从“贵族”变“平民” 铝金属问世传佳话
一百多年前，伟大的化学家门捷列夫因编写元素周期表而受到沙皇*的赞扬，并赢得了一座既非金也非银的奖杯。这个杯子比金子轻，但更贵。它是铝制的。
当时，铝是一种贵金属，王室为拥有它而自豪。传说当拿破仑三世宴请客人时，其他人用金或银杯子，他们用铝杯子来显示他们的地位和荣誉。
当拿破仑三世举行宴会时，他给自己做了一个铝杯。(网络图)
为什么古人如此重视铝？铝是如何被发现的？这是如何从贵族变成平民的？提炼铝有多难？......要回答这些问题，必须从400多年前的医生开始。
在你得到它之前给它命名。
帕拉塞尔斯是16世纪德国的一位著名医生。除了拯救生命和帮助伤员，他还喜欢研究各种矿物和金属。碰巧，他从朋友那里得到了一块明矾。他开始对这种无色无味的东西感兴趣。"明矾应该含有非常有价值的金属."帕拉塞尔经过多次实验得出了这个结论。由于当时有限的科学条件，他无法分离金属。
明矾。(网络图)
1807年，英国伟大的科学家大卫认为帕拉塞尔使用的明矾(硫酸铝)和氧化铝(氧化铝)含有相同的未知金属。在他成功地通过电解分离出钾和钠后，他决定效仿，用同样的方法分离氧化铝中未知的金属。
这个想法很好，但结果并不好。大卫的实验失败了。原来氧化铝的熔点高达2000度，这是电解所达不到的。
大卫和瑞典科学家贝泽尼乌斯有着相同的想法。电解实验也失败了。他将这种未知的金属命名为铝土矿，并写了一篇文章发表。
氧化铝(网络图)
氧化铝？这个名字不伦不类，是不是太低级了？当大卫读报纸时，他想出了这个主意，并决定改变合适的名字。这很容易处理。明矾在英语中是铝。由于这种金属来源于明矾，所以被称为铝，最后一个词是最终的。几年后，当晚清科学家徐寿介绍西方化学时，他首先创造了“铝”这个词来指代铝。
金属“贵族”终于出现了
以大卫命名铝之后，欧洲科学家大多致力于铝的分离实验，希望能揭开这种金属的神秘。其中，获胜者是27岁的化学家弗里德里希·魏勒。
魏勒是德国人，以合成尿素而闻名。1827年的一天，他听到他的朋友奥斯特抱怨说，“我从铝土矿中提取了几毫克有色泽的锡样金属。据估计是铝。它容易氧化，不能保存。我把提炼的方法写进了我的论文，并把它扔进了几本杂志，这些杂志都没有什么影响力。一些杂志要求超过1克的铝和详细的实验记录。
喜欢研究元素的魏勒说，他接手了奥斯特的工作，继续分离金属。经过反复实验，最终设计出一种分离铝的方法。他首先使明矾与碳酸钾反应。将它们产生的氢氧化铝干燥，与木炭、油等物体一起放入密封的锅中加热，得到三氯化铝；最后，通过金属钾和三氯化铝的化学反应，得到含铂和其他元素的金属铝粉。
用明矾制备铝的过程类似于魏勒分离铝的原理。(网络图)
当时，钾非常昂贵，生产工艺复杂，所以魏勒精炼铝的方法没有得到大规模推广和生产。在接下来的几年里，科学家们继续努力提纯铝。
1854年，法国科学家亨利·德·维尔在维尔实验的基础上，与金属钠和三氯化铝反应，最终生产出纯度更高的小铝球。经过初步推广，第二年世界铝产量达到500公斤，生产区域集中在法国。
印有德维尔的邮票。(网络图)
尽管钠比钾便宜，但它仍然比其他金属贵，而且提纯的量有限，因此受到皇室的青睐。除了单独享用铝酒杯，法国皇帝拿破仑三世还制作了一个比金冠更好的铝皇冠，并常年戴在头上。
当它是，铝是一个有价值的金属“贵族”！
美法青年克服困难
金属铝的成本仍然很高，所以许多科学家想降低铝生产的技术难度和原材料成本。
许多年后，两位来自美国和法国的年轻科学家最终解决了这个问题，将铝从“高贵”的宝座上拉了下来。
1886年2月的一天，在德国柏林大学学习的美国学生马丁·霍尔在写毕业论文时，对铝的提纯产生了兴趣。在老师的鼓励下，他将铝矾土熔化成冰晶石，并进行了电解实验。为了降低冰晶石的熔点，他加入了少量的氯化钙，最终制得纯度超过98%的铝。一个多月后，在大洋彼岸的法国，学生波尔蒂罗用类似的方法生产纯度为98%的铝。
这种方法成本低，操作简单，很快就会推广。铝的价格开始下降。一公斤铝从1888年的800卢布降至1卢布。20世纪初，铝，被简化为一种“民用”金属，开始引起业界领袖的注意。
霍尔和阿罗对铝的提纯和生产做出了重要贡献，他们从未谋面，但他们互相钦佩。霍尔获得卑尔根奖时，阿罗远道而来祝贺美国。他们都于1914年去世，享年51岁。
四位对铝的发现做出重要贡献的重要科学家。(网络图)
附言
三个科学趣闻终于揭开了神秘的铝面纱，并把它从金属“贵族”拉向“平民”，进入成千上万的家庭。
在使用金属“民用”铝的过程中，首先吸引世界注意力的是帮助航空工业发展。1919年，第一架铝制飞机发射升空。从那以后，铝被称为“有翅膀的金属”，那些由重金属制成的主要用于运输的“飞行书柜”也开始转变成铝制巨型飞机。随着科学的日益发展，建筑、汽车等行业对原材料的密度和韧性要求越来越高。相对密度低、延展性强的铝金属将有更广阔的发展空间。
铝金属用于飞机，被称为“有翅膀的金属”。(网络图)
这些没什么。最近，美国犹他州立大学和俄罗斯联邦大学的科学家甚至设计了密度非常低的晶体铝材料。据报道，这种材料的密度只有0.61克/立方厘米，甚至可以浮在水面上。可以想象，金属铝，已经从一种金属“贵族”变成了一种“平民”，将来会为人类做出越来越大的贡献！
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[参考]
1.《金属王国的传奇》一书，作者维姬·莱斯基。
2.斯特里特的《金属与人类文明》一书。