克里斯•史密斯

大家好,本周我们要介绍一种物质,它的化学成分之所以出名,是因为它在过去被认为是一种治疗便秘的药物。但它的爆炸作用不仅仅局限于结肠,因为它也是燃烧弹的基础,甚至是地球上生命存在的基础。让约翰·埃姆斯利来讲述镁的故事。

约翰Emsley

它曾经是城市的破坏者,现在它是能源的保护者。

结晶镁

来源:Mark Fergus, CSIRO CC-BY 3.0

结晶镁

1618年夏天,英国陷入干旱,但当亨利·柳克走过艾普索姆公地时,他看到了一个水池,口渴的牛拒绝喝水。他发现水尝起来是苦的,蒸发后会产生一种盐,这种盐有显著的作用:它是一种泻药。这就是著名的泻盐(硫酸镁,MgSO)4),并在接下来的350年里成为一种治疗便秘的方法。

第一个提出镁是一种元素的人是1755年爱丁堡的约瑟夫·布莱克,1792年安东·鲁普雷希特用木炭加热镁(氧化镁,MgO)产生了一种不纯的金属镁。他给这种元素命名austrium以他的祖国奥地利命名。一个小样本1808年,汉弗莱·戴维通过电解湿润的MgO分离出了这种金属,并提出了这个名字magnium基于矿物菱镁矿(MgCO3.)来自希腊的Magnesia。这两个名字都没有保留下来,最终被称为镁。

约瑟夫黑色。点画雕刻后的J. Heath H. Raeburn。

约瑟夫黑色。点画雕刻后的J. Heath H. Raeburn。

来源:Wellcome Collection / CC-BY 4.0

英国化学家汉弗莱·戴维

汉弗莱·戴维

来源:©科学图片库

镁对地球上几乎所有的生命都是必不可少的——它是叶绿素分子的核心,植物利用叶绿素分子将二氧化碳转化为葡萄糖,然后转化为纤维素、淀粉和许多其他沿着食物链传递的分子。人类每天摄入大约300毫克镁,我们至少需要200毫克,但人体骨骼中储存了大约25克镁,所以很少会缺乏症。

杏仁、巴西坚果、腰果、大豆、防风草、麸皮,甚至巧克力都富含镁。一些品牌的啤酒含有很多,比如韦伯斯特的约克郡苦啤酒——它的味道可能是由于酿造啤酒的水中含有高浓度的硫酸镁。

各种高镁膳食来源

来源:©Shutterstock

镁是地壳中第七丰富的元素,在地球上是第三丰富的元素地幔也要考虑到,因为它主要由橄榄石和辉石组成,它们是硅酸镁。它在海水中也含量丰富(1200ppm),以至于这是第二次世界大战中制造炸弹的镁的来源。金属本身是通过电解熔融的氯化物而产生的。

燃烧镁条

来源:©Shutterstock

一旦镁开始燃烧,几乎不可能熄灭,因为它与氧气和水。它是一种理想的燃烧剂,在第二次世界大战期间的一些空袭中,多达50万颗2公斤重的镁弹在一小时内散落在一个城市上空。其结果是大规模的火灾和大火风暴。大块的镁金属不容易点燃,所以必须在炸弹的中心通过铝热剂反应来点燃。铝热剂反应粉末和氧化铁释放出的热量足以让炸弹的镁外壳剧烈燃烧。

元素周期表- 12 -镁

来源:©Shutterstock

许多已知的矿物质都含有镁;但主要是白云石(碳酸钙镁,CaMg(CO3.2)和菱镁矿,每年的开采量可达1,000万吨。菱镁矿加热后转化为氧化镁(MgO),这有几个用途:肥料;牛饲料补充;塑料中的膨胀剂;以及用于壁炉和火炉的耐热砖。

镁信息图表

来源:©2019 Andy Brunning/英万博代理国皇家化学学会

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

金属本身的产量也在不断增加。它最初是为赛车引入的,这是第一个使用纯镁框架的车辆,比其他金属更好地结合了强度和重量。(钢架的重量几乎是镁架的五倍。)

镁合金汽车发动机缸体

来源:Mark Fergus, CSIRO CC-BY 3.0

镁合金汽车发动机缸体

作为一种金属,镁是与百分之几的铝合金,加上微量的这种合金可以提高强度、耐腐蚀性和焊接质量,还可以使物体更轻,从而节省能源。汽车和飞机座椅、轻型行李、割草机、电动工具、磁盘驱动器和相机中都有它的身影。在使用寿命结束时,所有这些产品中的镁都可以以极低的成本回收。因为它是一种电正金属,镁可以作为一个“牺牲”电极来保护钢铁结构,因为当它们暴露在水中时,它会优先被腐蚀,否则会导致生锈。

克里斯•史密斯

所以更好的自行车,更好的炸弹和更好的流浪汉。非常感谢科学作家约翰·埃姆斯利讲述了镁的故事。下周我们将讲述灯泡起源元素的启发性故事,但它的形象还有待完善。

昆汀·库珀

如果有任何元素需要改变PR,这就是一个。它很脆,容易产生庞杂,可以说是元素周期表中的笨蛋。甚至是发现对它嗤之以鼻。它散发着恶臭——至少其中一些化合物散发着恶臭。坦南特称这种“刺鼻而刺鼻的味道”是这种新元素“最与众不同的特征”之一。所以他称它为锇,osme在希腊语中是气味的意思。

克里斯•史密斯

这是昆汀·库珀他将在下周为我们脱下锇元素中的化学,我希望你能加入我们。我是Chris Smith,谢谢收听,下次见。