第6章 奇妙的化學物質(1)(3 / 3)

更徹底的辦法,是給鐵注射“強心針”——加入其他金屬,製成不鏽合金。大名鼎鼎的不鏽鋼,就是在鋼中加入一點鎳和鉻後製成的合金。

生活在水中的白磷

在火柴匣的兩側,住著一種化學物質——“紅磷”,或稱“赤磷”。紅磷有一個兄弟,叫白磷,或叫黃磷。它們倆都是磷,可以變來變去:把白磷放在隔絕空氣的密閉器中,加熱到260℃,就會全部變成紅磷;相反的,如果把紅磷加熱到很高的溫度,它就會變成蒸氣,迅速冷凝成白磷。

白磷,軟綿綿的,用小刀都能切,看樣子性格挺柔和。

事實上,白磷非常活潑,放在空氣裏,它都會自燃起來,放出一股濃煙——五氧化二磷,所以平常總是把它浸在水裏。

紅磷比白磷老實得多啦,它不會自燃。要想點燃它,那也得加熱到100℃以上。

“舍己救人”的鋅

皮鞋的後跟是最容易磨損的,於是有人想到在後跟上釘了一塊“鞋碼”。這樣“鞋碼”就作了後跟的替死鬼,等鞋碼磨損不能再用時,可以重新換上,於是皮鞋的壽命就大大延長了。

有趣的是,在金屬的防蝕措施中,有時也使用類似釘鞋碼這類玩意。比如江河中的閘門、鋼殼海輪、鍋爐等,因為經常與水接觸,腐蝕的速度相當驚人,可是隻要在閘門、船身、鍋爐上釘上幾塊鋅板,說來也奇怪,腐蝕就會轉移到鋅板上,使閘門、船身、鍋爐的腐蝕顯著減慢。當鋅板被腐蝕後,可換上新的鋅板,使閘門、船身能夠延年益壽。

鋅板究竟使用了什麼法術,竟能使腐蝕這個“惡魔”放棄了閘門,而專門來對付自己呢?

鋼鐵和其他各種金屬容易被腐蝕,並不是鋼鐵或其他金屬的本性如此,而是因為鋼鐵或其他金屬不純所引起的。也就是說,這是雜質在裏麵搗的鬼。即使象鐵這樣容易遭到腐蝕的金屬,如果將它提煉得十分純淨,也具有很強的抗蝕能力。遺憾的是,通常使用的金屬器材,都難免含有許多雜質——主要是其他各種金屬。

為什麼一種金屬中夾雜有其他金屬時,腐蝕就會大大加速呢?原來各種金屬的電勢是有高低的,當兩種不同的金屬連在一起放在電解質溶液中時,兩種金屬就會組成一個小小的化學電池——原電池。電勢較高的金屬作為正電極,而電熱較低的金屬作為負電極。作負極的金屬不斷溶解到水中,並放出電子交給正極,因而有電流產生。由於作負極的金屬不斷溶解到水中去,結果就慢慢被腐蝕掉了,這個過程就是通常所說的金屬電化腐蝕。

聰明的讀者看到這裏,也許已經注意到,在整個電化腐蝕中,真正遭到腐蝕的,其實隻有作為負極的金屬,而作正極的金屬是並不被腐蝕的。不過,在一件金屬器材中,不論作為負極的主要金屬還是雜質,既然它們在一起,當它們遭到腐蝕時,對整個金屬器材來說,都是腐蝕。

可是在閘門、船身等易於遭到電化腐蝕而又不宜用其他方法防蝕的金屬上,釘上幾塊鋅板以後,情況就大不相同了。因為鋅的電勢比鐵、鎳、錫、鉛、銅、銀、金等都低,因此當閘門或船身上釘了鋅板後,閘門與船身上的各種金屬就不再彼此組成原電池,而是爭先恐後地都和電勢更低的鋅組成原電池,這時鋅是負極,而鐵和其他各種雜質金屬都成了正極。前麵說過,原電池中隻有作負極的金屬遭到腐蝕,這樣一來,鐵和其他的雜質就在鋅板的“自我犧牲”下保全下來,閘門自然也就變得長壽了。

自相矛盾的鋼

當你走到車床、刨床或銑床旁邊時,可以看到用鋼作的刀具在對鋼料進行切削加工。而且真是“削鋼如泥”一般,不一會,就把鋼料加工成所需要的零件了。

表麵上看來,兩個都是鋼。為什麼用鋼做的刀具能夠切削鋼料呢?

原來它們是有差別的。做刀具的鋼,隻要比被加工的鋼料硬度高,就能進行切削。一般做工具用的鋼,含碳量比較高(大約是0.6~1.4%),而且經過了熱處理,使它變得更硬,不易磨損。但是在切削速度很高的情況下,往往會因摩擦產生高溫;而高碳鋼在高溫下就不夠硬了,因此用於高速切削的刀具,必須用高速鋼(俗稱鋒鋼)來做。高速鋼是一種合金工具鋼,它主要含有鎢、鉻、釩等合金元素,就是在高溫下(600℃以下),仍然十分堅硬。但是在更高的溫度下(大於600℃),高速鋼的硬度也顯著下降,不能使用了。在這種情況下就要采用硬質合金。通常用的硬質合金是由鈷、鎢、鉻和碳等元素組成的。它已經不是鋼了,因為其中含鐵量很少,而且鐵被看作無用的雜質。

遇水爆炸的金屬

我們認識的金屬,少說也有二三十種。其中象銅、鐵、錫、鉛、鋅、鋁等,幾乎天天都要和它們打交道。

也許在你的印象裏,金屬都是不怕水的。可不是嗎?把一塊鐵或者銅丟進一盆水裏,什麼事情也不會發生。

你也許不會想到,世界上竟然會有這樣一些金屬,它們是碰不得水的,如果讓它們遇上了水,立刻就會引起一場火災和爆炸。鋰、鉀、鈉等,就是這樣的金屬。