閃亮的金屬小塊放到水中的時候,小塊金屬在水中旋轉,奔跑並放出淡紫色的火焰。戴維高興得如醉如狂地跳起舞來。
這種金屬,戴維把它叫做鉀,鉀的化學性質極為活潑,能撕裂開水分子和氧化合,放出的氫氣燃燒後發出淡紫色的光。
戴維實際上發明了電解的方法,一條嶄新的化學途徑從此出現了。戴維就像降落在一個童話世界裏,發現新的元素幾乎是垂手可得。在發現了鉀的一個星期後,他又從蘇打溶液中電解出鈉。1808年,他在采用白則裏建議的方法基礎上又經過某些改進,分離出鋇、鍶、鈣和鎂。他還分離出硼,但是硼的發現比另一個“淘金人”蓋·呂薩克晚了9天。
電解的方法後來大量用於工業中,許多非常難於提煉的金屬用電解的方法可以輕而易舉地得到。這許多關於電解金屬的實驗中,最富有故事性的,是在幾十年以後,提取出現在為我們大量使用的鋁。
現在鋁製品到處可見,鋁鍋、鋁壺、鋁飯盒,還有那掠過長空的噴氣式飛機,身上大部分是鋁,鋁和別的金屬形成合金,既輕又結實,可以擔當許多任務。
鋁是世界上儲量最豐富的金屬,但是又是最難提煉的金屬之一。奧斯忒於1825年首先製得了鋁,當時他用金屬鉀在汞中配成的溶液處理氫氧化鋁,得到一種金屬殘渣。但他不知道是什麼。1827年德國科學家韋勒首次弄清楚了那是鋁,並首先提煉出純鋁,但是提煉費用十分高昂,直到1852年,生產一磅鋁的成本要花到545元美金,因此鋁比金銀更貴重。你可以設想,把你廚房裏的一把鋁製的平底鍋拿回到100多年前的時代,會價值連城的。
過了29年,法國人德維爾搞出了一整套鋁的工業生產法。1855年在巴黎博覽會上展出了一些鋁條,每磅要90美元。法國皇帝拿破侖三世到博覽會參觀,見到這種金屬,簡直著了迷。德維爾用鋁製成一件嘎吱嘎吱響的玩具送給皇帝,讓繈褓中的王子玩,皇帝很高興,於是訂購了一批鋁質刀叉,供
舉行國宴時使用。這種餐具隻給予特別的貴賓,等級稍低的貴賓隻好委屈他
們使用普遍的金銀餐具。
拿破侖三世曾想用鋁製成兵器,但生產過程太慢,成本又貴,隻好作罷。
隻讓一些士兵戴上一個鋁製的小牌,以炫耀拿破侖的財富。但是科學家在這
方麵的努力卻一直沒有停止。
在實現工業大規模煉鋁方麵,要歸功一名青年學生,他的名字叫霍爾。
有一天,一位教授偶然說到,誰若能發明種煉鋁的便宜辦法,不僅對人類是重大貢獻,自己也會成為百萬富翁。霍爾決心試一試。
霍爾大學畢業後,仍念念不忘這件事,回到家裏,向父親表示要獨自進行試驗。他父親很支持兒子的想法,這位老先生覺得,兒子暫時不出去工作賺錢,在家裏呆一段時間也無妨,聰明的兒子也許真能發明點什麼。
父親答應兒子利用屋後的小木棚。霍爾知道化學家本生已經利用電解的方法得到鋁,但是當時由於缺乏充足的電力,不能大規模生產。1867年發電
機發明後,人們不必隻依靠電池獲得電流。這正是研究大規模生產鋁的大好時機。
任何一個發明家都不可能超越他的時代,但是可以把握住時機。發電機的出現為霍爾的偉大理想鋪平了道路。
霍爾做了一些理論探索後,就著手在木棚裏為自己安裝設備。必要的設備很快安裝好了,年輕的霍爾便埋頭工作。他日夜努力,不斷地改變礦石的配方,一個星期一個星期過去了,在短短9個月裏,果然找到了一種用電來提煉鋁的最佳方案。
他的辦法是這樣的,將含有鋁的冰晶石礦石熔化,再將氧化鋁放進冰晶石的溶液中,令它融解。於是通電到這兩種消融的混合物中,電解即發生效用,將物質分解。一條電線上出現泡泡,這是氧化鋁中所含的氧,泡泡升上液麵,消失在空氣中。
過一會,霍爾關閉電源,把熔液中的另一條電線抽出來,果然有了銀白色的純鋁附著在電線上。霍爾坐在椅子上,滿意地笑了,又一躍而起,輕快地跳起舞來。
“從此鋁不再是有錢人才用得起的貴重金屬了。”霍爾想:“人人都可以使用鋁了。”
電解法不僅可以從礦石中取出鋁來,也可以用於精煉金屬。電線裏用的銅純度很高,就是用電解的方法提煉的,俗稱電解銅。
電鍍是電解原理的一種應用,電鍍美化了我們的生活:閃亮的自行車車把,鍍銀的刀叉,錄音機上銀色的按鈕……它們能穿上這麼漂亮的金屬外衣,都要歸功於電鍍。