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当飞机碰上水银!

 AiChemi 2020-05-07


(视频来源腾讯视频)

金属汞能溶解许多种金属,而形成其液态或固态的合金它们被统称为汞齐。像钠汞齐、金汞齐汞齐中的汞也可与其他金属形成金属间化合物或电子化合物。形成汞齐的难易程度,与金属在汞中的溶解度有关。一般说来,与汞性质相近的金属易于溶解。元素周期表中的同族元素,随原子序数的增加,在汞中的溶解度也增加。铊在汞中的溶解度最大,18℃时为42.8%。铁在汞中的溶解度最小,18℃时为1.0×10%,因此常用铁制作盛汞容器。(来自百度)

把液态汞滴到金属铝表面时,形成铝汞齐。铝汞齐的微观结构模型可以用下图所示。

金属溶于液态中,使得金属铝被汞稀释了。液体表层的铝原子浓度较低当被氧气氧化时,就无法形成致密的氧化膜。失去致密氧化膜的保护时,内部的铝原子就可以不停地参与反应了。

因为当上表面的铝原子浓度降低时,溶液内部高浓的铝原子就会向上表面扩散,继续参加反应,而汞齐中的铝原子浓度的降低又会促进固体铝溶于汞,直到完全反应。

由于液态铝汞齐具有一定的流动性,在不同部位反应的剧烈程度不同、热效应不同、反应产物(如Al2O3)堆积的多少也不尽相同,所以铝汞齐在反应过程中很难有一个平整、稳定、且性质均一的外表面。原有的氧化铝晶粒相当于新生成的氧化铝的晶核这样新产生的晶粒就会推动老的晶粒向上生长(长毛了!)

汞的最重要作用是破坏了金属铝表面所生成氧化铝的连续及完整性。金属铝的这个保护性的外衣被剥掉,其本来的面目就完全展示出来了。

原来一些无法直接操作的实验现在可以了,比如金属铝与水的反应。课堂上取一铝片,用砂纸擦净表面的氧化膜(其实新的氧化膜又生成了!),放入沸水中加热反应,看到气泡产生,请看氢气产生了!(瞎说!)但如果在清洁表面上滴数滴HgCl2溶液。当此溶液覆盖下的金属表面呈灰色时,用棉花或纸屑将液体擦去,并继续将湿润处擦干再将铝片置入盛水的试管中,观察氢气放出来了!

       这就是为什么在飞机上禁止携带水银的原因,因为对于铝来说水银就像一个黑洞,飞机外壳使用的铝完全禁不住水银的进攻。

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