金属锂(Li),除了当电池,还能救人和破案

锂,可谓是大名鼎鼎的金属,每天人们都离不开它,手机、笔记本等电子产品的电池都跟这个元素相关。

根据美国宇航局的说法,锂,以及第一和第二轻的化学元素(分别是氢和氦)是宇宙诞生时就存在的唯三的元素。它又轻又软——软到可以用菜刀切,密度低到可以浮在水面上。它在各种温度下都是固体,熔点是所有金属中最低的,沸点很高。

金属锂(Li),除了当电池,还能救人和破案

那么锂是怎么被发现的呢?

那在1817年的瑞典,科学家约翰·奥古斯特·阿维森(Johan August Arfvedson)连着很多天都在忙着分析从斯德哥尔摩附近的乌托矿发现的一种矿物——透锂长石。阿维森再三验证分析结果,但全部组分的总和每次都只有96%,其余的4%到哪儿去了呢?

对了,一定是矿物中含有一种至今还不知道的元素。阿维森又反复进行了试验。最后,他确信自己发现了一种新的碱金属。阿维森决定给它取名叫锂(希腊文“岩石”之意)。

不久,阿维森又在其它的矿物中发现了这种元素,瑞典化学家伯齐利厄斯(Berzelius) 也在卡尔斯温泉和捷克的马里安温泉的矿泉水中发现了锂。法国维希也正是由于它的泉水含有锂盐而成为了有名的水疗城镇。锂对血细胞的发育非常重要,能改善造血功能,提高人体免疫机能。

在医学上,锂还被用于治疗精神疾病,包括双相情感障碍(俗称躁郁症)、抑郁症和精神分裂症。确切的作用机制尚不清楚,但它可能通过增加大脑中化学信使的活动来帮助精神疾病,可以帮助镇静、安神,控制神经紊乱。碳酸锂被美国食品和药物管理局(FDA)批准为治疗双相情感障碍的处方药。

1855年,德国化学家本森(Bunsen) 和英国的物理学家马西森(Matheson)分别用熔融的氯化锂成功地电离出纯锂。1893年金属锂的提取才被工业化,从发现到工业化制备前后历时76年。原来,锂是一种银白色的软金属,比重仅仅约为水的一半。在金属中没有比锂再轻的了。铝比锂重4倍,铁比锂重14倍,而锇比锂重39倍。

金属锂(Li),除了当电池,还能救人和破案

在室温下锂也会和空气中的氮和氧发生强烈的化学反应。如果把纯锂放进一个玻璃瓶里,扣上毛玻璃瓶塞,锂就会和其中的空气反应,之后玻璃瓶内变成真空,大气压力会把瓶塞压得紧紧的,哪怕力大无穷的大力士也不能把塞子拔出来。因此,锂的贮藏保管是个难题。

同是碱金属的钠可以成功地贮藏在煤油或汽油里,而锂却不行。如果把锂放在这两种东西里,锂的表面就会立即发出劈哩啪啦的爆裂声,闪闪发光。为了使锂的这种活泼的特性处于抑制状态,通常是把锂棒放在凡士林里面,或者包上石腊,从而起到一种保护层的作用。

锂和氢就更容易进行化合反应了。少量的锂可以和体积大得惊人的氢气化合。一公斤氢化锂就可以放出80分升氢气。二战的时候,英国飞行员配备有轻便的氢化锂九作为应急之用。氢化锂丸遇水立即溶解,当飞机失事坠落在水面上时,它释放的大量氢气可以为救生艇、救生衣等救生设备充气。

而关于锂,还有一段物理学家破案的轶事。1891年,刚刚从哈佛大学毕业的罗伯特伍德(Robert Wood,美国物理学家)到巴尔的摩师从著名教授莱蒙森(Remsen) 继续深造。他一开始落脚在巴尔的摩大学附近一家旅店里。住在这个旅店的其他学生告诉伍德,老板娘常常把前一天客人的剩饭当成第二天的早餐提供给旅客。但大家苦于没有证据无法揭穿她。

素以独创和单独解决问题的能力著称的伍德,大展身手。他带着样子和味道都很像普通食盐的氯化锂去旅店餐厅吃饭,之后故意剩下几块肉,偷偷地在上面撒上氯化锂(氯化锂对人没有危害)。第二天早上,学生们悄悄带走早餐里的肉,回实验室用分光镜检查。果然,分光镜下出现了只有锂才能产生的红色谱线。老板娘的善于“理财”一下子暴露无遗。 若干年之后,伍德还曾以愉快的心情回忆起这次犯罪证据的侦破过程。

如果喜欢这篇文章,请关注刘老师,每天带来硬核科普。


分享到:


相關文章: