说了,奶油蛋糕不能吃,珍珠奶茶不能喝,薯条不能吃,爆米花不能吃……,因为里面有反式脂肪酸!”
哎,人生还有意义吗?
妈妈说的究竟有没有道理,还是让我们先看看这反式脂肪酸究竟是何方神圣?


【这些人间美味都不能吃,人生还有意义吗?】

我们知道植物油脂是液体,动物油脂是固体,这是因为植物油中的油酸是不饱和的,而动物油脂是饱和脂肪酸。工业革命之后,人类的生活水平迅速提高,动物油脂开始不够用了,尤其是膳食离不开黄油的西方人。这可是一个大商机,化学家们开始想着发明人造黄油。
19世纪末,法国人萨巴蒂尔研究了加氢反应,这让他获得了1912年诺贝尔化学奖。
1901年,德国人诺曼试着用萨巴蒂尔的理论去让植物油加氢,果真得到了人造黄油,他随即开办了自己的人造黄油工厂,利润滚滚来。这一发明迅速传播出去,英国在1909年开办了人造黄油工厂,第一年就生产了3000吨人造黄油,可见欧洲人对黄油的需求。美国也于1911年开始生产,在这种背景下,西方人的食谱一下子扩充了好多,人造黄油被添加到各种加工食品中,当时一本烹饪杂志《胖子》(Crisco)颇为流行,其实,Crisco就是人造黄油的意思,引申义才是胖子。


【20世纪初的烹饪杂志《胖子》(Crisco)。】

人造黄油虽然已经成功生产,但工业化以后,资本的逐利性会逼迫着研发工程师们降低成本、提高生产率。
1925年12月,美国工程师雷尼申请了一项专利,他用一种“海绵镍”取代了之前的氧化镍,一下子将氢化植物油的催化效率提升了五倍。这种“海绵镍”很容易制得,用一块铝镍合金放到浓烧碱溶液里加热处理,铝都和烧碱反应生产了偏铝酸钠,剩下的就是多孔的海绵状的活性镍,这种多孔的镍表面积大大增加,极大的提高了氢吸附在催化剂表面的效率,氢化植物油的反应效率当然也就大大提高了。
“海绵镍”普一问世,马上得到了众多化学工作者的青睐,不仅马上被用于人造黄油的生产,还被用于很多化工领域的加氢反应中,它有一个更响亮的名字:“雷尼镍”。


【“雷尼镍”的发明者:雷尼。】

“雷尼镍”跟反式脂肪酸有什么关系呢?这要涉及“雷尼镍”的催化机理。
之所以要扩大镍的表面积,是希望氢更多的吸附在镍的表面。当一个油酸分子靠近镍的表面的时候,碳碳双键打破,其中一个碳原子和氢原子先结合成碳氢键,这个碳原子会暂时吸附在镍的表面,然后等待另一个碳原子加氢。前一个步骤是可逆反应,有些加了一个氢的碳原子会把氢原子脱掉,回复到原来的状态。在这个时间差里面,碳碳键不会老实的固定下来,有可能会旋转,当碳碳键正好转了180度,就变成了反式的油酸。这个反式油酸再次加氢的时候,同样有一定几率变回顺式,也有几率不变,保持反式的姿态,就这样,反式油酸加氢得到了反式脂肪酸。
据统计,通过“雷尼镍”催化的氢化植物油中大约会含有15-35%的反式脂肪酸。


【产生反式脂肪酸的关键在第(1)步可逆反应,这该死的碳碳键非要旋转。】

1914年,一个叫做弗雷德的小男孩诞生在美国。30岁那年他获得了威斯康星大学生物化学博士学位,之后他开始研究心血管疾病。他拿到一些死于心脏病的患者的动脉血管样本,他想看看究竟是一些什么东西造成了血栓、动脉硬化。他发现,这些患者的血管里确实有大量的脂肪,但却不是普通的脂肪,而正是人工生产出来的反式脂肪酸。接下来,他用了好几年的时间用小老鼠做实验,终于得出结论:天然脂肪中的顺式脂肪酸是容易被消化的,而人工生产出的反式脂肪酸需要更长时间分解,因此更容易在血管中沉积。为了避免心血管疾病,不是远离肉类食品就可以了,长期食用食品添加剂中的反式脂肪酸,日积月累后也有可能会中招。


【冠心病往往源自高血脂造成脂肪在血管中沉积。】

在上世纪50-60年代,他的理论过于超前了,当时医学界普遍认为是脂肪和胆固醇造成心脏病。弗雷德跟反式脂肪酸斗争了半个多世纪,由于观点不被认可,一度拿不到科研经费,可是他没有放弃,2013年,他以99岁高龄将美国FDA告上法院,起诉FDA不作为。这样的行动终于让FDA开始动作,2015年6月,美国FDA发表声明:“在食品中加入反式脂肪酸并不安全,将在3年后完全禁止食品生产厂家在食品中添加反式脂肪酸。”
弗雷德老爷爷至今仍然健在,他身体力行,每次去超市购物都要看看食品的成分,在饭店里也坚决不吃烧烤食品,所以他直到现在还能骑车、游泳。他以自己的百岁高龄为自己的观点作证,并最终获得成功,弗雷德老爷爷真是一段传奇。


【令人尊敬的弗雷德老爷爷,他已经103岁。】

看到这里,你是不是已经失望透顶了?弗雷德老爷爷都已经用科学方法证明了反式脂肪酸有害,以后又少了多少美味呢。
确实,在蛋糕、饼干、速冻比萨饼、薯条、爆米花等食品中,加入人造黄油是不可避免的。在一些加工食品中,比如速溶咖啡,人造黄油更是使用普遍。我们也可以向弗雷德老爷爷学习,在超市选购食品时查看其中的成分,当然上面不会直接写“人造黄油”,大家可以对以下关键字保持警惕:
氢化植物油
植物起酥油
人造奶油
植脂末
黄奶油
酥皮油


【蛋糕中的奶油通常都是人造黄油。】

再补一刀,人造黄油只是反式脂肪酸的来源之一呢,另一大来源就是烧烤、油炸食品。在高温下,原本“好”的植物油酸虽然没有加氢,在长时间加热下,也会生成一些“坏”的反式脂肪酸。


【谨慎啊,油炸食品虽能让嘴巴愉悦,在动口之前还是先想想自己的小心脏啊。】

最后还是给大家松口气,反式脂肪酸还有一大来源,就是天然的植物、动物油脂。对,你没有听错,就是“天然”的食物。
还是那句话,脱离剂量谈毒性都是耍流氓,我们之前提到,人造黄油中反式脂肪酸含量有15-35%,而牛奶中也有3-5%的反式脂肪酸,纯天然的牛奶哦。甚至连母乳中也有2-6%的反式脂肪酸呢,难道我们连母乳也要抵制吗?我如果再告诉你水果、蔬菜这些号称“健康食品”中也有反式脂肪酸呢,你是不是觉得生无可恋了,天底下还有能吃的东西吗?


【卫生部2007年12月颁布的《食品营养标签管理规范》规定,食品中反式脂肪酸含量≤0.3g/100g时,可标示为0。(美国是0.5g,比中国宽松)也就是说我们吃到的号称“0反式脂肪酸”的食品里也可能会有微量的反式脂肪酸。】


楼主 书比美女好  发布于 2017-11-27 10:02:00 +0800 CST  
其实,顺式脂肪也好,反式脂肪也好,都是脂肪,不同点在于前者是大部队,而后者是小分队,不能因为反式脂肪容易沉积就无视顺式脂肪对血脂的贡献,控制脂肪摄入的总量才是正确之道。另一方面,仍然是要锻炼身体,健康生活,这才能保证体内脂肪的平衡。


【锻炼身体是王道。】

至于饮食,加工食品,油炸食品少吃也没错,除了反式脂肪酸,这俩货中其他危害成分也不少。还记得《钠钾兄弟和高血压》吗?你去超市购物的时候有没有注意其中食品添加剂的成分?是不是钠盐?还是钾盐?这回又要多关注一条:“氢化植物油”了。至于油炸食品,其中的聚丙烯酰胺危害就更大了。
如果再有小伙伴问我过生日还能不能吃奶油蛋糕,我只能告诉你,快乐更重要,好的心情能够帮你排出更多的反式脂肪酸。^_^


【奶油蛋糕之所以使用人造黄油也算不得已而为之,天然动物奶油粘度太低,时间一长,蛋糕就塌了。人造黄油可以让奶油蛋糕更加坚挺,容易保存。】

最后,我们还要寄望于我们的化学工作者,能开发出更好的催化剂取代现在的“雷尼镍”,把碳碳键给锁定,不要让它乱转,让新一代人造黄油含有更少的反式脂肪酸,诺贝尔奖在等着你们。


【“雷尼镍”的外观。】




小测试:
1,氢化植物油的催化剂被称为( )
A)雷尼镍
B)维尼镍
C)托尼镍
D)哈尼镍
2,反式脂肪酸的三大来源是哪些( )
A)油炸食品
B)天然食品
C)水
D)氢化植物油
3,下列信息中,哪个是假的?( )
A)卫生部2007年12月颁布的《食品营养标签管理规范》规定,食品中反式脂肪酸含量≤0.3g/100g时,可标示为0。
B)2015年6月,美国FDA发表声明:“在食品中加入反式脂肪酸并不安全,将在3年后完全禁止食品生产厂家在食品中添加反式脂肪酸。”
C)1925年12月,美国工程师雷尼申请了一项专利,他用一种氧化镍取代了之前的“海绵镍”,一下子将氢化植物油的催化效率提升了五倍。
D)天然纯牛奶中也有3-5%的反式脂肪酸。

楼主 书比美女好  发布于 2017-11-27 10:05:00 +0800 CST  
【元素家族——连载143】万紫千红总是铜


在运动会的领奖台上,金银之后铜牌排在最末,但在人类文明的金属排行榜中,铜却屡夺第一,堪称人类文明的助产士。


铜是最早一批被人类从矿石中开采出的金属,(和金、银一起,孰先孰后已不可考)这是因为自然界就有单质态的铜。大约10000年前,已经有人类开始使用自然界的红铜。


铜是第一种通过冶炼从矿石中提炼的金属,这是因为铜的熔点比铁低,大约7000年前,已经有人类掌握了冶炼工艺。


铜是第一种用模具铸造的金属,铜制品开始出现在人类生活的方方面面,这大约发生在6000年前。


铜还是人类掌握的第一种合金金属,大约5500年前,铜和锡组成的青铜合金出现,它开创了人类文明的一个时代。


【青铜器编钟,一个时代的缩影。】


铜的化学性质虽不如金、银、铂那么迟钝,但相对于铁、铝还是要稳定的多,在干燥的空气中它不会受氧气的侵蚀,所以能让祖先们找到较纯净的铜。大多数金属都是银白色,仅有金、铯、铜这少数几种带一些颜色,纯铜的紫红色与黄金颜色有些接近,汉语里的“铜”即来源于此,意为和黄金”相同”。由于它独特的颜色,纯铜又被称为:“赤铜”,“红铜”或“紫铜”。


【天然的铜矿。】


在石器时代和青铜时代之间,曾经有一个“红铜时代”,距今约10000年左右。纯粹的红铜很软,和金银差不多,所以特别容易被打制成人们需要的各种形态。古人被这种紫红色的金属所吸引,主要用它来做挂件、装饰品。


【古人类制作的红铜装饰品。】


1991年9月,两名德国登山游客西蒙夫妇来到阿尔卑斯山探险,在一个山谷中,他们发现了一具赤裸、扭曲、脸朝下躺在冰雪中的尸体。经过分析,这位“冰人”已经有5000多年的历史,阿尔卑斯山上经年累月寒冷的风雪已经将他变成一具天然的木乃伊,人们给他起了个德国名:“冰人奥兹”。
“冰人奥兹”对考古界最最重要的是他身上的器具,他背着一把长弓,一筒箭,还有一把斧头。似乎比较平常,但问题是这把斧头是纯铜的,分析显示,这把斧头含99%的铜,0.22%的砷,0.09%的银,这就厉害了!说明5000多年前欧洲已经进入铜器时代,但还不是青铜时代,而是较早的红铜时代。


【“冰人奥兹”。】


【“冰人奥兹”手持的铜斧。】


直到现在,纯的“红铜”还在发挥它重要的作用。由于纯铜的电导率在金属中仅次于银,因此被用作电线,现在已经开始尝试用铝线取代铜线,但铜的优势仍然存在。


【电线的内芯是红色的铜。】


美国自由女神像,就是用120吨的钢铁为骨架,80吨铜片为外皮。毕竟铜比铁耐腐蚀的多,一般的非氧化性酸奈何不了它,因此在建筑、雕塑中这样的搭配很是经典——铁主“内”,铜主“外”。


【美国象征:自由女神像。】


类似的我们中国也有,而且有过之而无不及,比如河南平顶山的“中原大佛”——世界上最高大的佛像。它高达208米,通体用特种钢作为内芯,外表用重达3300吨的13300块铜板焊接而成,最表面之所以体现出金色,是因为镀了108公斤黄金。


【世界之最:中原大佛。】


中原大佛之所以镀金,是吸取了自由女神像的教训。无情的岁月还是在自由女神像上留下了痕迹,1886年铜像落成的时候,她还是一副古铜色的身板,仅仅到1900年,她就变成了绿色,直到现在。这和铜的化学性质有关,在干燥的情况下,铜不会被氧化,但在二氧化碳、水和氧气的共同作用下,铜的表面会生成一层绿色的铜锈,也被称为“铜绿”。


【捷克首都布拉格地铁里的铜锈,在地下潮湿的环境里,铜尤其容易生锈。】

楼主 书比美女好  发布于 2017-12-05 16:34:00 +0800 CST  
在中医里,铜绿是一种中药,也被称为“铜青”,中医会将醋喷洒在铜器上,加速铜的锈蚀,等到表面产生锈迹后,用器具刮取下来而得。《本草纲目》记载:“铜青乃铜之液气所结,酸而有小毒,能入肝胆,故吐利风痰,明目杀疳,皆肝胆之病也。”
从现代的角度来看,中医里的这一招算是以毒攻毒了。铜是一种典型的重金属,铜离子进入人体之后,会使蛋白质变性,显然是有毒性的。任何一种高中化学课本上一定会这样写道:“如误食硫酸铜溶液,服用大量鸡蛋清解毒。”


【鸡蛋清是各种重金属离子的解毒剂。】


当然铜的毒性也不是完全没用,将硫酸铜和熟石灰加水混合,就得到了一种经典的杀菌剂:波尔多液。
这玩意之所以跟盛产葡萄酒的波尔多有关,是因为有一个小故事,1878年,一场奇怪的霉叶病横扫法国,无数葡萄庄园几乎绝收。有一天植物学教授米拉德在波尔多路边散步,走到一处却发现这里的葡萄树郁郁葱葱,丝毫没有收到霉叶病的影响。他发现这些葡萄树上喷洒了一些蓝白相间的东西,原来这是庄园主为了防止行人偷吃而喷上的“毒药”。米拉德受到启发,研究了配方并立即在一些庄园里试用。波尔多的葡萄庄园迅速走出了霉叶病的阴影,这种杀菌剂也因此得名“波尔多液”。


【波尔多液,配置简单,杀菌效果强大,农民伯伯都爱它。】


大部分的铜盐都是蓝色的,形成晶体之后晶莹剔透,很是美丽。最常见的硫酸铜看上去就如同蓝色的“盐”,是一种常见的净水剂,游泳池的蓝色就来自铜离子。


【不用担心游泳池里的铜离子,少量的铜离子对人体无害,呛点水也无所谓。】


铜的盐酸盐——氯化铜的溶液却是绿色的,这是因为其中形成了四氯合铜离子。
此外,也不能相信教科书上说的铜不和盐酸反应,把铜加入浓盐酸后煮沸,就可以得到氯化铜溶液,不信你去化学实验室试试?注意安全哦,带上眼镜口罩,打开通风橱。


【绿色的氯化铜粉末和溶液。】


小测试:
1,纯铜是( )色的
A)紫红
B)蓝
C)黄
D)绿
2,铜锈是( )色的
A)紫红
B)蓝
C)黄
D)绿
3,大多数铜盐是( )色的
A)紫红
B)蓝
C)黄
D)绿

楼主 书比美女好  发布于 2017-12-05 16:36:00 +0800 CST  

楼主:书比美女好

字数:135812

发表时间:2015-09-20 21:19:00 +0800 CST

更新时间:2021-03-19 19:28:03 +0800 CST

评论数:2573条评论

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