最活潑金屬-銫，方程式：銫+萬物=火

這是世界上最活潑最特殊的元素，金屬銫 由於其活性太高 銫通常被保存在充滿惰性氣體的特殊安瓿中 銫具有黃金般的色澤，但它的價格遠高於黃金 每克可達1000人民幣左右，由於銫的熔點只有29攝氏度 只需將它握在手心，銫金屬就會快速融化 如果你身子虛手腳冰涼，那就當我沒說 將銫冷卻一段時間，它就會部分硬化 形成非常漂亮的純銫晶體 此外，由於銫凝固後的體積會有顯著減小 安瓿內固化的銫會產生漏斗的形狀 接下來就是用銫進行一些有趣的實驗 首先將液態銫倒入煤油中 這一步千萬要小心謹慎加仔細 暴露在空氣中的液態銫瞬間燃燒 並點燃周圍的一切 可憐的桌子就這麼爲了科學陣亡了 在採取更加保險的措施後 金屬銫被成功倒入了煤油之中 在接觸煤油的瞬間 銫立即失去了金屬光澤 並覆蓋上一層氧化物和過氧化物 如果你膽子夠大 可以將安瓿中殘餘的銫扔到牆上進行銷燬 液態銫固化後會變得十分柔軟，可以輕鬆地用刮刀切割 首先拿出一小塊固體銫放在木頭上 銫接觸到氧氣後立馬產生氧化反應並且融化 然後劇烈燃燒形成特殊的洋紅色火焰 將銫放在沙子上，銫會和二氧化硅產生反應 形成一層閃亮的表面也就是非晶體硅 不過最炫酷的反應當屬將銫放入熔融的硫磺之中 在此反應中兩種元素形成了硫化銫 將銫扔進酒精中則會產生紫色的火焰 那如果在這個裝滿冰水的容器中 放入20克的金屬銫又會如何呢 點個讚唄我們繼續觀看 總結下來就是銫加萬物等於火焰 銫具有多種應用 目前金屬銫用於最精準的原子鐘 每一年僅有一秒的誤差 此外銫也運用於軌道衛星的新引擎 隨著21世紀微電子產品的興起 銫又被廣泛應用於光電池和運動傳感器 最後為我們在學校裡上的那些無聊化學課 默哀三秒鐘 這是一種神奇的液態合金 鈉鉀合金只需在加熱的煤油中放入一塊鉀 再將一塊鈉放入其中 然後不停攪拌神奇的事情發生了 金屬鉀和金屬鈉彼此漸漸融合變成了液體 從慢鏡頭中可以看到 較大的液滴會不停吞噬周邊的小液滴 最終融爲一體 將那鉀合金滴入到水中 它就會立即爆炸燃燒，然後火花四濺 但如果在一個充滿惰性氣體的環境中 將那鉀合金滴到水裏 它會先變成一顆亮藍色的圓球 然後化身爲核動力鋁，不停轉圈，最終失去顏色，消失不見 想要看到更劇烈的反應 可以在那鉀合金上來 上一滴四氯化碳 然後大錘搞定 接下來看看 那鉀合金與 液溴的反應 最有意思的還要數那鉀合金與碘的反應 爆炸的火花 夾雜着碘蒸汽 雲，絕對是 一場震撼的 視覺盛宴 真的是太震撼了，看得我熱血沸騰，忍不住起來做了 兩個俯臥撐，結果兩眼一黑 那麼，看到這樣的蘑菇雲場景，你最先想到的是什麼呢 歡迎觀看錶象的本質 今天將爲大家介紹如何製取地球上最活躍的金屬——銫 以及用這些銫來做一些有趣的實驗 曾經我們介紹過銫這種金屬元素的一些物理化學性質 如果你也想拿它來親自做一些實驗的話 可能比較困難 一方面，銫的價格並不便宜 在一些售賣元素樣本的網站 一克銫通常摺合人民幣需要600到900元 另一方面，由於銫的化學活性非常高，在空氣中非常容易自燃 在很低的溫度下就能夠與水發生爆炸性的反應 屬危險性物質售賣儲存和運輸都受到嚴格管制 普通人並不容易接觸到 所以我們決定嘗試用比較簡陋和便宜的方式來獲得金屬銫 實驗室中經常使用氯化銫與金屬鈣或鋰的反應來獲得金屬銫 金屬鋰或鈣比較便宜，獲取相對容易 氯化銫是銫的氯化物，每克不到5塊錢的價格也很便宜 而且淘寶就可以買到，製取銫的反應相當簡單 只需要把氯化銫和金屬鋰按照10比1的質量混合 加熱到700攝氏度，在此之前需要照例提醒 此實驗有一定危險性，請勿模仿 首先，我們用一根廢舊的鋼管，在熟練焊工的幫助下 將它做成了一個足夠來放置反應物的容器 並在它的蓋子上焊接了一根銅管 用來將生成的銫蒸氣導出凝結，方便收集 最終制成了這樣一個簡單的反應容器 將氯化銫和金屬鋰倒入容器中密封后 就可以把它放入電熔爐裏進行加熱。 爲了防止收集到的金屬銫被氧化 在銅管末端的接收瓶中需要事先通入氬氣並做好密封 打開開關設置好溫度後接下來的就是等待 大約五分鐘之後爐中的溫度上升到700攝氏度 第一滴金屬銫開始進入接收瓶中 由於銫的沸點在整個反應的反應物和生成物中是最低的 只有671攝氏度 所以通過這個裝置很容易就能將銫蒸餾分離出來 反應生成的銫會變成蒸氣進入銅管 最終在另一端重新凝結 爲了防止銫過早地凝結在銅管中 需要在整個過程中不時地給銅管加熱 遺憾的是第一次的製取過程並不順利 可能是之前所用的焊料的熔點太低了 在溫度達到740攝氏度時 銅管的焊接處已經開始融化了 儘管立即對它進行了補救 但在15分鐘後銅管還是完全脫落了 實驗被迫終止 值得慶幸的是第一次的努力並沒有完全白費 我們成功地在充滿氬氣的接收瓶中 得到了大約3克還沒完全氧化的銫 透過玻璃瓶你可以觀察到金屬銫的光澤表面 看起來就像黃金一樣 但是不難發現，這些銫和工廠出品的銫相比 還是有很大區別的 工廠的銫在安布瓶中幾乎不浸潤玻璃，說明它的純度很高 而我們製取的銫很容易浸潤瓶壁 很明顯它含有氧化物和其他化合物的雜質 有了第一次的失敗經驗，我們對實驗裝置進行了改進 這一次，連接蓋子處的焊料採用了更難溶的黃銅焊料 它能承受900攝氏度的高溫，而不至於悲劇重演 除此之外，還加裝了一個直角彎頭 以便實驗完成後能方便地拆卸和清理銅管 依然是將同樣數量的氯化銫和鋰 倒入反應容器中，開始加熱 爲了保護銫在整個蒸餾過程中 儘可能的不被氧化 銅管末端的接收瓶中 不僅預先通了氬氣 還裝了小半瓶礦物油 這一次的實驗很成功，整個蒸餾過程花了大約一個小時 最終在接收瓶裏成功地收集到大約15克的金屬銫 初步估計，這個瓶子裏的銫價值超過一萬元人民幣 如果將它們少量分別裝進安布瓶裏，可能還會更貴 金屬銫的熔點 只有不到29攝氏度，所以它通常在室溫裏都呈液態 用注射器可以很方便地從收集器裏抽取它們 這時，你可以清楚地看到金屬銫美麗的金屬性光澤表面 由於其極高的化學活性 只要擠出一點銫在木條上 你就會看到它幾乎立即在空氣中燃燒起來 火焰呈現出漂亮的紫色 所以這種金屬通常被保存在充滿氬氣或礦物油的安布瓶中 由於改良了收集過程 這次收集的銫純度比上次明顯要好很多 接下來的環節就是喜聞樂見的銫和水的反應 因為銫是最活躍的金屬 甚至它本身也會在空氣中自燃 直接把注射器裏的銫朝水裏丟 顯然是作死 除了一些適當的防護 用個適當的實驗裝置來盡量遠離它們也很必要 不過實際上由於銫的原子半徑很大 這種反應產生的能量要比相同數量的鈉要小很多 加上熔點低活性高 銫在接觸到水的時候會立即爆炸 使得聚集起氫氣的時間很短 所以它和水反應的劇烈程度實際上還不如金屬鈉 不過也是相當的藝術了 雖然銫會和水發生劇烈的反應 但是將它放入礦物油 或者乾燥的飽和烴中卻不會有什麼反應 雖然十分鐘後金屬表面還是覆蓋了一層氧化物 這顯然是因為這些石油醚在之前溶解了一些氧氣的緣故 銫和乙醇的反應沒有和水那麼劇烈 你可以清楚地看見它產生的美麗的紫色火焰 現在你已經知道如何製取 這種地球上最活躍的金屬 如果你想得到純度更高的銫，可以再次對它進行蒸餾提純 並注意將它們封裝在充滿惰性氣體的容器裏 上述的方法其實非常的簡陋 原則上在設備完善的實驗室裏 可以每天精製超過一公斤的高純度金屬銫 最後還是要鄭重提醒 該視頻只為演示一個化學反應 實驗有風險請勿模仿 感謝您的觀看更多精彩內容請持續關注我 今天要介紹地球上最硬的金屬鉻 它在元素週期表的位置在這 釩的後面 鉻是所有金屬中硬度最高的 莫氏硬度達到9 僅次於鑽石的10 鉻是一種銀白色的金屬 在空氣中幾乎不會被氧化 鉻的硬度相當高 能輕易地刮傷普通的矽酸鹽玻璃 我認為鉻的硬度很大程度上取決於它的純度 工業上，金屬鉻的生產一般採用金屬熱還原法和電解法 鉻鐵合金通常用於生產不鏽鋼 現在我們來看看鉻的化學性質 鉻的命名來自於希臘文的顏色一詞 這是由於鉻的化合物幾乎可以具有彩虹的所有顏色 在實驗室中，最常見的鉻化合物是重鉻酸鉀 常用於分析化學 它是一種強氧化劑 用於清潔化學表面的頑固污漬 也是從礦石中提取鉻金屬的中間劑 如果你把重鉻酸鉀和任何還原劑混合 比如和鋁粉一起點燃 你就能看到一個非常劇烈的反應 併產生金屬鉻的顆粒 重鉻酸鉀易溶於水 在這個化合物中 鉻是正六價氧化態 如果你加一點鹼 比如氫氧化鈉，在重鉻酸鉀溶液中 在鹼性環境中 重鉻酸根就會變成鉻酸根 溶液顏色會依據環境酸度變爲黃色或者橙色 另外一種鉻化合物橙色的重鉻酸 其中的鉻也是正六價的氧化態 點燃這種橙色粉末 我們可以看到它的分解 深綠色的多孔顆粒氧化鉻的不斷噴發 就像火山一樣這個反應被稱為重鉻酸銨火山 反應生成的氧化鉻是陶瓷、人造革 建築材料的著色劑、有機化學合成的催化劑 耐曬塗料、耐磨材料,甚至是印刷紙幣的專用油墨 在一個充滿了氨氣的瓶子中,添加一些紅熱的氧化鉻 正常情況下的氨氣和氧氣不反應 但是氧化鉻是氨氧化合的催化劑,會產生炫目的效果 除了三價的鉻化合物之外,還能有二價化合物 在一支試管中添加鹽酸和重鉻酸鉀 然後加一點金屬鋅顆粒 橙色的六價鉻被氫還原成綠色的三價鉻 接著繼續被還原成藍色的二價鉻 在這裏你能看到不同價態 的鉻化合物溶液的顏色 接下來看另一個實驗 在重鉻酸鉀溶液中添加乙醚 乙醚的密度比重鉻酸鉀低 所以它會在溶液的上層 接下來往混合物中加入少量的硫酸 再加入幾滴20%的過氧化氫溶液 加入了過氧化氫之後的反應很有趣 重鉻酸鉀和過氧化氫 在酸性環境中反應形成不穩定的化合物 過氧化鉻時變黑 而生成的過氧化鉻能在乙醚中穩定存在 並呈現藍色 反應會不斷的生成氫氣 我不記得這三種顏色和哪個國家的國旗顏色類似 總之這個反應看起來很好看 值得說明的是在進行這些實驗的時候 需要記住六價的鉻化合物是有毒性的需要注意安全 但是三價鉻是對人體有益的元素 三價鉻是葡萄糖耐量因子的組成部分 對調節糖代謝維持體內正常的耐量起重要作用 然吃進的澱粉可以分解為葡萄糖 也是在胰島素和三價鉻的共同作用下完成的糖代謝 金屬鉻的最大應用就是製作不鏽鋼 在鋼材中加入15%到30%的鉻 它們在不鏽鋼的表面形成覆蓋金屬的氧化膜 能有效地提升鋼材的抗氧化性和耐腐蝕性 現在我們瞭解了鉻是最硬的金屬 同時也能擁有各種顏色化合物 想了解更多有趣的化學元素請關注我