【元素家族-连载216】为什么水银温度计不能带上飞机

RK588 2018-02-21

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记得小时候，家里有一根老式温度计，自己一不小心让它摔到地上，立刻有一粒粒银色的珠子欢快的在地上跳跃起来。它们反射出极美的银光，跳动累了，便在地板上来回打转，宛如荷叶表面的露水。由于自己听闻水银有毒，吓得不敢动，这时父亲却走上前去，将小银珠一粒粒重新聚到一起，大珠子不断吞噬掉小珠子。它们最后合体成一颗较大的银色“弹珠”，我仔细端详一下，真是一颗完美的椭球体，完美的似乎不属于这个世界。

【越小的水银小珠子越圆，来自它的表面张力。】

中学以后，我才学习到表面张力的概念，这时才发现，常温下，水银的表面张力最大，达到了460达因，而水只有72达因。要知道，露珠的“荷叶效应”就来自于水的表面张力，因此水银的“荷叶效应”更加明显，将一小粒水银放在玻璃表面，很容易它就变成一颗银色小球。

而如果将水银放在玻璃管里，它的顶部将由于表面张力而出现一个凸面，初中老师就教育我们，读取水银的体积，必须读它的凸面，而水的体积则要读它的凹面。

你可能要问，水银出现凹面我能理解了，但水的表面张力不也是很大吗？为什么会出现凹面？

这还和“浸润”的概念有关。水银跟玻璃井水不犯河水，根本不会浸润玻璃，就不会出现毛细现象。

【玻璃管插入水和水银后不一样的情况，水面会上升，越细的玻璃管上升越多，这就是毛细现象。而水银的凸面反而会下降。】

正因为水银是金属，又是液体，膨胀系数很大，而且它不会浸润玻璃，因此它成为制造各式各样的温度计、压力计、血压计等测量仪器的理想材料。

由于水银有毒，这些仪器正在换成镓材料。

【我们都曾将这种温度计含在嘴里。】

但飞机上竟然不能携带水银温度计，这是为啥呢？

水银毕竟是一种金属，它不能浸润玻璃是因为它的金属表面和玻璃的硅氧键表面没有任何交集，而如果遇到了金属，它的本色就体现出来了，它不仅可以浸润大多数金属，甚至是将它们溶解，形成合金，这就是汞齐。

我们知道飞机的机体是铝合金制造，一小点水银泼洒出来，就会形成铝汞齐，它会阻碍铝表面形成新的氧化层，一大块铝失去了氧化膜保护，就变成一块废铁不如的铝板。一根小小的水银温度计相对于整个大飞机来说，真是“千里之堤毁于蚁穴”的风险啊！

【飞机怕水银。】

你可能以为汞齐就是各种金属的水银溶液，应该也是液体吧？其实不然，汞齐都是固体。各种汞齐也都很有用，比如锌汞齐就在大名鼎鼎的克莱门森还原反应中做催化剂。钠钾的汞齐也在各种反应中做还原剂。铊汞齐可以将水银的凝固点降到-59度，将水银温度计的适用范围扩大。最有名的汞齐还是金汞齐，曾经被广泛用于提取黄金。

经过人类几千年的采集，现在自然界已经很难发现大块的黄金，大多数金矿里，微小的金粒和矿砂混合在一起，难以分离。将水银和金矿混合，水银和金粒生成银白色的糊状混合物，这就是金汞齐，金矿上多称为“汞膏”。将“汞膏”刮下来要比捞出金粒容易的多。最后将“汞膏”加热至400℃，水银变成蒸汽，亮闪闪的金即分离出来。

【矿工正在将一锅水银倒进一个小型容器中，用以提炼黄金。】

由于水银有毒，从上世纪60年代开始，这种采金方法已经被更先进和有效率的氰化法和硫脲法淘汰。但之前使用过的水银还是污染了水土，据统计，仅仅美国加利福利亚州就使用过45000吨水银，这些金矿到现在都成为废墟。

当今世界，仍有相当多的落后区域，联合国环境规划署估计，至少有1000万淘金者（其中包括400万妇女儿童）正在“作坊般”的小型金矿里工作，这些作坊大多数都使用落后的水银法采金。比如在印度尼西亚，小规模金矿每年出产价值50亿美元的黄金，相当于印尼黄金总产量的7%。结果在当地，很多人都有汞中毒的现象，甚至有婴儿在妈妈的子宫里就已经中毒。

【可怜的孩子。】

汞还是最重的液体， “水银泻地”后面还有一句：无孔不入。那是因为密度大的水银倒在土地上会在瞬间渗入地下，无影无踪。

1643年，意大利物理学家托里拆利做了一个经典的实验，他制造了一根约1米长的单封头玻璃管，其中填满水银，倒插入一个水银盆里，玻璃管里的水银竟然下降了。托里拆利测量了一下玻璃管内的水银柱长度，大约760毫米，留下一个200多毫米的真空，现在我们称为“托里拆利真空”。这就是第一个证明大气压力的“托里拆利实验”，是汞元素帮助我们发现了大气压。11年以后，马德堡市长格里克看到很多人不信托里拆利的实验，做了另一个更有说服力的“马德堡半球实验”，大气压的存在毋容置疑了。