传说苏轼出任杭州知府时,某日和友人泛舟西湖,舞女为他斟酒,却不小心把锡壶掉进西湖中,苏轼灵机一动,随口说出了一句难倒后世许多大文豪千古绝对“游西湖,提锡壶,锡壶掉西湖,惜乎锡壶”。虽然不知道现在没有人完美地对出下联,但可以看出,锡(Sn)是人类很早就发现,并广泛应用的金属。

关于西湖与锡壶的千古绝对(图片源于网络,侵删)

在自然界,提炼锡的主要矿物是锡石。锡石的化学成分为二氧化锡,锡的含量高达78.6%,是提炼锡的重要来源。早在公元前2000多年的《汉书・地理志》中就有记载:“贲古,北采山出锡...”,贲古就是今天著名的锡都云南个旧一带。


馆藏锡石展品

《天工开物》中记载了冶炼金属锡的方法,原理是把锡石和木柴间隔堆放,木柴燃烧生成一氧化碳,一氧化碳与锡石反应还原出金属锡。为了进一步使锡熔化流出,还会加铅形成比锡熔点更低的锡铅合金,称为“点铅勾锡”。
古代金属冶铸史上最早的合金——青铜(铜、铅、锡合金),以及现代用于焊接的焊锡的制作,也是运用了锡铅合金的熔点比铜、锡更低的原理。


《天工开物》记载的“点铅勾锡”冶炼法(图片源于网络,侵删)

除了制造青铜、锡器、焊锡外,由于质地柔软、熔点低、展性和塑性强,而且无毒,在现代,锡主要用于制造食品容器、包装材料、镀锡板、易熔合金等。


现代锡器(图片源于网络,侵删)

顺带一提,我们烧烤时常用的“锡纸”,其实早已不是锡做的了,而是更廉价、延展性更好的铝做的“铝箔纸”,只是沿用了名称而已。


我们常用的锡纸其实是用铝制作的(图片源于网络,侵删)

虽然用途十分有生活气息,但历史上也有因为忽略了锡的特性而付出生命代价的故事:1912年,英国探险家罗伯特斯科特的探险小队,带着成为征服南极点第一人的梦想,忍受着极寒、冻伤和疲劳艰难前行,就在他们即将抵达目的地时,远处的一顶飘扬着挪威国旗的帐篷,宣告了他们梦想的破灭。更加悲剧的是,在返程路上,由于极端天气和错误的判断,他们永远地留在了冰冷的南极大陆。后来经过调查,取暖用的煤油泄漏,是导致悲剧的一个重要因素,而漏油的原因,是焊接装煤油的铁桶的锡化成了粉末。


斯科特的南极探险队(图片源于网络,侵删)

锡之所以会化为粉末,是因为在温度低于13.2℃时,物理结构会变得像灰尘一样松散,叫做灰锡。温度越低,转变越快,而且灰锡本身就是这种转变的催化剂,因此转变一旦开始,就会像瘟疫一样迅速蔓延,导致整个锡制品的毁坏,这种现象有个贴切的名称,叫做“锡疫”。


锡的“传染病”——锡疫(图片源于网络,侵删)

无论是璀璨的青铜文化,还是“锡疫”引发的深刻教训,大自然似乎在提醒我们,每一种自然造物,都可能蕴含造就辉煌的伟力,也有其独特的脾性,理解、敬畏及合理运用它们,正是人类智慧不断前行的阶梯。

来源: 石林石得利地质博物馆