克里斯•史密斯

本周,大西洋两岸语言摩擦的化学原因。结尾是um还是ium ?事实证明,我们英国人可能会很尴尬,而且对我们所说的东西也不太懂

基拉·j·韦斯曼

“我觉得我被困在一个盒子在39000英尺。这是害怕飞行的人经常说的话,但如果他们知道这个盒子实际上是由铝制成的——如果他们坐在一架大型喷气式飞机上,重量超过66000公斤,也许会感到安慰。虽然感叹自己在“铝盒子”里的存在并没有完全相同的意义,但有几个很好的理由来欣赏这种材料的选择。

即将降落在跑道上的飞机

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纯铝很软。但是,把它和诸如此类的元素混合在一起,这大大提高了它的强度,同时使它变得很轻,显然是对抗重力的一种资产。由此产生的合金,有时比铝本身更具延展性,可以被塑造成各种形状,包括飞机机翼的空气动力学弧度,或管状机身。而铝暴露在自然环境中会生锈,形成一层极薄的氧化层,保护其表面不受进一步腐蚀。有了这辆笨重的CV,在许多其他交通工具上发现铝就不足为奇了,包括轮船、汽车、卡车、火车和自行车。

大量的铝棒

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对于运输业来说,幸运的是,大自然赐予我们大量的铝。它是地壳中最丰富的金属,几乎无处不在。然而铝直到1808年才被发现,因为它与氧气而且变成数百种不同的矿物质,从未以金属形式自然出现。发现这种金属的康沃尔化学家汉弗莱·戴维爵士称其为“铝”,以其来源化合物之一明矾命名。然而,不久之后,国际纯粹与应用化学联合会(简称Iupac)介入,将更传统的“ium”后缀标准化。在命名故事的进一步转折中,美国化学学会在1925年恢复了原来的拼写,所以具有讽刺意味的是,是美国人而不是英国人按照戴维的意图发音了元素的名字。

铝信息图表

来源:©2019 Andy Brunning/英国皇家化学万博代理学会

英国皇家万博代理化学与复利学会用这些元素图形来庆祝国际年,这些图形将在全年发布

1825年,丹麦科学家汉斯·克里斯蒂安(Hans Christian)首次获得了分离铝的荣誉Ørsted。据报道,他说他的奖品“形成了一个金属块,颜色和光泽类似于锡”——这不是一个过分吹捧的描述,但可能可以解释航空乘客目前的困惑。从铝的氧化物中提取铝的难度很大——因为所有早期的工艺最多只能生产几公斤的铝——这确保了它作为贵金属的暂时地位,甚至比铝更有价值黄金.事实上,在1855年的巴黎博览会上,铝条和皇冠珠宝一起占据了最重要的位置,而据说拿破仑只为他最尊贵的客人保留了铝餐具。

汉斯·克里斯蒂安Ørsted

汉斯·克里斯蒂安Ørsted

查尔斯·马丁·霍尔

查尔斯·马丁·霍尔

Paul T Heroult

Paul T Heroult

直到1886年,22岁的业余科学家查尔斯·马丁·霍尔(Charles Martin Hall),一位异常顽强的业余科学家,发明了第一个提取铝的经济手段。他在一个木棚里工作,姐姐是他的助手,他把氧化铝溶解在熔液中六氟铝酸盐(更常见的是“冰晶石”),然后用强电流将铝和氧气撬开。值得注意的是,另一个22岁的法国人保罗·路易斯·杜桑(Paul Louis Toussaint Héroult)几乎在同一时间发现了完全相同的电解技术,引发了一场横跨大西洋的专利竞赛。他们的遗产,被供奉为Hall-Héroult目前,铝最丰富的矿石——铝土矿,每年可生产数百万吨铝。

铝土矿矿石

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铝土矿矿石

不仅仅是运输行业抓住了铝的优势。到20世纪初,铝已经在电力线路中取代了铜,其柔韧性、重量轻和成本低弥补了其导电性差的不足。铝合金是一种最受欢迎的建筑材料,用于包层、窗户、排水沟、门框和屋顶,但也可能出现在家庭内部:电器、锅碗瓢盆、器皿、电视天线和家具中。作为一种薄箔,铝是一种包装材料最卓越的,灵活耐用,不透水,抗化学攻击-简而言之,理想的保护救命药物或你最喜欢的糖果棒。但铝最广为人知的化身可能是铝饮料罐,每年生产数千亿个铝饮料罐。每个易拉罐天然光滑的表面都可以作为产品名称的迷人背景,而它的薄壁每平方英寸可以承受90磅的压力(是典型汽车轮胎的三倍),只需简单地拉一下标签,就可以轻松取出里面的东西。尽管铝精炼消耗了全球大量电力,但铝罐可以经济而反复地回收利用,每次可以节省几乎95%的最初冶炼金属所需的能源。

元素周期表- 13 -铝

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然而,这种闪亮的金属也有黑暗的一面。尽管铝在自然界中含量丰富,但人们并不知道它对活细胞有任何有用的用途。然而,铝的可溶性+3形态对植物是有毒的。铝的释放3 +它的矿物质在酸性土壤中加速分解,而酸性土壤占地球上几乎一半的可耕地,这使得铝成为减少作物产量的罪魁祸首。人类不需要铝,但它每天都进入我们的身体——它存在于我们呼吸的空气、喝的水和吃的食物中。虽然食品中通常含有少量铝,但我们是膳食铝的主要来源:食品添加剂,如膨松剂、乳化剂和着色剂。吞下非处方抗酸剂可以使摄入量提高几千倍。很多人每天都直接把含铝的除臭剂涂在皮肤上。令人担忧的是,几项研究表明铝是乳腺癌和阿尔茨海默病的危险因素。虽然大多数专家仍然不相信这一证据,但高浓度的铝是一种被证实的神经毒素,主要影响骨骼和大脑。所以,在更多的研究完成之前,还没有定论。现在,也许这是你下一次长途飞行中困扰你的事情。

克里斯•史密斯

来自德国萨尔大学的研究员Kira Weissman关于铝的故事以及为什么我没有用Humphrey David想要的方式来讲述它。下周,我们将讨论元素的发音方式,那么这个呢?

布莱恩·克莱格

没有多少元素的名字是拟声的。比如氧或者从这个词的读音中我们无法得知元素的性质,但锌是不同的——锌,锌,锌,你几乎可以听到一套硬币掉进老式浴缸里的声音。只要是硬金属就行。在使用中,锌经常被隐藏起来,几乎是隐秘的。它能防止铁生锈,缓解晒伤,防止头皮屑,与铜结合形成一种非常熟悉的金色合金,让我们得以生存,但我们几乎注意不到它。

克里斯•史密斯

你可以和布莱恩·克莱格一起在下周的元素中的化学.我是克里斯·史密斯,谢谢收听,再见。