大海中的化學(xué)資源

　　嘗過海水的人都知道，海水又咸又苦。這是什么原因呢？原來(lái)海水里溶解了大量的氣體物質(zhì)和各種鹽類。如果我們分別盛一盆自來(lái)水和一盆海水，放在太陽(yáng)下把它們曬干，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，自來(lái)水曬干了，沒剩下什么東西，海水曬干了，盆底上卻留下一層白花花的鹽。當(dāng)然海鹽并不是指我們每天食用的鹽，它含有許多化學(xué)物質(zhì)。但就是我們每天吃的食鹽，它又被稱為氯化鈉的東西是海水里的主要成份。另外還有一種叫做氯化鎂的東西，它是我們做豆腐用的主要成份。這是一種非�？嗟臇|西。至于其他物質(zhì)，海水里還有很多很多，但海水里有了氯化鈉和氯化鎂這兩種基本的化合物，就變得又咸又苦。

　　現(xiàn)在，人們?cè)陉懙厣习l(fā)現(xiàn)了100多種化學(xué)元素，其中有相當(dāng)數(shù)量的已在海水中找到�？茖W(xué)家們預(yù)言，海洋面積比陸地面積大得多，海洋中蘊(yùn)藏的化學(xué)物質(zhì)一定比陸地還要多。

　　科學(xué)家們計(jì)算，在1立方公里的海水中，有2700多萬(wàn)噸氯化鈉，320萬(wàn)噸氯化鎂，220萬(wàn)噸碳酸鎂，120萬(wàn)噸硫酸鎂。如果把海水中的所有鹽分全部提取出來(lái)，平鋪在陸地上，那么陸地的高度可以增加150米。假如海水全部被蒸干了，那么在海底將會(huì)堆積60米厚的鹽層，鹽的體積有2200多萬(wàn)立方公里，用它把北冰洋鎮(zhèn)成平地還綽綽有余。

　　世界上的物質(zhì)，各種各樣，種類繁多�，F(xiàn)在已經(jīng)知道的物質(zhì)就有幾百萬(wàn)種。它們多半是由已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的100多種元素組成的。例如，我們每天吃的食鹽，就是元素鈉和氯組成的。同樣，海水可以分為水和各種鹽類，各種鹽類又可以分解為各種元素。如我們常見的石膏，化學(xué)上叫硫酸鈣，就可以分解為鈣、硫和氧3種元素。那么，人類為了獲得這些寶貴的元素，就得從海水中提取各種元素。從海中提取元素的方法很多，歸納起來(lái)，主要有4種。一種是按物質(zhì)溶解度不同，用蒸發(fā)結(jié)晶的方法進(jìn)行分離提取，如提取氯化鈉和氯化鎂等。二是直接在海水中或濃縮的海水中加入其他化學(xué)藥品來(lái)吸附、沉淀或提取，如在海水中加入石灰乳，制取氫氧化鎂。三是利用電解方法，利用脫去鎂、鈣、硫的濃縮海水進(jìn)行電解制取燒堿、氯、氫等。四是利用離子交換法使海水中各元素直接分離出來(lái)。這4種方法可以單獨(dú)采用，也可以互相結(jié)合使用。

　　化學(xué)元素在海水中的含量差別很大。

　　人們?yōu)榱朔奖�，根�?jù)它含量的多少，大體上分為三類：每升海水中含有100毫克以上的元素，叫常量元素；含有

　　1至100毫克的元素，叫微量元素；1毫克以下的元素，叫痕量元素。人們根據(jù)海水中元素的性質(zhì)，又把它們分為金屬元素和非金屬元素兩大類。金屬元素如：鈉、鎂、鈣、鉀、鋇、鍶、鍘等。非金屬元素如：氯、溴、碘、硫等。

　　海水中有的元素盡管含量很微小，但是由于海水量很大，所以總的儲(chǔ)量卻相當(dāng)可觀。比如海水中含有的黃金，每升水僅含有0.000004毫升，但是，海水中金的總儲(chǔ)量卻有600萬(wàn)噸。如果把海水中的金全部提取出來(lái)，那么黃金就和現(xiàn)在的鋁一樣，變得非常平凡了。與海水中元素儲(chǔ)量相比，人類從海水中提取的金屬量是很少很少的。就拿現(xiàn)在世界上從海水中提取量最大的金屬鎂來(lái)說，每年的產(chǎn)量還不到一立方公里的海水中儲(chǔ)量的十分之一。鈉、鈣、鉀的產(chǎn)量只不過是海水總儲(chǔ)量的三億分之一。

　　就海中元素而言，人們現(xiàn)在提取量最多的還是海鹽。大家知道，鹽是人不可缺少的食用品，鹽還是化學(xué)工業(yè)的基本原料，所以，人們稱鹽是"化學(xué)工業(yè)之母"。

　　海水含鹽的濃度究竟有多大呢？一般情況下海水中各種鹽類的總含量為

　　30%~35%。其中以食鹽為主，到現(xiàn)在，人們已經(jīng)采用科學(xué)的方法大量提取海鹽。這些海鹽供人們食用的只是很少的一部分。大部分還是作發(fā)展化學(xué)工業(yè)的原料。以食鹽為原料，可以生產(chǎn)出許多不同用途的產(chǎn)品，把食鹽溶液電解，就能得到燒堿、氯氣和氫氣等物質(zhì)。把燒堿加入動(dòng)植物油中，再放到鍋里煮一下，就可以制出肥皂和甘油。植物纖維溶于燒堿后又可以生產(chǎn)出人造絲。

　　氫氣和氯氣是制造鹽酸的原料，將氫氣在氯氣中燃燒得到氯化氫，再將氯化氫溶于水中就是鹽酸。鹽酸的用途非常的大，合成橡膠、染料、制革、制藥、化肥等的制造和生產(chǎn)，都需要大量使用鹽酸。每生產(chǎn)1噸尼龍66就需要0.5噸多鹽酸。在有二氧化碳和氨氣的條件下，食鹽還可以轉(zhuǎn)化為純堿。純堿的用途也很大。生產(chǎn)1噸鋼，需要10至15千克純堿；生產(chǎn)1噸鋁，需要0.5噸純堿；化肥、造紙、紡織等工業(yè)也都需要大量的堿。

　　電解食鹽還可以得到金屬鈉。金屬鈉質(zhì)地柔軟，在噴氣式飛機(jī)和艦艇材料的制造上都要用到它。金屬鈉的過氧化物對(duì)解決高山和水下缺氧問題還有獨(dú)特的作用。它能把人們呼出的二氧化碳吸收，同時(shí)又能放出人們需要的氧氣。這就能解決深海潛水員、潛艇艙內(nèi)人員的缺氧問題。潛水員在水下作業(yè)就不必帶有"長(zhǎng)氣管的面具"，可以在水下進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的活動(dòng)。由此可見，食鹽在化學(xué)工業(yè)上是何等重要。

　　海水中含有大量的鎂，它主要以氯化鎂和硫酸鎂的形式存在。大規(guī)模地從海水制取金屬鎂的工序并不復(fù)雜，將石灰乳加入海水，沉淀出氫氧化鎂，注入鹽酸，再轉(zhuǎn)化成無(wú)水氯化鎂，電解便可以得到金屬鎂。制造飛機(jī)和快艇的主要材料是鋁鎂合金。金屬鎂在這里起了重要作用。鎂比鋁還要輕，鋁中"摻"上鎂，就是制造飛機(jī)和快艇的既輕又堅(jiān)固的材料。金屬鎂還可以做火箭的燃料。我們熟悉的信號(hào)彈、照明彈和燃燒彈，都要用到金屬鎂。近年來(lái)，金屬鎂在機(jī)械制造工業(yè)上，有代替鋼、鋁和鋅等金屬的趨勢(shì)。有人說金屬鎂是金屬中的"后起之秀"。這話不假，確實(shí)金屬鎂很有發(fā)展前途。

　　地球上除石油廢水、井鹽苦鹵、地下溫泉等有少量的溴外，99％以上的溴都在海里，可以說溴是一種純海洋物質(zhì)，故有"海洋元素"之稱。海水中溴含量約為65毫克／升，總儲(chǔ)量達(dá)100萬(wàn)億噸。

　　溴是一種重要的醫(yī)用藥品原料。大家熟悉的紅藥水，常用的青霉素、鏈霉素、普魯卡因以及各種激素的生產(chǎn)都離不開溴。

　　溴還有很多用處，用它制成的滅害藥，可以消滅老鼠；殺蟲劑，可以消滅害蟲。在工業(yè)上它還可以用來(lái)精煉石油，制造染料

　　海水中碘的含量為0.06毫克／升，海洋中碘總儲(chǔ)量共有930億噸左右。這要比陸地上的儲(chǔ)量還多。

　　碘是人體不可缺少的元素之一，如果缺少了它，人就會(huì)得一種"粗脖子"病。如果給病人適當(dāng)服用含碘藥劑，就可以防病。碘在尖端科學(xué)和軍事工業(yè)生產(chǎn)上有重要用途。碘是火箭燃料的添加劑。在精制高純度半導(dǎo)體材料鍺、鈦、硅時(shí)要用到碘。此外，碘在照相、橡膠、染料工業(yè)方面也都有著重要作用。

　　隨著現(xiàn)代電力工業(yè)的發(fā)展，利用核反應(yīng)堆發(fā)電需要鈾，同樣，制造原子彈等核武器都離不開鈾�？茖W(xué)家們測(cè)算出海水里的鈾儲(chǔ)量為60億噸，是陸地上儲(chǔ)量的4000多倍。我國(guó)有著遼闊富饒的海域，充分利用這一條件，從海水中提取鈾與重水，是進(jìn)一步擴(kuò)大核原料的來(lái)源，加快我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)步伐的有力保障。

　　海洋是一個(gè)天然的聚寶盆，只要我們保護(hù)它，合理地開發(fā)它，它就會(huì)給人類極豐厚的報(bào)答。

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