为什么奥运会的金牌不是纯金做的?
emmmm,说个冷知识,今年的金牌可能是历年金牌里最放不住的……
今年巴黎奥运会的金牌是一个文科生听起来很浪漫,理科生听着就牙疼的金牌。
今年巴黎奥运会的金牌重量为 529 g,其中含有 505 g 银和 6 g 金,然后在中间镶嵌了18g来自于埃菲尔铁塔的替换料的钢片。
啊,埃菲尔铁塔作为巴黎的地标之一,可以说是巴黎的历史积淀,浪漫的代名词,这种设计有一点像我们08年北京奥运会那种金镶玉的感觉。
但在理科生眼里,看着这个设计就开始牙疼了。
为什么呢?
金牌的构成是金+银,本身这是两种非常稳定的金属,耐腐蚀可以长期保存。而埃菲尔铁塔于1889年建成,当时使用的是19世纪末的冶金技术,主要采用低碳钢(wrought iron)进行建造。这种材料由于其优良的机械性能和抗腐蚀性能,被广泛用于建筑结构中。
这两者的耐腐蚀能力都很强,但是这两者东西放在一起就不行了……
在金,银,铁三者在一起,如果环境又是潮湿的状态下,会发生一个有趣的现象:原电池反应。
原电池反应的基本原理是两种不同金属在电解质溶液中由于电极电位不同而产生电化学反应。
这里边金、银和铁的标准电极电位:
• 金:1.50 V
• 银:0.799 V
• 铁:-0.44 V
由于铁的电极电位最低,铁在这三种金属中最容易被氧化。
铁在这里作为阳极,会变成二价铁离子,失去2个电子,从而被氧化。而银和金作为阴极,会发生还原反应,只会接受来自铁的电子,把空气中的氧气和水反应生成氢氧根。
到最后的结果就是,镶嵌在金牌中的铁块会由于电化学反应而被腐蚀,而银和金相对稳定,不会被腐蚀。潮湿的空气为这些反应提供了必要的水和氧气,使得原电池反应能够持续进行。
所以大家拿到不管是金牌银牌还是铜牌,都需要放在干燥的环境里保存,不然早晚能看到中间开始生锈……
那为什么我说理科生看到这个会牙疼的呢,这就是另一个经典故事了。
高中化学老师讲原电池的时候,特别爱提的一个例子:
有一老太太镶了颗金牙,结果回家之后整天头晕。去检查了发现她以前用铝镶了颗牙,这两个牙,加上口水这个电解质,那可不是个原电池嘛,所以放电就头晕了。
当然这段子后来被证实了是伪科学,但这个原电池的例子算是深入了理科生们的脑海了,每次一提到原电池我第一反应就是牙疼……