白铁皮的外衣
锌居住在元素周期大厦的第四周期,第一副族;是一种非常有用的金属,特别是在金属防腐中,起着其他金属不可替代的巨大作用。根据史实记载,我国是世界上最早发现并使用锌的国家。据王琎在1922年对我国古钱的化学成分进行化学分析,证明其中含有锌。接着,章鸿钊于1923年对我国古代用锌问题进行专门研究,连续发表了《中国用锌的起源》及《再论中国用锌之起源》。他根据对我国古代文献的考证及对汉钱的分析,认为我国在汉初(公元前1世纪)已知道用锌。
我国用锌是从炼制黄铜开始的。黄铜即铜锌合金。我国在汉朝时,便有过这样的法律——不准使用“伪黄金”。据考证,这“伪黄金”就是黄铜。在我国南北朝(公元4世纪)时的一些著作中,有“鍮石”一词。据考证,我国古代称黄铜为“鍮石”。在唐朝的一些文献中,则记载着用“炉甘石”(碳酸锌)炼制黄铜。《唐书·食货志》中说:“玄宗时(712-755年)天下炉九十九,每炉岁铸三千三百缗(即丝),黄铜二万一千二百斤”。明宋应星著的《天工开物》一书,便更具体,详细地记载了炼制黄铜的方法:“每红铜六斤,入倭铅四斤,先后入罐熔化,冷定取出,即成黄铜。”这里所说的“红铜”即铜,“倭铅”即锌。
我国炼制黄铜始于汉初,那么,炼制金属锌从什么时候开始的呢?据考证,至迟当在明朝。明《天工开物》一书《五金》一章,十分详细地讲述了如何用“炉甘石”升炼“倭铅”,亦即用碳酸锌炼制金属锌。炼锌要比炼铁、炼铜容易,因为锌的熔点只有419℃,沸点也不过907℃,况且锌又较易被还原。如果把锌矿石和焦炭放在一起,加热到1000℃以上,金属锌被焦炭从矿石中还原出来,并像开水一样沸腾起来,变成锌蒸气。再把这种蒸气冷凝,便可制得非常纯净而又漂亮的金属锌结晶。在过去,世界上都以为最早会炼制金属锌的是英国,因为英国在1739年公布了蒸馏法制金属锌的专利文献。其实,经过我国化学史工作者的考证,证明这个方法是英国人在1730年左右从中国学去的。据考证,在16-17世纪,我国制造纯度高达98%的金属锌,被以东印度公司为代表的西方殖民者从我国大量运至欧洲,后来,连我国炼锌的方法也被他们传至欧洲。至今,欧洲仍有人称锌为“荷兰锡”,这是因为东印度公司是由荷兰、英、法、葡萄牙等国开设的,锌的外表又酷似锡,那锌被称为“荷兰锡”便不言而喻了。实际上,这“荷兰锡”的真名应该是“中国锌”。
锌是银白色的金属。提水的小铁桶,常常见用白铁皮做的,在它的表面有着冰花状的结晶,这就是锌的结晶体。在白铁皮上镀了锌,主要是为了防止铁被绣蚀。然而,奇怪的是,锌比铁却更易生锈:一块纯金属锌,放在空气里,表面很快就变成蓝灰色——生锈了。这是因为锌与氧气化合生成氧化锌的缘故。可是这层氧化锌却非常致密,它能严严实实地覆盖在锌的表面,保护里面的锌不再生锈。这样,锌就很难被腐蚀。正因为这样,人们便在白铁皮表面镀了一层锌防止铁生绣。每年,世界上所生产的锌,有40%被用于制造白铁皮,制成各种管子、桶等等。
白铁皮要比马口铁耐用:马口铁碰破一点,很快会烂掉;可是白铁皮即使碰破一大块,也不容易被锈蚀。这是因为锌的化学性质比铁活泼,当外界的空气和水分向白铁皮“进攻”时,锌首先与氧气化合,而保护了铁的安全。不过,白铁皮要比马口铁贵。
金属锌除了用来制造白铁皮外,也用来制造干电池的外壳。不过干电池外壳的锌是较纯的。此外,锌也与铜制成铜锌合金——黄铜。
最重要的锌的化合物是氧化锌,俗名叫“锌白”,是著名的白色颜料,用来制造白色油漆等。在室温下氧化锌是白色的,受热后却会变成黄色,而再冷却时,又重新变成白色。现在,人们利用它的这个特点,制成“变色温度计”——用它颜色的变化来测量温度。
锌,还是植物生长所不可缺少的元素。硫酸锌是一种“微量元素肥料”。据测定,一般的植物里,大约含有百万分之一的锌,有些个别的植物含锌量却很高,如车前草含万分之一的锌,芹菜含万分之五的锌,而在某些谷类的灰中,竟有12%的锌。
在人体中,也含锌在十万分之一以上。含锌最多的是牙齿(0.02%)和神经系统。有趣的是,鱼类在产卵期以前,几乎把身体中的锌,全部转移到鱼卵中去。
锌在地壳中的含量约为十万分之一。最常见的锌矿是闪耀着银灰色金属光泽的闪锌矿,它的化学成分是硫化锌。现在,工业上常用闪锌矿来炼锌。据不完全统计,1971年锌的世界年产量达370万吨。
顺便提一句,锌常被人误为铅,如镀锌铁丝被误称为“铅丝”,镀锌的白铁皮被误称为“铅皮”,用白铁皮做成的桶被误称为“铅桶”,这是应该纠正过来的。
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