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山東化學化工學會

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大理石中的金屬—鈣

瀏覽次數: 342   發布時間:2017-07-04 15:21:17   發布人:editor

  在首都天安門廣場,屹立著用漢白玉雕成的人民英雄紀念碑。故宮里的許多欄桿,也是用漢白玉雕成的,漢白玉是大理石的一種。在這些潔白如玉的石頭里,還住著一種金屬哩,這就是鈣。

  不光是大理石里住著這種金屬。瞧瞧你周圍:那砌墻的石灰、刷墻的白堊、腳下的水泥地、雪白的石膏像……里面都住著鈣。當然,在它們中,鈣是以化合物的狀態存在著。

  金屬鈣是在1809年被人們發現的,它實在太活潑了,這不,剛把它拿到空氣中,它就被氧化了。把它加熱時,它會燃燒,發出磚紅色的美麗的光芒。鈣也很容易跟其他的非金屬元素發生反應。

  但金屬鈣在工業上的用途很少,人們只是把它作為還原劑,用來制造其他金屬;或用作脫水劑,制取無水酒精等。然而,鈣的化合物卻有著極為廣泛的用途。

  看了這個題目后,各位小朋友可能會十分驚訝,石灰石是一種鈣的化合物,而詩歌是一種藝術形式,它們是“風馬牛不相及”的兩碼事,怎么會放到一塊兒呢?

  的確,絕大多數的詩歌與石灰石是毫無關系的,但有一首例外,這就是明朝中期的著名大臣于謙寫的名詩——《石灰吟》:

  千錘萬鑿出深山,

  烈火焚燒若等閑。

  粉骨碎身渾不怕,

  要留清白在人間。

  石灰石的化學成分主要是碳酸鈣,工業上生產水泥、生石灰等建筑材料所需的石灰石,一般都是從山嶺中開采出來的,這不就是“千錘萬鑿出深山”嘛。

  石灰石開采出來后,必須經過高溫煅燒才能變成水泥和生石灰。為了早一些時間成為有用之材,它忍住了熊熊烈火的炙烤,真可謂“烈火焚燒若等閑”。

  生石灰是一種白色固體,還必須讓它跟水反應,變成粉末狀的熟石灰,才能用它來刷墻。熟石灰能微溶于水,用它的混濁溶液刷完墻壁后,它會跟空氣中的二氧化碳反應重新生成堅硬的碳酸鈣,碳酸鈣是白色的,所以用熟石灰刷過的墻壁十分潔白美觀。這也正是“粉骨碎身渾不怕,要留清白在人間”

  在建筑工地上,生石灰是一種常見的建筑材料。它的“學名”叫氧化鈣,一般情況下,它是白色的塊狀固體。生石灰特別“喜歡”水,一碰到水,它就“吱吱”叫著,和水發生反應生成了熟石灰,同時放出大量的熱。

  利用它這個奇怪的性情,在氣候潮濕的地區,人們為防止花生、黃豆、餅干等食品吸水發霉,便常常把它們入在裝有生石灰的壇子里,因為生石灰能吸收空氣的水分,使這些食品保持干燥。

  去過建筑工地的小朋友會知道,在工地上常常能見到工人把很多的水澆到大堆大堆的生石灰上,石灰堆上不住地冒著熱氣。原來,生石灰在變成熟石灰時會放出大量的熱,足以使水沸騰,這熱氣便是受熱生成的水蒸氣。要是往石灰堆里埋一個生雞蛋,過不了多久,它就被煮熟悉。

  利用生石灰與水反應以能放出許多熱量的特性,人們制成了一種奇妙的自動加熱的罐頭食品。

  其實,這種罐頭只是比一般罐頭外面多了一層鋁殼,在鋁殼與罐頭瓶之間放進石灰粉和一塑料袋水。在吃罐頭之前,先用針在標明的針眼里刺一下,把塑料袋劃破,水就會流出來,與生石灰反應,放出熱量,對食品進行加熱。這種新型的罐頭,對于旅游者,野外工作人員和登山運動員來說是不可多得的食品。

  生石灰與水反應除了放出熱量之外,還有一種膨脹力。它能使水泥構件和巖石發生破裂。因而,人們可以把生石灰制成化學破碎劑,用它來拆除舊的水泥摟房。同傳統的爆破方法相比,它具有無爆炸聲、無振動、無塵土等優點,還能保證施工人員的安全。

  物質一般是有軟硬之分的,比如棉花是軟的,鋼鐵是硬的,甚至水也是有軟硬的。

  有的小朋友會說,水不都是液體嗎,怎么還會分軟硬呢?

  在表面看來,河水、湖水、地下水,確實沒什么區別,可實際上,它們中都含有許多鈣離子,人們把鈣離子的含量超過一定標準的水叫硬水,鈣高子的含量低于標準時就叫軟水。

  硬水會給人們帶來許多麻煩,用它燒開水,原來溶解在水中的碳酸氫鈣受熱會變成碳酸鈣,沉淀在鍋底,形成水垢。鍋爐里的水垢太厚了,不僅浪費煤炭,甚至鍋爐會因受熱不均而引起爆炸,用它洗衣服,碳酸氫鈣會和肥皂起化學反應,這樣就浪費了許多肥皂。為了克服硬水的這些缺點,人們常在水中加入一些碳酸鈉,使鈣離子轉變成碳酸鈣沉淀出來,這樣就把硬水變成了軟水。

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