為什麼在一些煙花和照明彈中會含有金屬鎂?
和大部分金屬一樣,金屬鎂也是一種銀白色的金屬。它非常輕,同樣體積的鎂只有鋼鐵的一半重量,因此它現在也被用於航空航天業來製造飛行器。在元素周期表中,鎂緊挨著鈉,這說明在化學反應中它也非常活潑。的確,鎂也會在空氣中氧化,但它所形成的氧化層是緻密的,從而阻止了氧化反應的進一步進行,使更靠近中間的金屬部分得以保全。
這張圖展示了鎂在空氣中燃燒的景象。發出耀眼白光,生成白色的煙,同時放出一定的熱量。放出白光可以算是鎂燃燒的一大特徵了,只要鎂被氧化燃燒,基本上都會伴有這種現象。因此鎂的一個很常見的用途就是煙花和閃光彈。此外說一說出現的煙。鎂在空氣中燃燒的時候實際會和很多物質反應:和氧氣生成氧化鎂,和氮氣生成氮化鎂,和二氧化碳生成碳和氧化鎂。注意到了嗎?氮氣和二氧化碳都可以和燃燒的鎂反應。這說明什麼?燃著的鎂如果量大的話幾乎是無法撲滅的!你可能會說常見的滅火材料不是還有沙子呢嗎?但是很不幸,鎂也會和二氧化硅反應,生成硅、硅化鎂和氧化鎂的混合物(注意,這裡實際上會同時發生兩個不同化學反應,只不過把生成物寫在了一起了而已)。
(圖為硅化鎂與偏酸性的水反應生成可以在空氣中自燃的硅烷)
既然鎂在一般的空氣中燃燒就會有那麼劇烈的效果,那麼如果給它加上充足的氧化劑又會怎樣呢?
由於氧化鎂是鎂燃燒後的標準形態,所以所有的鎂燃燒都會產生大量的煙。只不過這一次在氧化劑的作用下,燃燒要劇烈的多甚至直接達到了「爆炸」的範疇。注意,這不是真正的爆炸,而是極速燃燒生成的大量煙被火光著涼後造成的一個類似的效果。如果真的是爆炸的話那可就要出事故了!值得一提的是,鎂在燃燒時放出的白光是含紫外線的,所以如果用它來照射人民幣的話,上面那個對紫外線敏感的金色的印記是可以出現的。
此外,鎂是葉綠素的核心元素,鐵是血紅素的中心元素。因此鎂在植物中的地位就相當於鐵在人體內的地位一樣重要。實際上,這兩種物質就連分子結構都長得很像呢!
這就是鎂,一個極具個性的元素。所以下次逢年過節的時候,看看天上的煙花,其中那些最亮的白色光點就是因為鎂燃燒而出現的哦!
作者:鳳舞九天 楊帆
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