Try老師和小化的日常
——談?wù)劰R

付 菁 張 巧

(北京師范大學(xué))

這天,Try老師上完堿性鋅錳電池課程后,把用來(lái)讓同學(xué)們觀察的電池交給了課代表小化,誰(shuí)料想小化同學(xué)卻隨手要扔進(jìn)其他垃圾類(lèi)的垃圾箱,老師看見(jiàn)后及時(shí)制止了他,并告訴大家電池是有害垃圾.

Try老師:小化,別丟那里面.

小化:老師,您告訴我們電池里只有Zn,MnO2,石墨粉,KOH 溶液,我感覺(jué)這些物質(zhì)都不是有毒的.

Try老師:實(shí)際生活中的鋅可不是純鋅,而是鋅汞齊.

小化:什么是鋅汞齊?

Try老師:汞被譽(yù)為“金屬的溶劑”,它能夠溶解金、銀、銅、錫、鉛等多種金屬,形成的合金就稱(chēng)為“汞齊”,那鋅汞齊顧名思義就是汞與鋅所形成的合金.

小化:可是為什么要在里面加入汞呢?

Try老師:鋅電極在堿性電解液中會(huì)發(fā)生析氫反應(yīng):Zn＋2H2O＋2OH－＝Zn＋H2↑.析氫反應(yīng)不僅會(huì)損失電池容量,而且還會(huì)造成密閉電池“脹氣”“爬堿”,甚至?xí)闺姵匕l(fā)生爆炸.減少析氫反應(yīng)的方法之一是將鋅粉進(jìn)行汞齊化.

小化:為什么形成汞齊就會(huì)減少析氫反應(yīng)呢?

Try老師:因?yàn)楣R化可以提高鋅粉在堿性電液中的氫過(guò)電壓,抑制其在堿液中生成氫氣.同時(shí)鋅粉汞齊化后形成的汞齊化膜可將鋅粉表面覆蓋均勻平整,從而改變了鋅粒表面狀況,使鋅電極活化,提高電池的電性能,降低電池的漏液率.在電池放電過(guò)程中,汞則在鋅粒表面不斷向鋅粒內(nèi)部擴(kuò)散,因此,使放電平穩(wěn).一般來(lái)說(shuō),對(duì)于大電流放電的電池,應(yīng)使用含汞量較少的汞齊化鋅粉,而對(duì)于小電流放電的低倍率電池則使用含汞量較高的汞齊化鋅粉.

小化:那怎樣實(shí)現(xiàn)鋅汞齊化呢?

Try老師:當(dāng)鋅在汞鹽溶液中置換一層汞的同時(shí),一定量的鋅溶于汞并形成鋅汞齊,覆蓋在原來(lái)鋅的表面,就形成了我們?nèi)粘Ｉ钪须姵貎?nèi)的汞齊.除有特殊要求的電池外,一般應(yīng)控制好汞鹽的加入量.每100g鋅粉若加HgCl2不應(yīng)少于2.6g,若加HgO不應(yīng)少于2.1g,若加Hg(Ac)2不應(yīng)少于3.0g.但也應(yīng)防止加入的汞鹽過(guò)量,否則不僅浪費(fèi)原材料,而且會(huì)造成更大危害.

Try老師:汞齊在我們的生活中還有著其他的應(yīng)用,比如鈉的汞齊(鈉汞齊是鈉與汞的合金,也可以看作是鈉溶于汞形成的溶液)就是一種很好的還原劑,和鈉相比,它的性質(zhì)不太活潑,所以不容易發(fā)生安全事故.再比如,著名的“點(diǎn)石成金”,其中運(yùn)用的也是汞齊的原理.現(xiàn)在自然界已經(jīng)很難發(fā)現(xiàn)大塊的黃金,大多數(shù)金礦里,微小的金粒和礦砂混合在一起,難以分離.若將汞和金礦砂混合,汞和金粒會(huì)生成銀白色的糊狀混合物,這就是金汞齊,金礦上多稱(chēng)為“汞膏”.將“汞膏”刮下來(lái)要比撈出金粒容易得多.最后將“汞膏”加熱至400 ℃,水銀變成蒸氣,亮閃閃的黃金即被分離出來(lái).

Try老師:早在幾千年前,我們的祖先就憑借著自己的智慧,發(fā)現(xiàn)了汞齊的原理并且加以利用.比如西漢劉安編著的?淮南子·修務(wù)訓(xùn)?中的“玄錫”就是錫汞齊,人們將汞齊用作“磨鏡藥”打磨鏡面,大大促進(jìn)了磨鏡業(yè)的發(fā)展.再比如人們利用形成汞齊后汞是無(wú)毒的這一特性,將銀汞齊用作補(bǔ)牙的材料.

小化:原來(lái)汞齊的用途這么廣泛呀! 那豈不是越多越好?

Try老師:但是我們認(rèn)識(shí)物質(zhì)得全面,看到優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)同樣也不能忽視這后面潛在的危險(xiǎn).汞齊雖好,但畢竟和汞有關(guān),難免會(huì)對(duì)環(huán)境、人體產(chǎn)生危害.那些曾經(jīng)使用過(guò)汞的金礦現(xiàn)在都變成了廢墟,那些使用汞采金法的人們深受汞中毒的折磨.所以現(xiàn)在我們都在追求無(wú)汞電池,用汞提取金的方法也在逐漸地被更加先進(jìn)、更加環(huán)保的方法所取代.我們要認(rèn)識(shí)到的是最好的方法不僅僅是最高效的方法,也應(yīng)當(dāng)是最綠色、最環(huán)保的方法.我們學(xué)習(xí)化學(xué)的目的之一,就是用自己所學(xué)的知識(shí)去為社會(huì)的發(fā)展尋找最高效、最綠色的方法,這就是“綠色化學(xué)”.

(完)