法国有什么有趣的事实(如果能够穿越到19世纪的法国)

让我们来做一个白日梦:你现在有机会能够穿越回到19世纪的法国,而且还可以用一个背包装一些现代的东西带过去。那么问题来了,你会选择带点什么过去呢?

法国有什么有趣的事实(如果能够穿越到19世纪的法国)(1)

时空穿梭

电脑?手机?书籍?钞票?还是其它的什么东西?

如果是我的话,我一定会带这样一种东西去19世纪的法国,保证可以如鱼得水,飞黄腾达。

这就是——铝。对,就是现代社会中最常见,而且非常廉价的一种金属材料——铝。

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铝块

带这样一种不值钱的东西去十九世纪的法国真的合适吗?

如果你有所怀疑的话,不妨让我们一起来了解一下铝的“前世今生”。

1827年,丹麦化学家奥斯特向他的好朋友说起了最近的研究发现。两年前,奥斯特用氯气、木炭和铝土矿(主要是氧化铝),还有钾汞齐(钾溶解于汞中形成的合金)在一定条件下制得了一种金属,颜色和光泽有点像锡,但性质和锡不一样。他怀疑这种金属可能就是戴维(英国化学家)始终无法提炼出的“铝”。说者无心,听者有意,奥斯特的好朋友——德国年轻的化学家维勒对这种金属产生了浓厚的兴趣,决定一探究竟。他对奥斯特的实验重复了多次,发现得到的金属并不纯净。维勒决定另辟蹊径,自己重新设计新的实验方案。没想到这实验一做就是十八个年头,他终于炼制出一块致密的铝块(虽然还是很小)。并且在制取过程中,维勒了解到了很多关于铝的物理、化学性质,为后人进一步制取铝和利用铝作出了重要贡献。虽然维勒得到了金属铝,但是制取铝的原料之一钾在当时极其昂贵,所以用这种方法根本无法大规模的生产铝。

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奥斯特

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维勒

后来,法国人德维尔改进了维勒的方法,他用金属钠代替钾来制取铝,大大缩减了成本。但即便如此,得到铝的代价仍然非常高昂。1857年,全世界铝的年产量仅有750千克,并且只有法国可以生产。“物以稀为贵”,这种在当时被誉为“德维尔白银”的铝,成为了达官显贵们的最爱。其中最着迷的当属法国皇帝——拿破仑三世。他为了向世人炫耀自己的富有和高贵,以及向当时的欧洲列强们展示法国的实力,他特地命令工匠们为他打造了一个“铝制皇冠”。每当参加盛大集会或者接见外国使臣时,他必定会得意洋洋的带上这绝无仅有的“铝皇冠”,在大家羡慕的神情中接受朝拜,这在当时是轰动四方的新闻。再后来,他的“恋铝情节”进一步发展。在举行国宴宴请群臣时,大臣们根据级别,有的使用金制餐具,有的使用银制餐具,而唯独拿破仑三世与众不同,使用着一套“铝制餐具”,真得是羡煞众人啊!

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拿破仑三世

不仅仅是法国皇帝如此,当时所有的欧洲人都以拥有铝制品而感到荣耀。1889年,英国皇家科学会为了表彰门捷列夫在元素周期表方面做出的杰出贡献,特地用当时最为昂贵的金属铝为门捷列夫量身打造了一款铝制奖杯,门捷列夫受宠若惊,他觉得这样的奖赏真得过于贵重了。

你们看,带上一包铝穿越到19世纪的法国,是不是要风得风,要雨得雨呢?说不定,拿破仑三世还会亲自接见你,想和你成为好朋友呢!

这时候,我们不禁想问,19世纪价格如此高昂的铝怎么到现在竟落得如此不堪的田地呢?究竟是谁改变了铝的命运?

其实,铝元素在自然界中储量是非常大的。在地壳中,铝的含量排在所有金属元素中的第一位,主要以氧化铝的形式存在。虽然铝的含量很大,但是炼制铝却异常困难,因为氧化铝的熔点实在太高了,达到了2000多度。所以要想大规模的炼制铝,必须想办法把熔点降下来。

1884年,远在大西洋彼岸的美国,有一位大学生在校园里听了一场改变他一生命运的演讲。这就是年仅21岁的美国奥柏林学院化学系的学生——霍尔。他醉心于化学实验,希望通过化学改变世界。机会就在不经意间到来了,他参加了化学教授杰维特组织的讲座,其中就谈到了炼铝的问题,教授说道“不管是谁,只要能找到一种廉价的炼铝方法,一定会给他带来无上的荣耀和无尽的财富”。不知道是前面“无上的荣耀”,还是后面“无尽的财富”打动了霍尔,反正在那一刻,霍尔决定要成为那个为铝的炼制带来突破的人。

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霍尔

在当时,人们已经认识到铝是一种非常活泼的金属单质,而对于活泼金属单质最好的炼制方法就是——电解法。所谓“电解法”,就是将电流通入到熔融的金属氯化物或氧化物中,从而可以使金属阳离子得到电子变为金属单质的过程。英国化学家戴维就是用这样的方法得到了钠、钾、钙等活泼的金属单质。但是到了铝这儿却被卡住了,因为熔融氯化铝好像不导电,而氧化铝的熔点实在太高,要是电解熔融的氧化铝成本依然很难承受。

怎么才能把氧化铝的熔点降下来呢?霍尔决定在这个上面寻求突破。当时人们已经对共熔物有了一定的了解,两种物质形成共熔物时,可以降低熔点。现在霍尔要做的就是找到能够与氧化铝形成低温共熔物的物质。这个过程是极其枯燥、极其单调的,而且并没有确定的方向,也没有确定的希望,这需要实验者有极大的耐心、毅力,当然还要有那么一点点的运气。幸运的是,这些要素霍尔都具备了。在经过一次又一次的失败,一次又一次的重来之后,终于在1886年的某一天,当霍尔把氧化铝和一种俗名为冰晶石的物质一起进行熔炼时,激动人心的时刻终于到来了。当温度到达950℃时,氧化铝熔在了液态的冰晶石之中,就像氯化钠溶在了水中一样。霍尔顾不上开心,马上对刚才形成的熔融物进行通电电解。1886年2月的一天,他终于看到小球状的铝聚集在阴极上。霍尔此时异常激动、泪流满面,他第一时间带着他所制得的铝球去见他的教授——那位曾经鼓励他大胆制铝的杰维特教授。后来这些铝球作为“王冠上的宝石”被珍藏在美国制铝公司的陈列大厅内,以表达对霍尔的崇敬之情。

无独有偶的是,法国人保罗·埃鲁几乎与他同时发现了这个方法。他们在不了解对方的情况下,分别在美国和法国申请了专利,这导致他们后来产生了冲突。两位科学家都声称自己是第一个发明电解法制铝的人,并互不相让,还闹上了法庭。所幸他们最后和解了,并将这种方法称为霍尔——埃鲁炼铝法。

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埃鲁

1888年,霍尔在美国匹兹堡建成了世界上第一个铝炼制厂,从此铝从“旧时王谢堂前燕”,真正“飞入寻常百姓家”。而霍尔也真得实现了杰维特教授说过的“不管是谁,只要能找到一种廉价的炼铝方法,一定会给他带来无上的荣耀和无尽的财富”。 1911年,霍尔的辉煌成就为他赢得了美国化学工业最高奖——珀金奖章,同时作为美国铝业公司的创始人,他也成为了一名亿万富翁。但由于霍尔醉心于炼铝事业,整天泡在实验室、工厂之中,无暇顾及生活,最后终生未娶,为铝工业奉献了自己的一生。在他最后的遗嘱中,将自己的3000万美元的财富无偿捐赠给了奥柏林学院,他认为是学校成就了这一切,他也应该为学校做出自己的贡献。而在奥柏林的校园内,至今还矗立霍尔的铝制雕像,全校师生都将霍尔视为自己的偶像。

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