生活即是化學《世界史是化學寫成的_閱讀書摘》

2022/10/24閱讀時間約 4 分鐘
《世界史是化學寫成的》:從玻璃到手機,從肥料到炸藥,保證有趣的化學入門
作者: 左卷健男
人類的日常生活,就是一部透過化學改變世界的微物史。
這本書很貼近自己的生活,我們生活所觸及的物品,都可以透過書中了解來由。其中我比較有興趣的是黃金植物染劑。透過書中內容,也可以發現很多發明常常都是一個不經意,碰撞出出乎意料的結果,很有趣的一本知識書推薦給大家。
(擷取至博客來)

黃金是欲望之源

一如其名,黃金擁有美麗的金黃色光澤,化學件質非常穩定、不易腐蝕,使其金黃色的光輝永遠不會消失。它是人類最開始運用的金屬之一,在全世界都是備受珍視的通貨和裝飾品。
舉例來說,《舊約聖經》裡就有許多關於黃金記載;美索不達米亞的幼發拉底河下游右岸、由蘇美人建設的城邦國家烏爾,在西元前3000年左右,也已經製造出精緻的黃金頭盔。另外,從埃及考古遺址裡也挖掘出許多豪華的黃金製品。從西前1300年代在位的法老圖坦卡門陵墓中,也出了國王面具、座椅、寢具、服裝配飾等4000件以上黃金陪葬品。從約西元前3000至西元前1200年,曾盛極一時的特洛伊、克裡特、邁錫尼這些愛琴文明城市,也都遣留許多黃金製品。西元前六世紀至西前四世紀左右,統治南俄羅斯草原地帶的遊牧民族-斯基泰人建立的斯基泰文明,也以武器和馬具上大量的黃金動物雕刻著稱。
黃金除了可說是人類欲望的根源,也孕育出中世紀的煉金術風潮,更強化了人類到未知世界找黃金國度的衝動,最終將歷史導向大航海時代,推動了全球化。許多在大航海時代崛起的歐洲強國,都是靠著黃金和白銀累積了國家財富。之後,包括十九世紀的大英帝國,以及二十世紀後的美國等國家,幾乎都是匯集了全世界大多數黃金的「黃金帝國」。

黃金的用途

黃金是很柔軟的金屬,延展性驚人。每一公克的黃金可以製成面積超過一坪的金箔,或是三千公尺長的金線。由於純金太過柔軟,所以多半會與銅、銀、鉑製成合金來運用。合金的黃金純度是以克拉(k)來標示,其計量方式是將純金列爲24K(含金量100%)。舉例來說,大多數的金幣純度是21.6K(含金量90%)、所謂的K金飾品多爲18K(含金量75%),鋼筆的黃金筆尖爲14K(含金量58.3%)。最低的是10K(含金量41.7%)。
黃金不只耐腐蝕,導熱和導電性也很好,所以除了製造通貨和珠寶首飾以外,也用於電子元件的端子、連接器,或積體電路鍍金處理。
黃金也能充分「反射紅外線」,因此有些人造衛星的表層會貼上金箔做為隔熱材料:美國的哥倫比亞號太空梭就使用了大約40公斤黃金;日本JAXA(宇宙航空研究開發機構)所研發火箭的主引擎,也使用了約5公斤的黃金。

世界黃金産量

根據2019年底的統計,全世界已開採且經過精煉加工黃金總量約有20萬噸。如果用專業比賽用的五十公尺長泳池計算,這些黃金可裝滿座泳呢?由於黃金的密度很大,因此目前所開出來的黃金,大約只裝滿了四座泳池而已。
2019年,全世界開探出的黃金産量總計爲3300噸,比2018年多了40噸。若依國別來看,開採量最高的是中國有420噸,第二名是澳洲330,第三名是俄羅斯的310噸,第四名是美國的200噸,第五名則是加拿大180噸,接下依序是印尼、迦納、秘魯、墨西哥。

開採黃金的方法

從古至今,凡是混在大量沙土中的砂金和自然金,都會用一種特殊的方法來找出黃金:首先,拿一只平底但有深度的盤子,在盤中放入沙土和水,不停搖晃之後,就會漸漸分離出密度較大的砂金。
但如果要在礦山開挖含有黃金礦脈的岩層,長期以來都是用鑿子和槌子徒手挖掘。直到十九世紀中葉,才出現了蒸氣驅動的鑽孔機、平鑽機,人類得以靠壓縮空氣來驅動機器,甚至還出現了油壓驅動的技術。接著又出現了革命性的發明,那就是可以爆破岩石的矽藻土炸藥。

黃金的提煉技術

在黃金的提煉技術方面,自古以來所使用都是將黃金溶於「汞齊法」。在常溫下,黃金可溶於液態,變成一種名為汞齊的合金。汞齊加熱後,汞會蒸發,只留下黃金。這是從古代就已知曉技術。
但汞也是很貴重的金屬,所以人們就以黃金氰化法來替代,十九世紀開始使用的「黃金氰化法」是將搗成粉末狀的礦石投入裝滿氰化鉀水溶液的水槽內,充分攪拌以混入空氣,使黃金以離子態溶於溶液中。接著,在溶液裡加入鋅,黃金就會被較容易成離子的鋅置換並且析出。這種方法可以從含金量較少的低純度礦物中提取黃金。
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