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[科普中国]-糖果燃烧的“助手”——锂

科普中国-绿色双碳
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聚焦绿色低碳技术理念 科普助力“双碳”目标实现
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你知道吗,糖果竟然能燃烧。这是为什么呢?在说为什么之前大家可以先和我一起做个实验哦。

首先,我们需要准备一些工具,打火机、蜡烛、一个硬糖、一个夹子、一些烟灰;然后我们就开始做实验了,我们把蜡烛点燃,用夹子夹住糖,把糖在火上烤一会儿,这时一定要注意安全,不要烧伤自己。当我们看到糖上面有一点“水”的时候,我们将烟灰洒在糖上面,再把糖放在火上烤。这时,你就会发现,糖突然燃烧起来了,这是为什么呢?

因为糖果是一种含碳的化合物,比如我们常吃的软糖,它一般是由砂糖、饴糖、淀粉等原料经熬制而成。对于含碳的化学物,只要给它提供一个适当的条件,比如一定的温度、充足的氧气或者合适的催化剂,就可以燃烧。而烟灰里就含有金属锂,锂是一种催化剂,它在糖果燃烧中起的是催化作用。

催化剂就是在化学反应前后,本身的质量和化学性质都不改变的一种物质,但是催化剂可以改变(加快或减慢)反应的速度。事实上,锂是最轻的碱金属元素。在自然界中,锂主要存在于锂辉石、锂云母、透锂长石和磷铝石等锂矿物中。在人和动物机体、土壤和矿泉水、可可粉、海藻中都能找到锂。

而且,锂在人们生活中应用也非常广泛。

比如我们生活中最熟悉的锂电池。普通干电池靠化学反应放电,反应是不可逆的。但锂电池的工作原理是靠锂离子(Li+)在正负极间进行嵌入和脱嵌,因此锂的寿命长、充放性能好。而且,锂元素作为最轻的金属,同等质量下,锂的原子数最多,也就是说锂原子可用的电子也是最多的,因此理论上锂电池的储能也是最大的。

除了在电池的应用,锂也可以做铅基合金和铍、镁、铝等轻质合金的成分。比如铝中加入少量锂(及其他元素)所制成的铝锂合金,具有质量轻质轻且强度、刚度较高的特点,如果一架大型民航客机用铝锂合金作为蒙皮,则飞机重量可减轻50kg左右。因此铝合金,已经广泛应在航空、电子、汽车、火车、建筑等各行各业。

虽然,锂的特殊物理化学性质让它在我们生活中大放异彩,但是由于它的化学性质极其活跃,可以与水发生反应,产生可燃性气体,也有易燃易爆的特性,所以锂有一定的危险性。

本文由北京市海淀区教师进修学校附属实验学校中学一级教师牟丹进行科学性把关。

新华网科普事业部

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