认识化学元素:脆弱而坚硬的金属——铬

今天童乐福科学网小编带同学们认识一种金属元素——铬:脆弱而坚硬的金属元素。2012年4月16日,中央电视台曝光药企使用工业明胶胶囊,铬金属严重超标。一些企业用皮革废料熬制成工业明胶,卖给药用胶囊生产企业,最终流向药品企业,进入消费者腹中。

适合年龄:6岁以上。难易程度:中级。化学知识点:化学元素、铬元素。

铬是银白色金属,它的熔点很高,比重和铁差不多。别看铬的长相不怎么样,在所有金属中,铬是最坚硬的。但是,我们平常看到的铬却很脆弱,这是为什么呢?原来,它里面含有氢或极少量的氧化物。

铬在常温下的化学性质并不活泼,将它放在空气或浸入水中,不会像铁一样生锈。许多手表的外壳银光闪闪,人们说它是镀了“克罗米”,其实,“克罗米”就是铬,是从铬的拉丁文名字音译过来的。一些眼镜的金属架子、表带、汽车车灯、自行车车把与钢圈、铁栏杆、照相机的架子等,也都镀了一层铬,不仅美观大方,而且还能防止钢铁生锈铬的脾气很奇怪,在电镀时镀的铬层越薄,越是会紧贴在金属的表面,不易脱落。在一些炮筒和枪管的内壁,所镀的铬层仅有0.005毫米厚,但是,发射了千百发炮弹、子弹以后,铬层依然还在。如果要往铜上镀铬,最好先镀上一层镍,然后再镀上铬,这样可以使镀铜更加耐用一些。

铬的最重要的用途是用来制造不锈钢,在钢材里加进12%的铬和8%的镍,就制成了不锈钢。人们曾做过这样一个实验:把两块质量都为20克的不锈钢和普通碳素钢,放在腐蚀性极强的硝酸中煮一夜,结果普通钢被强烈地腐蚀了,只剩下不到14克,而不锈钢只被腐蚀掉了0.2克。

在常温下,不锈钢对空气、海水、水蒸气、盐水、有机酸等,都具有很好的耐蚀性。在化工厂里,人们常用不锈钢来制造各种管道和设备,像合成氨工厂,就需要20多种具有不同性能的不锈钢。仅一只手表中,不锈钢就占总质量的60%以上,因为表壳的机器零件很多都是用不锈钢做的。所谓“全钢手表”,就是指它的表身和后盖都是用不锈钢制的。一些医疗器械,如手术刀、注射器的针头、剪刀等,大都也是用不锈钢制作的,看上去十分清洁耐用。用不锈钢造成的轮船、汽艇,表面根本不用涂漆。

1974年,在陕西省临潼县发现了秦始皇的陶俑坑,人们在一个墓坑里出土了三把宝剑。剑身乌黑透亮,寒光逼人。这三把宝剑在五六米深的潮土壤中埋了2000多年,出土时不仅毫无锈迹而且依然锋利逼人,为何它们历经了数千年的时间却没有生锈呢?

科学家经过仔细研究,发现这三把宝剑的表面经过了特殊的处理,古人用的是铬盐氧化法。铬酸盐是一种非常强的氧化剂,它可以使剑的表层金属生成一层致密而稳定的氧化膜,因而保护了里面的金属。但是,这种铬酸处理技术,在国外直到20世纪30年代才开始应用于金属的抗蚀,而我国人民早在2000多年前已掌握了它。这不得不说是一个奇迹啊。

知识拓展:铬在人体的作用:

铬是人体内必需的微量元素之一,它在维持人体健康方面起关键作用。铬是对人体十分有用的微量元素,不应该被忽视,它是正常生长发育和调节血糖的重要元素。铬在人体内的含量约为7毫克,主要分布于骨胳、皮肤、肾上腺、大脑和肌肉之中。铬的需要量很少,铬作为一种必要的微量营养元素,在所有胰岛素调节活动中起重要作用,它能帮助胰岛素促进葡萄糖进入细胞内的效率,是重要的血糖调节剂。在血糖调节方面,特别是对糖尿病患者而言有着重要的作用。它有助于生长发育,并对血液中的胆固醇浓度也有控制作用,缺乏时可能会导致心脏疾病。

铬与近视有关:

美国纽约大学研究员对大量青少年近视病例进行研究之后指出,体内缺乏微量元素铬与近视的形成有一定的关系。铬元素在人体中与球蛋白结合,为球蛋白正常代谢必需。在糖与脂肪的代谢中,铬协助胰岛素发挥重要的生理作用。处于生长发育旺盛时期的青少年,铬的需求比成人大。铬主要存在于粗粮、红糖、蔬菜及水果等食物中,有些家长不注意食物搭配,长期给孩子吃些精细食物,从而造成缺铬,眼睛晶体渗透压的变化,使晶状体变凸,屈光度增加,产生近视。

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