寻找炼铝法中的两次巧合

寻找炼铝法中的两次巧合

社会上有一种旧习，常以拥有多少金、银、珠、宝来炫耀自已的豪富。但在1850年后的二三十年中，现在看来极为普通的金属铝，也曾加入了这四大财宝的行列，被人们当成珍贵的一种奢侈品。法国皇帝拿破仑第三在宴会上用过铝制的餐叉；泰国国王把心爱的怀表配上铝制的链条。1855年，巴黎举行的世界商品博览会上，把一小块铝跟最珍贵的宝石放在一起，叫它是“来自黏土的白银”，而铝在当时的身价，比真的银还要高好多倍，甚至有钱的帝王贵族，也不一定都能买到它。

铝能有那样一段辉煌的身世，主要是历史的原因造成的。

铝是地壳中含量最多的金属元素，几乎占所有金属元素的三分之一，它的化学性质很活泼，更没有金、银那样耐腐蚀，而曾经一度那样珍贵，完全是由于开始时生产金属铝实在太难，又因它有银样的光泽，表面有细密的氧化层，能起很好的保护作用，质地很软易于加工，这就使它的商品价值一时高得令人难以置信了。

人们早先并不知道自然界有铝，而是把它的氧化物当成一种不能再分的土叫做矾土。因为当时只能得到钙、镁、铝的氧化物，又不知这些氧化物的成分，只能根据它的性质或来源的不同，分别叫做“碱土”、“苦土”和“矾土”。拉瓦锡就是把这些“土”和当时已知的其他元素同列在一张表上，认为它们也应该算是元素。

后来，有人用电解的方法，从氧化物中制出金属的钙和镁（1808年），但是电解矾土（氧化铝），却未能达到预期的结果。

矾土几乎处处都能找到，根据纯度和所含杂质不同，有很多品种。如用来烧制瓷器的高岭土等，就是质量较好的矾土。矾土的主要成分是氧化铝，其中还含有二氧化硅。用明矾为原料，可以制出纯净的氧化铝，当是最好的矾土了。这种极容易得到的物质，性格就是那样的倔强，让人难以摸透它的底细，也就特别招人入迷。

人们尝试着炼铝，在简单的电解法失败后转而改用化学反应的方法。用木炭、水银、金属钾等物质，还使用了有毒性的氯气，反应的容器动用了贵金属铂制成的坩埚。各种各样的炼铝实验，一直做到1854年，终于有了一些真正的铝粉能够熔成一个小铝球。

在有意识用化学方法试制铝的人中，德国的化学家维勒所下的工夫最多。他的多才多艺，在1828年用无机物合成尿素，是第一个用人力制出有机化合物的化学家。几乎跟合成尿素同时，他开始了炼铝的研究工作，用了二十多年的时间，才在1854年凑够勉强铸成小锭的金属铝，并较全面的研究了金属铝的化学性质。

有趣的是同在1854年，一位法国化学家德维尔实验时，意外地获得了银光闪亮的小铝球。他本想研究铝在化合物中，有没有比正三价更低的价态，就把无水三氯化铝跟金属钠一起加热，结果三价的铝被还原成金属铝了。

德维尔制铝最初所用的金属钠，售价高达每公斤几千法郎，这样制成的铝不是珍宝却要贵似珍宝了。要使铝的生产工业化，当时的办法就在于改进钠的生产降低它的价格，这项研究得到了拿破仑第三的政府财政资助，但生产出的铝价格仍然相当高昂。

金属铝质轻，容易进行铸造和模压加工，在一般的环境中，表面能长久保持金属光泽，又有很好的导电传热性能，必然有很高的使用价值。因此，寻求新的炼铝方法也就成了很多人的奋斗目标了，终于又出现了一个奇迹。

1886年，两个同龄人，一个是21岁的美国人豪尔，另一个是法国人埃罗，分别在不同的地方，发明了相同的工业化炼铝方法。

前面提到1854年，两位同时制得了铝的化学家维勒和德维尔，后来他们成了好朋友。德维尔实现了铝的规模生产，就用铝铸制了一枚纪念章，上面刻有维勒的全名和“1827”的年代，赠送给维勒本人，以表示对维勒在炼铝研究工作上的肯定。

那两位年轻人，当时都各自在国内修读大学，豪尔的教师正好是维勒的学生，而埃罗早年就读过了德维尔制铝的学术报告。一个在教师鼓励下，用自制的电池做电解实验，一个在前人文章的启发下，用自家工厂里的发电机做电解实验。最后铝的工业生产，用的还是电解的方法，并且一直用到现在。这两位年轻人，又因为在炼铝方法上的巧合，成了很要好的朋友。两人同龄、同业、而且又同寿，可惜都只活到51岁。