认识化学元素:矿泉水里发现的元素——铷

今天童乐福科学网小编带同学们认识一种金属元素——铷:矿泉水里发现的元素。铷是银白色蜡状金属,质软而轻。在光的作用下非常容易放出电子。遇水起剧烈作用,生成氢气和氢氧化铷。易与氧作用生成氧化物。由于遇水反应放出大量热,所以可使氢气立即燃烧。

认识化学元素:矿泉水里发现的元素——铷插图

适合年龄:6岁以上

难易程度:中级

化学知识点:化学元素铷元素

19世纪50年代初,住在汉堡城里的德国化学家本生,发明了一种燃烧煤气的灯,这种本生灯现在在我们的化学实验室里依然还随处可见。他试着把各种物质放到这种灯的高温火焰里,看看它们在火焰里究竞有什么变化。变化果真是有的!火焰本来几乎是无色的,可是当含钠的物质放进去时,火焰却变成了黄色;含钾的物质放进去时,火焰又变成了紫色……连续多次的实验使本生相信,他已经找到了一种新的化学分析的方法。这种方法不需要复杂的试验设备,不需要试管、量杯和试剂,而只要根据物质在高温无色火焰中发出的彩色信号,就能知道这种物质里含有什么样的化学成分。

认识化学元素:矿泉水里发现的元素——铷插图1

进一步的试验却使本生感到烦恼了,有些物质的火焰几乎亮着同样颜色的光辉,但是单凭肉眼根本没法把它们分辨清楚。这时,住在同一城市里的研究物理学的基尔霍夫决心帮本生的忙。他想既然太阳光通过三棱镜能够分解成为由七种颜色组成的光谱,那为什么不可以用这个简单的玻璃块来分辨一下高温火焰里哪些物质所发出的彩色信号呢?于是,基尔霍夫把自己的想法告诉了本生,并把自己研制的一种仪器——分光镜交给了他。他们把各种物质放到火焰上去,让物质变成炽热的蒸气由这蒸气发出来的光,通过分光镜之后,果然分解成为由一些分散的彩色线条组成的光谱—线光谱。

蒸气成分里有什么元素,线光谱中就会出现这种元素所特有的跟别的元素不同的色线:钾蒸气的光谱里有两条红线,一条紫线;钠蒸气里有两条挨得很近的黄线;锂的光谱是由一条亮的红线和一条较暗的橙线组成的;铜蒸气有好几条光谱线,其中最亮的是两条黄线和一条橙线。

光谱分析法的灵敏度很高,能够“察觉”出数百万分之一克甚至数十亿分之一克的不管哪一种元素。1861年,本生在一种矿泉水里和锂云母矿石中,发现了一种产生红色光谱线的未知元素。这个新发现的元素就用它的光谱线的颜色铷来命名(在拉丁语里,铷的含义是深红色)。

磁流体发电是使加热到2000~3000℃高温的具有导电能力的气体,以每秒600~1500米的速度通过磁极,凭借电磁感应而发出电来。热电发电是从加热一头的电极发出电子,而由另一头的电极接受,在两个电极之间接上导线,就会有电流不断地产生和通过。

这样的发电方式十分的简单高效,热能直接变成电能,省掉了水力和火力发电时的机械转动部分,从而大大提高了能量的利用率。要想获得磁流体发电所需要的高温速的电性气体或者为进一步提高热电发电的电子流速度,都少不了要用到最容易发射电子的金属铷。

铷的应用一定会给能量利用带来重大的革新。

认识化学元素:矿泉水里发现的元素——铷插图2

知识拓展:

铷的发电方式:

许多人都知道,电大多数是用火力或水力生产出来的,但是这个过程十分繁琐,大量的能量被消耗,效率比较低下。那么有没有一种操作简便而效率却很高的发电方式呢?

当然是有的,人们发现,铷原子的最外层电子很不稳定,很容易被激发放射出来。利用铷原子的这个特点,科学家们设计出了磁流体发电和热电发电两种全新的发电方式。

铷的化学性质:

铷的原子序数是37,稀有碱金属元素。铷是一种分散性元素,难以独立形成矿物,常与钾共生,主要矿物有锂云母和光卤石。

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