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第9章 闪光灯中的金属——镁

夜晚,当摄影记者给盛大的集会拍照时,常伴随着“咔嚓咔嚓”的响声和一道道夺目的闪光。这闪光,便是镁粉在燃烧。

镁,是英国化学家戴维在1808年用电解法首先发现的。它的希腊文名称的原意为“美格尼西亚”,因为在希腊的美格尼西亚当时盛产一种名叫苦土的镁矿。镁,与铝很相似,是银白色的轻金属,不过,它比铝更轻些,1立方米的镁仅重1.74吨,只有同体积铝重量的2/3。镁十分坚硬,机械性能也不错。

与铝一样,镁在空气中,它的表面也会迅速地氧化而失去光泽,同时生成一层薄薄的氧化膜,这层氧化膜很稳定,能保护里面的金属不再氧化。当镁在空气中燃烧时,还会射出耀眼的亮光来,要是在纯氧中燃烧,那白光更是亮得眩目。因此,人们便用镁粉来制成闪光粉(镁粉与氯酸钾的混合物),供夜间摄影用。另外,人们也用镁粉来制成照明弹、焰火等。

不过,镁的最重要的用途是用来制造合金。

最常见的镁合金,是镁铝合金,它含有5%~30%的镁。镁铝合金,要比纯铝更坚硬,强度更大,而且比铝更容易加工与磨光,镁铝合金也格外轻盈,被大量用于飞机制造工业,成了重要的“国防金属”。在制造汽车及其他运输工具时,也常用到镁铝合金。据国外报道,1972年用于结构方面的镁合金比1971年有大幅度的增长。人们新制成含9%钇、1%锌的镁合金,又轻盈又结实,用于制造直升飞机零件。此外,在铸铁中加入0.05%的镁;还能大大增加铸铁的延展性和抗裂性。

镁最重要的化合物是氧化镁和硫酸镁。

氧化镁熔点非常高,达2800℃,是很好的耐火材科。砌高炉用的“镁砖”,就含有许多氧化镁,它能耐得住2000℃以上的高温。氧化镁也被用来制造水泥,氧化镁水泥不仅是很好的建筑材料,而且还常用来制造磨石和砂轮。如果把木屑刨花之类浸在氧化镁水泥浆里,加以压力,硬化后便成了坚固耐用的纤维板。这种纤维板很轻,隔音、绝热的本领很好,又能耐火。

硫酸镁是著名的泻药,它是一种无色结晶物质,很容易溶于水,味道很苦。当病人口服后,在肠道内它很难被吸收,但由于渗透压的关系,在肠内留有大量的水分,使肠容积增加,于是机械地刺激肌壁,引起排便。服用硫酸镁是较安全的,但剂量也要有一定限制,成年人每次约15克~30克。硫酸镁也被用在纺织工业和造纸工业中。

在生物学上,镁极为重要。因为它是叶绿素分子中的核心原子,在镁原子的周围,围着许许多多氢原子、氧原子等,组成叶绿素分子。在叶绿素中,镁的含量达2%。要是没有镁,就没有叶绿素,也没有绿色植物,没有粮食和青菜了。据估计,在全世界的植物体中,镁的含量高达100亿吨。在土壤中施镁肥,可以显著地提高产量,尤其是甜菜。

在大自然中,镁是分布很广的元素之一。在地壳中,镁的含量约为千分之十四。主要的镁矿有白云石、菱镁矿等。在石棉、滑石、海泡石中也都含有镁。特别在海水中,镁的含量仅次于钠。据计算,在全世界海水中,镁的含量高达6×1015吨。现在,人们便是从海水中提取镁。

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