【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 體。（2）鋁膨松劑的作用目前常用的膨松劑有明礬和磷酸鋁鈉，在制作油條、粉絲等膨化食品時(shí)加入，隨食用11 / 88AL3+進(jìn)入人體（3）制炊具的不當(dāng)使用 在使用鋁制炊具時(shí)接觸酸、堿、鹽等也可以使大量 AL3+溶出進(jìn)入食物中。又如我們習(xí)慣用鋁鍋燒開水，此水中鋁含量大于 216181。g/L，最高可達(dá) 4631181。g/L，比自然水和鐵鍋煮水高出 9—190 倍。（4）茶及含鋁藥劑的使用飲茶雖有利健康，但多種茶葉中含鋁量也很高，如綠茶含 403。31181。g/L，紅茶已含485。79181。g/L，花茶含 319。06181。g/L，在茶葉的泡制過程中 AL3+會(huì)溶出進(jìn)入人體。血液透析時(shí)透析液含鋁多，也可引起鋁在體內(nèi)的滯留；長(zhǎng)期使用氫氧化鋁胃藥也會(huì)造成鋁在人體內(nèi)的蓄積，但這不是主要的。 Ⅱ鋁對(duì)人體的毒性效應(yīng)正常人體含鋁量 50—100mg，人體攝入的鋁 99。7%來自食品、飲料和飲水，每天從飲食中攝取鋁平均 45mg 左右。進(jìn)入胃腸道的鋁吸收率為 0。1%，大部分隨糞便排除體外，少量的鋁經(jīng)腸道吸收入人體。近 10 年來人們發(fā)現(xiàn)了鋁的毒性，并引起了重視。普遍認(rèn)為鋁的毒性主要表現(xiàn)為對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損害，臨床上鋁中毒的表現(xiàn)主要有鋁性腦病、鋁性胃病和鋁性貧血等，老年性癡呆癥的發(fā)生增多就于鋁在體內(nèi)的積累有關(guān)，醫(yī)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)該病的病人腦組織中含有高濃度的鋁。將 ALCL3 注入貓腦等動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了著一點(diǎn)。原因時(shí)神經(jīng)元吸收鋁后，鋁進(jìn)入神經(jīng)核內(nèi)，改變了細(xì)胞的骨架，導(dǎo)致癡呆病的發(fā)生。鋁在人體內(nèi)還能干擾磷的代謝，鋁在腸道內(nèi)課可于磷酸鹽形成不溶性的 ALPO4，阻止腸道對(duì)磷的吸收，從而使血液中和其他組織內(nèi)磷的總量減少，磷在生物體內(nèi)起著很重要的作用，磷的缺少會(huì)引起機(jī)體的代謝紊亂，也會(huì)影響機(jī)體對(duì)鈣的吸收，造成機(jī)體脫鈣的現(xiàn)象，最終導(dǎo)致骨軟化癥。另外，AL3+能取代重要酶及生物分子上的 Mg2+，與生物配體形成比Mg2+更穩(wěn)定的化合物，抑制 Mg2+依賴酶活性的。Mg2+ 對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)有抑制作用，低鎂時(shí)神經(jīng)肌肉興奮性增強(qiáng)，因此，一旦 AL3+取代 Mg2+，將引起機(jī)體代謝的不平衡，造成神經(jīng)系統(tǒng)等各個(gè)方面的疾患?？傊?，鋁在人體中引起的毒性時(shí)緩慢的，長(zhǎng)期的，不易察覺的，但是一旦發(fā)生代謝紊亂的毒性反應(yīng)，則后果時(shí)嚴(yán)重的時(shí)不可恢復(fù)的。4．總結(jié)迄今為止，自來水工業(yè)普遍采用鋁鹽凈化飲用水，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有生產(chǎn)方法制得飲用水含量比原水一般高出 12 倍，這對(duì)人體可能構(gòu)成一定的不良影響，因此水的凈化處理技術(shù)有待進(jìn)一步改進(jìn)。少施或不施酸性化肥如硫銨、氯化銨等，降低土壤的酸度，使 AL3+盡量少的釋放出12 / 88來，以免影響作物的生長(zhǎng)。我國(guó)在這方面也有改進(jìn)，多生產(chǎn)尿素，炭銨等中性肥料和腐植酸類肥料。鋁對(duì)環(huán)境的污染與酸雨有關(guān)，我國(guó)南方等地酸雨現(xiàn)象比較突出，酸雨可使工業(yè)含鋁泥和土壤中的鋁轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄凿X，從而給作物帶來毒害及水體污染。我國(guó)正發(fā)展排煙脫硫的化學(xué)方法，控制 SO2 的排放，以便減少酸雨的降落。改良不合理的的飲食習(xí)慣，盡量減少 AL3+的入口渠道，丟掉傳統(tǒng)油條膨送劑的使用，治療胃病的藥物盡量避開 AL（ OH）3D 的制劑，改用胃動(dòng)力藥。13 / 88緩沖溶液 01611 許曉敏一個(gè)耐人尋味的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如果往 升純水里滴入 毫升 1M 的稀鹽酸，用 pH 試紙測(cè)得溶液 pH 值從 7 變成了 3，[H +]增大到原來的一萬倍；如果往 升純水里滴入 毫升 1MnaOH 溶液，那么測(cè)得溶液的 pH 值從 7 變成了 11，[H +]是純水的萬分致意。這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說明，即使少量的酸或堿，對(duì)純水的 pH 只也有很大的影響。先看看下面兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。 升 醋酸和 醋酸鈉混合溶液的燒杯里，同樣加入甲基橙指示劑后，溶液都呈黃色；如果 pH 試紙測(cè)定他們的 pH 值，都小于 5。然后再往這兩個(gè)燒杯分別加入 毫升 1M 的稀鹽酸和 毫升 1MnaOH 溶液，發(fā)現(xiàn)兩邊溶液的顏色都沒有明顯的變化，如果 pH 試紙測(cè)定它們的 pH，也沒有明顯區(qū)別。這是什么愿因呢？確實(shí)是一個(gè)耐人尋味的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象應(yīng)怎樣解釋呢？原來，在加入強(qiáng)酸或強(qiáng)堿以前，混和溶液里的離子和分子間意見存在一種暫時(shí)的平衡狀態(tài)，醋酸鈉是完全電離的，因此[Ac — ]大于 0。1M 醋酸溶液里的[Ac — ]。同時(shí)，由于同離子效應(yīng)，[HAc]也增大了。也就是說，在醋酸和醋酸鈉的混合溶液里，存在大量醋酸分子和醋酸根離子。這時(shí)候往混和溶液里加入少量強(qiáng)酸，強(qiáng)酸電離主力的氫離子就會(huì)使溶液里的[H +]增大，打破了溶液原來的電力平衡，使電離平衡想生成醋酸分子的方向移動(dòng)。這樣，新加入的氫離子由于和溶液存在的醋酸根離子結(jié)合，就幾乎被完全消耗掉了，所以溶液里的[H +]也就不會(huì)發(fā)生明顯的變化。再看看往混和溶液里加入少量強(qiáng)堿時(shí)候的情況。強(qiáng)堿電離出來的氫氧根離子和溶液里的氫離子結(jié)合，生成難電離的水分子，使得溶液里的[H +]減小，結(jié)果，溶液的電離平衡就向生成氫離子的方向移動(dòng)。因?yàn)楸粴溲醺x子消耗的氫離子不斷由醋酸分子的電離而得到補(bǔ)充，所以溶液里的[OH]也不會(huì)有明顯的變化。同樣，其他由弱酸和弱酸鹽所組成的混和溶液（如 HF—NH 4F）或由弱堿和弱減眼所組成的混和溶液（如 NH3H2O—NH4Cl）也具有同樣的性質(zhì)。緩沖溶液通過大量實(shí)驗(yàn)，說明各種弱酸和它們的鹽或是弱堿和它們的鹽所組成的混和溶液都14 / 88具有抵抗少量外來強(qiáng)酸或強(qiáng)堿對(duì)它們施加影響的能力。這種能夠抵抗少量強(qiáng)酸或強(qiáng)堿因此能夠保持溶液的[H +]pH 只基本上不變的溶液，叫做緩沖溶液，這種左右，叫做緩沖作用。在這里，要特別注意“少量強(qiáng)酸或強(qiáng)堿”幾個(gè)字！如果加入的是大量的強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，溶液的緩沖作用就會(huì)受到破壞，甚至完全失去緩沖作用。緩沖溶液不僅能抵抗少量強(qiáng)酸和強(qiáng)堿，而且還能抵抗稀釋。也就是說，把緩沖溶液在一定范圍里稀釋的時(shí)候，溶液的[H +]或 pH 值仍然保持不變。這是因?yàn)榧铀♂尩臅r(shí)候，弱酸和弱酸鹽的濃度或者弱堿和弱堿鹽溶液的濃度同時(shí)按比例減小，它們的比值不變，所以不影響溶液的 pH 值但是如果過分稀釋，由于弱酸或弱堿的電離度等回受到影響，因此引起弱酸和弱酸鹽或弱堿和弱堿鹽濃度比值的變化，也就會(huì)對(duì) pH 值有影響。同樣，當(dāng)弱酸和弱酸鹽或弱堿和弱堿鹽溶液里的水分有少量的蒸發(fā)，溶液變濃的時(shí)候， 由于同樣的原因，溶液的 pH 值也不會(huì)改變緩沖溶液的組成緩沖溶液所以具有抵抗少量外來酸、堿、的作用，是因?yàn)槿芤豪餄h語“抗酸成分”和“抗堿成分”組成的緩沖對(duì)。根據(jù)緩沖對(duì)組成的不同，緩沖溶液一般有以下三種類型：一種類型是有弱酸和弱酸鹽組成，例如：弱酸（抗堿成分） 弱酸鹽（抗酸成分）CH3COOH CH3COONaH2CO3 NaHCO3H3BO3 NA2B4O7另一種類型是有弱堿和弱堿鹽組成，例如： 弱堿（抗酸成分） 弱堿鹽（抗堿成分）NH3H2O NH4Cl還有一種類型是由兩種不同酸度的酸式鹽組成，例如： 酸式鹽（抗堿成分） 對(duì)應(yīng)的次級(jí)鹽（抗酸成分） NaHCO3 Na2CO3NaH2PO4 Na2HPO4緩沖溶液的應(yīng)用緩沖溶液在生理上，在科學(xué)研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上都有廣泛的應(yīng)用。 例如，人體血液的 pH 值能經(jīng)常保持在 左右，就是由于人體的血液里含有 H2CO3 — NaHCO3 等弱酸和它們的鹽形成的緩沖溶液，使血液具有緩沖作用因此即使想血液里注射入少量的堿性藥物或酸性藥物，血液也能自行調(diào)節(jié) pH 值。在一般情況下，人體經(jīng)過某種運(yùn)動(dòng)，特別使在劇烈的運(yùn)動(dòng)以后，身體里往往會(huì)產(chǎn)生酸（主15 / 88要使乳酸） ，它必然使血液里的酸性增強(qiáng)，pH 值降低，這都會(huì)損害細(xì)胞提。這時(shí)候，由于H2CO3 — NaHCO3 的緩沖對(duì)存在，就發(fā)生了下面的反映： H++HCO3—=H2CO3 ，因此可以除去多余的氫離子，維持了人體的正常酸堿度。當(dāng)有過量的堿性物質(zhì)進(jìn)入血液的時(shí)候， H2CO3 — NaHCO3 緩沖對(duì)有會(huì)發(fā)生下面的反應(yīng)： OH —+H2CO3=H2O+HCO3—，就又除去了多余的氫氧根離子。 可見，人體血液的 pH 值正是通過上面的緩沖作用維持在 左右的。有的人在劇烈運(yùn)動(dòng)以后會(huì)感到頭暈，甚至手腳發(fā)生抽搐，這是因?yàn)閯×业倪\(yùn)動(dòng)使人體呼吸速度加快，吸入的氧氣增多，血液里的二氧化碳被大量趕出體外，因此二氧化碳和碳酸暫時(shí)不足而引起的。土壤里也存在著緩沖溶液，主要起作用的使 KH2PO4 和 K2HPO4 組成的緩沖對(duì)，當(dāng)過量的氫離子進(jìn)入土壤的時(shí)候，可以通過以下反應(yīng)被除去： H++HPO42—=H2PO4—。當(dāng)有過量的氫氧根離子進(jìn)入土壤的時(shí)候，又可以由以下反應(yīng)降低氫氧根離子進(jìn)入土壤的時(shí)候，由可以由以下反應(yīng)降低氫氧根離子的濃度： OH—+H2PO4—=H2O+HPO42—。這就防止了外界酸性或堿性物質(zhì)進(jìn)入土壤引起土壤的 pH 值的劇烈變化，也就使農(nóng)作物避免了“燒死”的危險(xiǎn)。16 / 88MgO 在高溫時(shí)的還原揮發(fā)現(xiàn)象01611 沈瑩摘要：通過對(duì) MgO+C 和 MgO+CO 體系的熱力學(xué)分析，表明 MgO 在高溫、低 Pco 下被碳或 CO 還原。變溫?zé)嶂貙?shí)驗(yàn)證實(shí) ，MgO 在 1300oC 幾乎不失重，碳粉在 1300 oC 的平均失重率為 %,MgO+C 在 1300 oC 的平靜失重率為 %。恒溫?zé)嶂睾透邭饬魉俣认碌暮銣責(zé)嶂貙?shí)驗(yàn)中，都產(chǎn)生絮狀 MgO 晶體， 證明 MgO 在高溫下確定能與碳或 CO 反映，產(chǎn)生還原揮發(fā)現(xiàn)象。關(guān)鍵詞：硼鎂鐵礦、熱重、MgO、 還原揮發(fā)、熱力學(xué)分析引言：硼鎂鐵礦是我國(guó)特有的多元素共生礦床，經(jīng)過我國(guó)科技工作者的多年研究，用火法或水法冶金可將其中的鐵和硼分離出來，并開發(fā)鐵和硼的系列產(chǎn)品。硼鎂鐵礦中 MgO 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 14%~25%，遠(yuǎn)比一般鐵礦中 MgO 質(zhì)量分?jǐn)?shù)（0 。32%~2。28%） ，高淶源鋼廠100m3高爐多年冶煉 MgO 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 7。85%。硼鎂鐵礦的生產(chǎn)實(shí)踐和河北冶金研究所在 15 m3 小高爐中冶煉 %的淶源礦時(shí)發(fā)現(xiàn)，爐料中的 MgO 存在收支不平衡問題。按配料計(jì)算，渣中 MgO 質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)為 29%~30%，實(shí)測(cè)渣中 MgO 只有 24%~26%,因此認(rèn)為 MgO在爐內(nèi)可能存在揮發(fā)富集現(xiàn)象。更為引人注意的是，鎂總是以其氧化物的形式在爐身上部的爐瘤附近被發(fā)現(xiàn)，由宣鋼爐瘤成分分析表明，爐瘤中 MgO 含量遠(yuǎn)大于燒結(jié)礦中 MgO 含量。有研究者認(rèn)為，MgO 可能被碳或 CO 還原為鎂蒸汽，氣態(tài)鎂在上升過程中與 SiO2 發(fā)生置換反應(yīng)，但缺乏實(shí)驗(yàn)事實(shí)。鑒于硼鎂鐵礦如此高的 MgO 含量，本文通過熱力學(xué)分析和還原熱重實(shí)驗(yàn)，探討了 MgO 的還原揮發(fā)行為。1 熱力學(xué)分析硼鎂鐵礦中的鐵，以氧化物的形式與 MgO 和 B2O3 等形成復(fù)合氧化物，在高爐冶煉過程中，鐵氧化物被逐級(jí)還原為金屬鐵 MgO 除與 FeO 和 SiO2 等酸性氧化物造渣外，有可能與碳或 CO 墳塋生成氣態(tài)鎂，起反應(yīng)方程式如下：{ MgO +C = Mg(g) +CO G1=(KJ/mol){ MgO +CO = Mg + CO2 G2=(KJ/mol )在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下兩個(gè)反應(yīng)的起始溫度分別為 2195K 和 3726K，似乎不可能發(fā)生。假設(shè)高爐內(nèi) CO 的平均分壓為 30Kpa，CO 2 的平均分壓為 8 Kpa，在 1200 oC 以上，設(shè) PMg 分別為 1*101*10 4 和 1*10， Kpa 計(jì)算了兩個(gè)反應(yīng)的自由能變化，列于表，由表中數(shù)據(jù)可以17 / 88看出在 1200~1400 oC，低 PMg 條件下，MgO 的還原是可能的。另外，鎂是極其活潑的金屬，在爐內(nèi)氧勢(shì)高的部位肯定被再氧化，使鎂的分壓進(jìn)一步降低，分壓值幾乎趨于零，因而有利于鎂還原揮發(fā)。2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論MgO 為分析純?cè)噭?，?shí)驗(yàn)前經(jīng) 1200 oC 灼燒 4h，還原劑碳為光譜純石墨粉，粒度為180~200um，實(shí)驗(yàn)前在真空碳管內(nèi)經(jīng) 1650 oC 灼燒 4h。CO 由瓶裝 CO2 加木碳在 1000~1050 oC 制得，盛樣品容器為剛玉坩堝，實(shí)驗(yàn)前竟 1500 oC 灼燒 2h。2．1 恒溫?zé)嶂袑?shí)驗(yàn)（1）CO 還原 MgOCO 還原 MgO 實(shí)驗(yàn)在 MoSi2 爐中進(jìn)行，CO 分壓為 100 Kpa 流量 120 ml/min，還原時(shí)間 1h。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得，隨著溫度增加失重量增加，在 1500 oC 平均失重率達(dá)到 3。2%。（2）碳粉還原 MgO 與石墨（1：2）混合物得剛玉坩堝放入 MoSi2 爐，由爐得底部通入流量為 120 ml/min 得氬氣，還原 1h 后取出稱量，由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得：碳粉比 CO 還原 MgO 失重量明顯增加， 且隨溫度升高而增大，并在坩堝壁發(fā)現(xiàn)絮狀白色晶體，X 射線分析表明這些晶體是 MgO，產(chǎn)生這些晶體得最可能原因是，MgO 被碳粉還原為氣態(tài)鎂，氣態(tài)鎂隨氮?dú)馍仙龝r(shí)被氧化，部分回落到樣品表面和坩堝壁上。絮狀 MgO 晶體得出現(xiàn)足以證明 MgO 得還原揮發(fā)。2．2 變溫?zé)嶂貙?shí)驗(yàn)采用 Seteram 特高溫?zé)崽炱?，在氮?dú)夥障拢髁?80 ml/min）測(cè)定了上粉（光譜純180！~200um，實(shí)驗(yàn)前在真空碳管爐內(nèi) 1650 oC 灼燒 4h