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鋁雖然藏量比鐵多,但是,人們煉鋁比煉鐵晚得多。這是因為鋁的化學性質比鐵活潑,不易還原,因此從礦石中冶鍊鋁也就比較困難。這樣,鋁一向被稱為「年輕的金屬」。據世界化學史記載,金屬鋁是在1825年才被英國化學家戴維製得的。

1簡介

許多人常常以為鐵Fe是地殼中最多的金屬。其實,地殼中最多的金屬是鋁Al,其次才是鐵,鋁占整個地殼總重量的7.45%,差不多比鐵多一倍!地球上到處都有鋁的化合物,像普通的泥土中,便含有許多氧化鋁Al2O3。最重要的鋁礦是明礬礦和鋁土礦。中國有極為豐富的鋁礦。
現在,鋁很普遍,是重要的合金元素。我們平常使用的硬幣,便是鋁做的。在廚房裡,鋁鍋、鋁飯盒、鋁匙、鋁盆、鋁勺、鋁鑊……。然而,在一百多年前,鋁卻被認為是一種稀罕的貴金屬,價格比黃金還貴,以至被列為「稀有金屬」之一。
其實,這是不足為奇的。因為鋁的價值貴*,完全取決於煉鋁工業的水平。在一百多年前,人們使用金屬鈉Na來製取鋁。鈉很貴,當然鋁就更貴了。直到十九世紀末,人們發明了大量生產鋁的新方法——在冰晶石和礬土(氧化鋁)的熔融混合物中通入電流進行電解。這時,鋁才開始走向大工業,走向生活的每一個角落。
鋁,是銀白色的輕金屬(比重只有2.7)。人們常把鋁叫做「鋼精」。純凈的鋁很軟,可以壓成很薄的箔,現在包糖果、香煙的「銀紙」,其實大都是鋁箔。純鋁的導電性很好,又輕盈,人們常用它來代替銅,製造電線,特別在遠距離送電時,多用鋁線來代替銅線,可以減少電線杆等設備。無產階級文化大革命以來,中國大力發展「以鋁代銅」,攻克了「以鋁代銅」的技術關鍵——鋁的焊接技術,製成了各種馬力的鋁線電機,節約了大量的銅。純鋁也大量用於化學、半導體與電子學的研究及光學儀器的生產上。純鋁能很好的反射光線,所以探照燈的燈罩常常用純鋁做。
不過,純鋁太軟了些,平常人們總是往裡加入少量的銅Cu、鎂Mg、錳Mn等,製成堅硬的鋁合金——「硬鋁」。鋁和鋁合金美觀、輕盈而又不易鏽蝕,用途很廣。例如前些年有人統計,一架飛機中約有五十萬個用鋁做的鉚釘!機身、機翼、機尾、螺旋槳、引擎也離不了鋁和鋁合金,據統計,鋁和鋁合金占飛機總重的70%左右。如果火車的車皮都用鋁做,重量將大大減輕,機車牽引效率也可提高。鋁製的艦艇,不僅速度快、不被海水浸蝕,而且沒有磁性,不為磁性水雷所發現,軍事上十分重要。最近幾年鋁合金又成為製造人造衛星、火箭的重要材料。此外,在運輸部門,鋁也被用來製造高速度的機車、橋樑、輸油車的油罐以及船隻和汽車中的某些零件;在建築工業上,用鋁作骨架、鋁梁、空心鋁壁板以及各種鋁製構件。
鋁是銀白色的,可是鋁製品用沒多久,表面常變得白蒙蒙的,這是什麼緣故呢?這便是鋁生鏽了。鋁的表面與空氣中的氧化合,生成一層薄薄的氧化膜——氧化鋁。這層氧化鋁非常緻密,它緊緊的貼在鋁的表面,防止裡頭的鋁繼續和氧化合。這層氧化鋁不怕水浸,不怕火燒,熔點高達2050℃,怪不得鋁製品很難鏽蝕,經久耐用。這層氧化鋁甚至不怕硝酸的浸蝕,所以硝酸廠里常用鋁罐來裝濃硝酸。不過,這層氧化膜卻怕鹼,鹼能溶解它,鹽酸和硫酸也能溶解它。因此,鋁製品不能用來盛鹼性物質,髒了也不要用草木灰來擦,草木灰是鹼性物質,用它擦鋁製品,會縮短使用壽命的。另外,也不要把酸性的菜蔬等方在鋁鍋里過夜。
別看氧化鋁薄膜那麼白蒙蒙的,自然界里堅硬而美麗的寶石——剛玉,也是氧化鋁呢!他是一種晶態無水氧化鋁。剛玉的硬度僅次於金剛石,常被用來製造金屬製品的磨輪,手錶里的軸承就裝在這耐磨的剛玉上。常聽人們談起手錶里的「鑽數」,這鑽數就是指表裡剛玉的顆數。除手錶外,天平、時鐘、電流計、電壓表裡也要用到剛玉。現在,人們從鋁土礦里提取純凈的白色氧化鋁粉末,放在熾熱的電爐里加熱熔化,製取人造剛玉,它甚至比天然的剛玉還要堅硬。
正常成年人體內共含鋁45~150毫克,平均100毫克左右,而成了人體內的微量元素。通常,每天從一般飲食中攝入腸胃道的鋁10~100毫克,吸收率約為0.1%,絕大部分隨糞便排出體外。進入體內的微量鋁,正常人也有能力通過腎臟等排泄器官將鋁排泄出去。
但是,近年來研究發現,人腸壁的這種屏障作用並不十分完善,當人攝入過多的鋁后,也會較多地進入組織。而且也難以迅速排泄出去,從而淤積在各器官內。

2特性

鋁的熱導
由於鋁屬於無機物,導熱係數呈現鐘形的變化趨勢,最高點在60k左右。等溫度升高時趨近一穩定值。詳細信息請參閱《無機材料物理特性》。

3鋁攝入

食物中的鋁
(1)粉絲、油條中都含有大量的鋁。
傳統粉絲製作過程中,加入了0.5%左右明礬()。明礬主要起凝固作用,可使粉絲、米粉不為條、不粘連、不渾湯。明礬中含有鋁,吃多了易在體內形成慢性積累,發生鋁中毒,粉絲吃多了,其鋁很難由腎臟排出。為了使油條膨脹變脆,製做油條時也加入了一些明礬,油條吃多了,同樣對身體健康造成威脅。
(2)發酵劑中含鋁。
食物含鋁高的最常見者是發酵劑,特別是磷酸鋁鈉鹽發酵粉。家庭做的面點、食品廠出的糕點、煎餅原料、冷麵團都含有較多的鋁,最後可使每份(只)成品食品含鋁量達5~15毫克。應用硫酸鋁鈉鹽做發酵粉也很常見,每一茶匙可含鋁70毫克。如果用1~3茶匙發酵粉,最後做成的每份(只)食品可含鋁5~15毫克(相當於每天從普通飲食攝入鋁量的1/4~3/4)。美國1970年就生產了磷酸鋁鈉鹽發酵粉1800萬千克。
(3)腌菜用的固定劑(如含鋁的硫酸鹽及明礬)含鋁甚高,可明顯污染腌菜,而使中等大小的一條黃瓜的含鋁量達10毫克。
藥品中含鋁
許多藥物中含大量的鋁。例如,治療胃酸使用的「胃舒平」,主要成份是氫氧化鋁。治療鼻炎的康鼻炎中也含有氫氧化鋁。氫氧化鋁的含鋁量是34.6%,長期服用胃舒平定會導致體內鋁過量。

4危害

能夠對大腦造成損傷
近年來又發現老年痴呆症的出現也與平時過多攝入鋁元素有關。早在1965年,克拉佐首次發現鋁中毒的兔腦內,出現了老年性痴獃特有的神經元纖維纏結病變,但並末引起人們的重視。直到1973年他又根據研究結果指出貓的大腦皮層含鋁量的增多,使貓出現了明顯的腦功能障礙,這才喚醒世人警覺。鋁鹽一旦進入人體,首先沉積在大腦內,可能導致腦損傷,造成嚴重的記憶力喪失,這是早老性痴呆症特有的癥狀。參與這項工作的研究人員說,對老鼠的實驗表明,僅給它們喝下一杯經鋁鹽處理的水后,它們腦中的鋁含量就達到可測量水平。對老鼠的研究發現,混在飲用水中的微量鋁進入老鼠的腦中並在那裡逐漸積累。研究人員對痴獃病人的研究發現,這類病人腦內有30%新皮層區的鋁濃度大於4微克/克(乾重),患者腦部神經元細胞核內,鋁的含量為健康人的4倍,最大達30倍。研究人員認為,如果隨時間推移,鋁在腦中逐漸積累,就會殺死神經原,使人的記憶力喪失。
減少從食物攝入
儘可能少地食用粉絲、油條以及用鋁鹽發酵粉製做的麵食。採用酵母菌來代替鋁鹽發酵粉發酵。腌菜應避免或少用含鋁的物質做固定劑。油炸食品、膨化食品中鋁的含量比較高,可以引導孩子少吃這些食品。此外,膨化食品和油炸小食品普遍具有高油脂、高熱量、高鹽、高糖、高味精等特點,其營養成分並不全面,脂肪、碳水化合物、蛋白質是其主要成分。高脂、高熱量食品,將促使體液酸性化,也易帶來肥胖、糖尿病、高血壓、高血脂等富貴病。而且它們均屬於低粗纖維食品,長期大量食用此類食品,若粗纖維攝入不足、運動量也不是很大的話,易造成人體脂肪積累。對於正處於生長發育期的兒童來說,如果長期大劑量食用鋁含量超標的食品,甚至會對智力發育等產生影響。
提醒:讓孩子少喝易拉罐飲料專家提醒,不要讓孩子喝過多的易拉罐飲料,罐裝飲料鋁的含量比瓶裝飲料要高3 到5倍,因此家長不要讓孩子喝過多的易拉罐裝飲料。同時,由於多數孩子喜歡以膨化食品作零食,家長對此也應予以重視。
減少從藥物攝入鋁
少用或不用含鋁的抗酸劑,或用不含鋁的其他抗酸劑治療胃及十二指腸潰瘍和胃酸過高等消化道疾病。這樣,一方面可以防止患者吸收大量的鋁,也可以防止大量的鋁隨糞便排出體外,污染環境及農作物。
保護環境,防止鋁污染
鋁本來就是地殼上含量最多的金屬,又加上大力開採鋁礦、煉鋁、制鋁、用鋁做各種炊具、用具、玩具,以及方泛用鋁製劑治療胃腸疾病與用鋁沉澱水,鋁對環境的污染應當引起每個人的注意,採取上述措施,盡量減少鋁對環境、農作物、食物、水源及空氣的污染,以確保身體健康。

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