这是个很有趣的提问,相信很多朋友有这样的疑惑,作为曾是冶金专业科班出身的,我来回答一下。
一,一种金属的出现与否与当时的冶炼技术密切相关。我们可以这样取理解冶炼技术,比如炼铁,冶炼的过程实际上是由铁矿石变成纯铁的过程,学过化学的朋友知道,这是一个还原反应。简单理解就是铁矿是一种复杂氧化物(FexOy),而铁(Fe)是一种纯金属的单质,从化学就看出来了,由FexOy变成Fe,必须要把氧元素(O)脱掉,这个过程就成为还原反应。由此,我们不难得出,如果一种金属在由其相关矿石变成金属单质的过程越简单,那么这种金属就越容易冶炼,也就越早出现应用。回顾历史,我们知道,石器时代之后古代最早用的是青铜器,然后才是铁器,这说明我国古代的先人是先掌握炼铜技术,才是炼铁技术,用到现在的观点解释,那就是铜比铁更容易还原。那可时候人们就开始采掘露天铜矿,并用获取的铜制造武器、工具和其他器皿。
相反,如果一种金属特别容易被氧化生成氧化物,你想这种金属单质一接触到空气就被氧化了,你说要用到它的金属单质制品得多难啊,比如活泼的锂、钠、稀土元素等。
二,前面讲述了从冶炼难以程度来理解各种器皿出现的时代先后,再来看看铝的产生。细心的朋友发现日常生活中的铝制品耐腐蚀性比较好,不像铁等容易生锈,这实际不是说铝不容易被氧化,这里面涉及到其表面氧化后表层形成致密氧化膜的问题。我们知道地壳中的元素含量排序是:氧、硅、铝、铁。铝是地壳中含量最多的金属元素,按理说它的利用应该更早更广泛啊,实际上不是这样的。这是因为自然界存在的铝矿石中,铝化合物的氧化性很弱,用高温的冶炼灼烧还原仍无济于事,铝不易从其化合物中被还原出来,因而迟迟不能分离出金属铝。直至近代意大利物理学家伏打发明电池后,戴维试图利用电流从矾土中分离出金属铝,都没有成功。后来,1886年,美国的豪尔和法国的海朗特,分别独立地电解熔融的铝矾土和冰晶石(Na3AlF6)的混合物制得了金属铝,奠定了今后大规模生产铝的基础。要用到电解法才能分离出来,想想这种的分离是多么艰难,在古代没能应用也就可想而知了。
三,说到铝,现在已经应用非常广泛了,铝的价格也便宜。但是在一百多年前,所谓物以稀为贵,铝可是比黄金还贵,被视为贵族用品。例如法国皇帝拿破仑三世在宴会上使用过铝制叉子;泰国国王使用过铝制表链。1855年在巴黎博览会上,它与王冠上的宝石一起展出,标签上注明“来自黏土的白银”。1889年,门捷列夫还曾得到伦敦化学会赠送的铝合金制成的花瓶和杯子。到19世纪末,铝的价格发生了成千倍的跌落。首先是由于19世纪70年代西门子改进了发电机后,有了廉价的电力;其次是由于法国的Heroult和美国的C. M. Hall于1886年分别发展了将氧化铝溶解在冰晶石(Na3AlF6)中电解的方法。这项创举使铝以大规模生产,奠定了今天世界电解铝的工业方法。
最后总结,一种金属的出现与使用:一是与自身的化学稳定性有关,凡是越活泼的金属,它的分离必定是困难的,反映到应用上自然会更晚;二是与当时的社会生产力发展有关,比如煤炭工业的发展,为炼铁炼钢发展带来了巨大动力,再如电力的迅猛发展,为电解铝的大规模生产奠定了基础,这些必然带来相应产品的大量出现了。
很高兴回答这个问题,以下为我的见解。
在历史记录中,古代听说最多的金属就是金银铜铁这几类了,铝是很少听说的,其实这也不奇怪,因为其他几类金属在自然界中都是以单质形式存在,不需要或者经过简单的冶炼就可以取得。
铝这种金属不同,虽然目前探明地球上的铝矿储量丰富,铝的冶炼过程却是很复杂的,最早是在19世纪初英国戴维发现铝这种金属存在的,但是真正取得铝金属的是在19世纪中期由丹麦的H.奥斯戴德,德国的F.沃勒和法国的H. S.德维”尔,分别用钾汞齐、金属钾、金属钠与氯化铝混合加热获得了金属'铝,当时称它为“黏土中的银子”,价格十分昂贵,拿破仑三世拿它做胸铠和头盔,显出与众不同。铝金属是在19世纪末采用电解铝的方法才在西方国家开始进入工业化生产的。
但在这个时候的中国,还出在清朝统治的晚期,还维持在手工作坊,根本就不可能引进和使用铝的生产工艺,所以铝金属在古代很少听说和使用也就不奇怪了。
其实就是这么回事,华夏古代的炼丹术传到西方,经西方术士学者贵族研究实践发展成现代的化学,告别了玄学,所以发现了铝等一系列元素,包括元素周期表等伟大成就。炼丹术在它姥姥家也以发明火药而给世界作了贡献,其他么?就用仙丹吃死唐太宗,雍正二位帝王,嘉靖皇帝炼了半辈子长生仙丹而流芳於世,以后就不了了之!别指望再有发现铝的成就了。
因为真正的金属铝直到1825年才由丹麦化学家制得,所以中国古代没有铝器。以下是我的详细回答。
铝是一种轻金属,化学符号为Al,原子序数:13。易溶于稀硫酸、稀硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液,不溶于水,但可以和热水缓慢地反应生成氢氧化铝。铝的相对密度2.70,熔点660℃。沸点2327℃。以其轻、良好的导电和导热性能、高反射性和耐氧化而被广泛使用。但铝真正被人类使用时间不到200年。
铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅,居第三位,是地壳中含量最丰富的金属元素,其蕴藏量在金属中居第2位。在金属品种中,仅次于钢铁,为第二大类金属。但是由于铝化合物的氧化性很弱,铝不易从其化合物中被还原出来,因而迟迟不能分离出金属铝,所以,即使在史前时代,人类已经能使用含铝化合物的黏土(Al2O3·2SiO2·2H2O)制成陶器,但却做不出铝器。
1825年,丹麦化学家奥斯特利用稀的钾汞齐与氯化铝反应第一次分离出不纯的金属铝,给化学领域做出了重要贡献,为后面铝的进一步分离奠定了基础。
在此后的几年间,1827年德国化学家武勒重复了奥斯特的实验,并不断改进制取铝的方法。1854年,德国化学家德维尔利用钠代替钾还原氯化铝,终于制得铝锭。
此后的半个世纪,由于制铝技术的落后,金属铝的产量很低,物以稀为贵,导致很长一段时间内,铝都是帝王贵族们享用的珍宝。法国皇帝拿破仑三世在宴会上使用过铝制叉子;泰国国王使用过铝制表链。1855年在巴黎博览会上,它与王冠上的宝石一起展出,标签上注明“来自黏土的白银”。1889年,门捷列夫还曾得到伦敦化学会赠送的铝合金制成的花瓶和杯子。
直到19世纪末,第二次工业革命带来的电气时代,使得发电技术不断革新,廉价的电力源源不断的输送出来,这为电解制铝提供了充足的动力;同时,新的电解制铝的方法被发明,将氧化铝溶解在冰晶石(Na3AlF6)中电解的方法使铝得以大规模生产,奠定了今天世界电解铝的工业方法。供大于求,铝的价格发生了成千倍的跌落,铝制品也广泛进入平民百姓的千家万户。
铝的化学性质是很活泼的,但由于其在空气中很容易跟氧气反应生成一层致密且坚硬氧化膜,使铝不会进一步氧化并能耐水,所以使铝制品具有很好的耐腐蚀性能。正因如此,在使用版铝制品时,不要用钢刷和沙子或其它坚硬的权物品来擦洗,以免损坏这层保护膜。
不过,值得引起注意的是:2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,铝制品在一类致癌物清单中。这也导致中国人一直爱吃的早餐油条由于添加了明矾(十二水硫酸铝钾KAl(SO₄)₂·12H₂O)被人们认为是不健康食品。
综上所述:由于铝金属直到1825年,才由丹麦化学家在实验室制得,19世纪末才得以量产进入平常百姓家,所以中国古代很少听说有铝器。
人类对铝最早的认识,是在在古代,人类在染色时会用到明矾,而明矾里面就有金属铝的存在。明矾无色无味的晶体,很难发现里面有金属铝。1807年,英国化学家戴维想要分离矾土,矾土的主要构成就有铝的存在,没有把氧化铝变成液体,最终与铝失之交臂。1825年,丹麦物理学家奥斯特提到自己发现了一种神秘金属-铝。至此,铝开始被大量使用。
古代的科技并没有那么发达,很难提取铝这种东西,铝曾经被当时的人称为是最难提取的物质。就连古代的皇帝都未必用得上,据说当时只有在欧洲有这种东西,而且也是极为珍贵的,只有像拿破仑这样身份地位的人才有资格享用,当时拿破仑桌子上放的水杯便是用铝做的,而他手下的大臣们最高也只能用黄金来做杯子。
铝其实一开始根本没法用电解法制备铝是一种非常特殊的金属,它具有一定程度上的非金属性(偏铝酸钠)有答主提到拿破仑时代铝很珍贵,准确说是拿破仑三世时期。也有答主提到铝是电解法才能制得但是,这不能解释为什么铝在那个时代如此贵那时候的铝是如何制备的呢?首先电解出钠或钾这种比铝更加活泼的金属,然后再来还原氯化铝,这样才能制得铝。为什么?因为现代制铝的方法是电解“熔融”状态的氧化铝(三氧化二铝),但是氧化铝的熔点高达2000多℃,在那个时代很难达到这么高温的条件,就算达到了也很难有容器能够承受这么高的高温。有人肯定会想,为什么不电解氯化铝来制备铝呢?这就是铝的特殊性,因为氯化铝是共价化合物(铝的非金属性),熔融状态下的氯化铝根本不会电离,电解自然也不可能一直到后人发现在熔融的氧化铝中,加入一种叫“冰晶石(六氟铝酸钠)”的东西,能够把氧化铝的熔点降低到1000℃左右,这个时候铝才变得廉价起来。
这么简单的问题!
中国古代根本就没有过铝制品,如何能听说呢?
铝属于活泼金属。
古人只会热还原法和热分解法和置换法冶炼金属。炼铜有热法和湿法,就是热还原法和置换法。水银,黄金和白银用的是热分解法。铁是热还原法。
古人要炼铝,只能用还原法。
丹麦化学家奥斯特利是人类第一个提炼出铝的人,且还是不纯的铝!直到1854年,德国化学家德维尔利提炼出人类历史上第一块纯铝锭。
还原法炼铝成本非常高,用此方法炼的铝比黄金还贵。所以当时人们以拥有铝制品为荣,国王贵族富豪都争相购买铝制品[大笑][大笑]其中就产生了“拿破伦的碗”的典故。贵为法国皇帝的拿破仑,就以使用铝餐具来显示尊贵!
十九世纪七十年代,西门子改进了发电机,人类因此而获得了廉价的电力资源。中国第一座水电站,位于云南昆明的石龙坝水电站,用的就是西门子发电机。
1886年,美国人C.M.Hall,法国人heroult分别同时发明了电解铝技术。正是由于电解法制铝的成功,贵金属铝就成了普通金属了!
中国古人根本不知道铝这种金属,自然就更谈不上会有铝制品了!
我们虽然是文明古国,但是在近现代文明发展史中,中国基本上只能算是一个看客!不要以为我们的古人无所不能!
铝在地球上的总量是比铁还要多的,中国古代好像铁用得比铝多,应该有如下几个原因
第一,铝的人工提炼直到近代才被发现。1824年,丹麦物理学家厄斯泰德第一个制备出不纯的铝,且工艺复杂。被当时人们认为比黄金还真贵。法国皇帝拿破仑三世特地把银杯换成铝杯,慈禧太后也曾有御用铝碗,大臣却用金银器具。所以古代无法大量用铝
第二,中国应用铁的历史较早。在春秋时期,开始了铁的冶炼,以后发展了炼钢的,炒钢法,灌钢法,淬火取练,所生产的铁和钢能基本满足作战和农业生产的需要,所以对铝的研究探索不深
第三,中国是农业大国,在自然科学的探索上稍稍落后于西方。虽然中国古代也有辉煌的科技,但基本都用于农业生产,适当的军事,从天子到百姓,农业都是大事,而探索铝的提炼,用法,在古代中国是不可能做到的,直到近代,铝由西方传入,但成了一种身份财富的象征。
综上,中国古代铝所以用得少
这个问题问得好!中国古代有青铜器、铁器、金银器,却很少有铝器,为什么呢?
这样的问题恐怕连学霸都很难解释吧,那就由我这个历史学渣回答一下吧。我是文人鬼,我有些鬼才,我说一下自己的观点。
我们目前已知的人类手工业发展的历史是由易到难逐步发展的,这是有人类发展进化的基本规律决定的。因此,考古学家通常根据具有代表性的工具对人类的大致历史进行分期,分别是:石器时代、铜器时代、铁器时代等。
(人类的进化与工具)
在远古时代,人类的智力与社会生产力较为低下,因此主要利用原始的自然工具,如石头打制成石器与木棒等。随后在使用火的过程中发明了陶器,而在制陶技术的发展中逐渐出现了原始的冶炼技术,逐渐过渡到简单的金属冶炼。随着冶炼技术的提高,进而出现了青铜器的冶炼和铁器的冶炼。
(青铜器,四羊方尊)
因为青铜的冶炼要求和技术相对比较简单,所以先出现的是青铜器。红铜的熔点是1083摄氏度,而含有锡或铅的青铜熔点约700-900摄氏度,而自然环境中存在的铜矿大多是包含各种杂质的化合物,如含铜的孔雀石等。而铁的熔点大约是1537摄氏度,生铁的熔点为1147摄氏度。光从熔点这方面来比较,炼制青铜需要的条件比炼制铁器的条件低许多,所以青铜器先与铁器流行和普及。
(青铜器)
至于,为什么我国古代为什么没有出现和大量使用金属铝的制品?我认为这主要是由铝金属的本身特性与冶炼制造的难度决定的。化学元素周期表的排名指出“铝”这位同学比较活泼,记忆口诀是:“氧硅铝铁钙”,铝的质量叫铁轻,活泼性也较铁元素活泼。因此,在自然界中铝几乎都是以化合物的形态存在的。
之所以我国古代制造不出铝制品,不是因为铝矿很难找,而是冶炼出单质铝金属技术太复杂。铝元素是地壳中含量第三多的元素,仅次于氧和硅。可以说,随便抓一把土可能都含有铝元素,但是为什么难炼出铝金属呢?
“铝化合物的氧化性很弱,铝不易从其化合物中被还原出来,因而迟迟不能分离出金属铝”。
(现代铝制品冶炼工厂)
我们今天冶炼铝制品也需要许多复杂的工艺,进行一系列的物理和化学反应,比如电解和氧化还原等。而古代是不具备这些复杂的冶炼工艺的,但是炼铜炼铁的工艺就相对简单,我们有土法炼铁等。
还有一点,铝的熔点很低,660摄氏度就熔化了。而我们古代炼制陶器的窑炉普遍都可以达到这个温度,但融化的铝会和其他物质结合,在陶瓷中普遍存在氧化铝等成分。所以,我国古代很难提炼单质的铝金属,自然不可能有铝制品,但是还有铝成分的陶器和瓷器却是很很多的。
(现代铝锭)
此外,即便是古人偶然的炼制出了单质金属的铝或制成了铝器,但由于铝的特点也很难被推广和认可。因为我国古代的金属一般是三种用途:一是兵器,二是农具,三是祭祀礼器或奢瓷品。
由于单质铝的硬度和强度都较低(铝的化合物相对硬度和强度更好),不如青铜器和铁器,再加上冶炼难度太大了,所以不可能用于兵器或者农具,因此不可能普及。
(青铜兵器)
至于制成礼器或者奢侈品也不可能,自然界中存在单质的金和银,而不存在单质铝。矿物的开采与冶炼这方面,铝存在重大问题,所以这样是铝很难像金银那样成为奢瓷品。
当然,在近代西方铝制品刚炼制出了的时候,因为稀有确实使铝制品在一段时间内成为贵族追捧的奢瓷品。但是,金银早已成为熟悉和使用的贵金属与货币,因此铝很难取代它们的地位和货币地位。随着铝制品的大量涌现,铝便更加不可能成为奢侈品了。
(古代金饼)
虽然我国古代铝制品没有打来功能出现,更没有成为奢侈品,但与含有铝元素的制品还是很广泛的,比如陶瓷器制品还有翡翠制品,这些物品很多都含有铝的成分。
总结:探讨一番后,我发现我国古代有青铜器、铁器、金银器却少有铝器,很重要的原因是:
一、铝金属提炼的技术太复杂,工艺要求普遍高于我国古代的金属冶炼水平;
二、铝及铝制品的性质特点与古代社会需求不相符,难以大量推广和运用,即便是偶然制造出来(古人智慧和能力最好不要低估),也没有市场需求,因此不排除被自然淘汰和抛弃的可能。
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1854年,法国化学家德维尔把铝矾土、木炭、食盐混合,通人氯气后加热得到NaCl,AlCl3复盐,再将此复盐与过量的钠熔融,得到了金属铝。这时的铝十分珍贵,据说在一次宴会上,法国皇帝拿破仑第三独自用铝制的刀叉,而其他人都用银制的餐具。泰国当时的国王曾用过铝制的表链;1855年巴黎国用博览会上,展出了一小块铝,标签上写到:“来自粘土的白银”,并将它放在最珍贵的珠宝旁边。1889年,俄国沙皇赐给门捷列夫铝制奖杯,以表彰其编制化学元素周期表的贡献。1886年,美国的豪尔和法国的海朗特,分别独立地电解熔融的铝矾土和冰晶石的混合物制得了金属铝,奠定了今天大规模生产铝的基础。
近一个世纪的历史进程中,铝的产量急剧上升,到了20世纪60年代,铝在全世界有色金属产量上超过了铜而位居首位,这时的铝已不单属于皇家贵族所有,它的用途涉及到许多领域,大至国防、航天、电力、通讯等,小到锅碗瓢盆等生活用品。它的化合物用途非常广泛, 不同的含铝化合物在医药、有机合成、石油精炼等方面发挥着重要的作用
1854年,法国化学家德维尔把铝矾土、木炭、食盐混合,通人氯气后加热得到NaCl,AlCl3复盐,再将此复盐与过量的钠熔融,得到了金属铝。这时的铝十分珍贵,据说在一次宴会上,法国皇帝拿破仑第三独自用铝制的刀叉,而其他人都用银制的餐具。
铝器在中国被使用不早于十九世纪中叶,也就是清代末年
19世纪英国和德国人发明了电解铝工艺,铝制品才有少量生产,物以稀为贵,铝制品最早只出现在皇宫的餐具上,皇帝用铝制品餐具,大臣贵族用黄金银制餐具,据说拿破仑用铝制的盔甲,当时西方国家都很少用到,何谈能到中国了。
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