圣潔的天使——白色

下雪了,。一位畫家在凌晨醒來(lái),。打開窗戶，烏云散去的雪后,，太陽(yáng)還未升起,，月顯得更加皎潔。地上的積雪,，白得發(fā)亮,，像天使那潔白的羽翼。那月光,，在布滿積雪的地上,，房上，反射到遠(yuǎn)方,，將夜照的透亮,，那是天使明亮的光環(huán)吧？畫家多想用畫筆,，用顏料描繪這圣境一般的雪夜,。究竟哪一種白色的顏料，能像雪一樣潔白,？

1.鉛白

鉛白,，就像一位德高望重的老者，龐眉皓發(fā),，有一種上古的氣息,。因?yàn)椋菤v史最悠久的白色顏料,。四五千年前,，他被智慧的古人發(fā)現(xiàn)，秦朝時(shí),，被稱為“胡粉”的它被用做化妝品,，《周易參同契》中提到：“胡粉投火中，色壞還原為鉛,?！痹谥袊?guó)西北地區(qū)的古老壁畫上，也發(fā)現(xiàn)了鉛白的身影,。同樣,，在其他國(guó)家，鉛白也被運(yùn)用于油畫作品中。由于良好的耐候性,，強(qiáng)大的遮蓋力和純凈的色澤,，成為了最佳的油畫顏料，為各國(guó)名家所廣泛運(yùn)用,。莫奈就很喜歡用鉛白,，曾提到過鉛白，美國(guó)的西奧多·格雷在《神奇的化學(xué)元素》中引用了那句話（好像在鎘那一頁(yè),，我也記不太清了）,。

鉛白，就是堿式碳酸鉛〔2PbCO3·Pb(OH)2〕,。它在現(xiàn)在仍有廣泛的應(yīng)用,。除油畫顏料外，主要用于制造油漆,，特別適用于制防銹漆,，戶外用漆,，船舶用漆,，珠光塑料，珠光用漆等,，也可以作為陶瓷彩釉和氯乙烯塑料穩(wěn)定劑,。

鉛白的化學(xué)性質(zhì)不算太穩(wěn)定，易被酸及含酸之濕空氣所侵蝕,，在還原焰及有大量還原劑存在時(shí),，容易還原成金屬鉛而使釉顯露灰色，400攝氏度左右分解,?！吨芤讌⑼酢分刑岬降摹吧珘倪€原為鉛'就是由于鉛白在高溫下分解：

2PbCO3·Pb(OH)2→H2O 3PbO 2CO2

在高溫下被火爐中的碳還原成鉛：

2PbO C→2Pb CO2

鉛白也不可以與群青，銀朱,，鎘黃等含硫顏料混用,，因?yàn)樗隽驎?huì)生成黑色的硫化鉛。

鉛白是怎樣在工廠誕生的呢,？很簡(jiǎn)單,，用沉淀法。

首先,，制取堿性乙酸鉛溶液,。將氧化鉛與熱水混合，徐徐加入稀乙酸,，充分?jǐn)嚢韬箪o置一夜即可制成：

2PbO 2CH3COOH→Pb(CH3COO)2·Pb(OH)2

然后加入碳酸氫鈉或通入二氧化碳,，就沉淀出了鉛白：

Pb(CH3COO)2·Pb(OH)2 2NaHCO3→PbCO3·Pb(OH)2 2CH3COONa CO2 H2O

鉛白有一個(gè)最大的缺點(diǎn)，它與其他鉛鹽一樣有劇毒。皮膚接觸,，吸入,，吞食都會(huì)導(dǎo)致中毒。鉛鹽可以損害人的神經(jīng)系統(tǒng)等,，會(huì)造成人體代謝異常,。鉛鹽對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)損害嚴(yán)重，其癥狀大多表現(xiàn)為頭痛,、惡心,、嘔吐、高熱,、煩躁,、抽搐、甚至?xí)X水腫,、精神病或局部腦損害等綜合征,。所以，鉛白正逐步被更安全的鈦白所取代,。使用鉛白時(shí),，一定要避免長(zhǎng)期接觸或吞食，避免中毒,，取鉛白之長(zhǎng)而避鉛白之短,，讓鉛白在生產(chǎn)生活中更好地發(fā)揮它的作用。

2.銻白

我們都知道銻,，也許是因?yàn)橹袊?guó)銻的儲(chǔ)量居世界第一位,，也許是因?yàn)樗瞧嫣氐脑胤?hào)Sb，也許是鉛銻合金可以制彈頭,，也許是酒石酸銻鉀晶體有迷人的光澤,，但一定有人是因?yàn)橐环N顏料認(rèn)識(shí)銻的，這種顏料就是銻白（三氧化二銻）,。

與鉛白一樣,，銻白的外觀也雪似的潔白。用它來(lái)描繪雪景,，一定能描繪出天使般的圣潔美好,。更重要的是，它也有天使般美的心靈,。它,，是顏料家族中英勇無(wú)畏的消防戰(zhàn)士，為了實(shí)現(xiàn)自己的價(jià)值,，他甘愿變成另一種形式存在于這個(gè)世界,。他最重要的用途便是制防火漆，作阻燃劑。它在高溫下會(huì)與含氯樹脂反應(yīng)生成沸點(diǎn)較低的氯化銻,，揮發(fā)阻燃,。

我們英勇的消防員銻白，源自我國(guó)富有的一種礦產(chǎn)——輝銻礦,。用輝銻礦制造銻白,，一般可以通過三種方法：直接法，間接法和濕法,。由于這是科普,，先介紹簡(jiǎn)單的直接法。

制銻白的直接法：將輝銻礦與鐵屑混合后沉淀熔煉,，把其中的硫元素去掉從而提出純銻,。其原理是鐵與硫化合生成硫化鐵：

Sb2S3 3Fe→2Sb 3FeS

接著，銻在高溫下呈蒸汽揮發(fā)在空氣中,，氧化成銻白：

4Sb 3O2→2Sb2O3

將銻白用表面冷卻器和布袋收塵器收集,，就得到了顏料銻白。

了解了銻白的制造方法,，用它描繪雪景應(yīng)該很合適了吧,，但總會(huì)有人有所顧慮：

銻與砷同族,，也一樣具有毒性。與砷一樣,，銻也有 3價(jià)和 5價(jià),，且三價(jià)銻更毒。而銻白中銻元素顯正三價(jià),，會(huì)不會(huì)也有毒呢？實(shí)際我們大可不必?fù)?dān)心。銻白不溶于水,，銻的化合物中，不溶于水的毒性較小,。銻白毒性可以說基本無(wú)毒,，半數(shù)致死量(大鼠，經(jīng)口)>20G/kG,。所以使用時(shí)萬(wàn)一發(fā)生意外,，也不要太擔(dān)心。但不是說你可以故意吞食銻白,，無(wú)論什么情況下,，都不能吃化學(xué)試劑（顏料），況且銻白可能致癌（雖然證據(jù)不足）,。安全使用銻白,，讓它在我們的生產(chǎn)生活中發(fā)揮更大的作用吧。

3.鈦白

一位少年與我們觸手可及。他英俊,，瀟灑,，純真，樸實(shí),，平易近人,。他，便是白色顏料中最好,，最常用的鈦白——二氧化鈦,。

聽到這個(gè)名字，大家可能會(huì)一下子想起他,，在國(guó)畫顏料盒中排在第一位的錫管里,，裝的常常就是他。他白度很高,，著色力好,，遮蓋力強(qiáng)，耐光耐熱,，耐稀酸,，耐堿，對(duì)大氣中的氧,，硫化氫,，氨等都十分穩(wěn)定，這些出色的優(yōu)點(diǎn),，是鈦白成為受人喜愛的顏料,，頗受推崇。

英俊少年有兩個(gè)人格的情況常見嗎,？反正鈦白就是這樣,。鈦白由于結(jié)晶形狀的不同，有兩種類型,，質(zhì)量上各有所長(zhǎng),，各有所短。他們分別是銳鈦型（從銳鈦礦中發(fā)現(xiàn)）和金紅石型（從金紅石礦中發(fā)現(xiàn)）,。

銳鈦型的鈦白白度非常高,，耐光性卻比金紅石型差一些，比金紅石型更容易泛黃和粉化,；金紅石型的鈦白在耐水性上更強(qiáng),，不容易變黃也不粉化，但在白度上顯然比銳鈦型差,。大家可以根據(jù)自己所需選擇更合適的鈦白,。其實(shí),，鈦白的兩種類型是可以轉(zhuǎn)化的，銳鈦型在850~900攝氏度時(shí),，即可轉(zhuǎn)化為金紅石型,。

鈦白這位少年，前途無(wú)量,。隨著時(shí)代不斷發(fā)展,，科技不斷進(jìn)步，它的用途越來(lái)越廣泛,。從生活中常見的顏料,，紙張，橡膠,，塑料,，油漆油墨，化妝品等,，到工業(yè)上常用的電焊和電子元件,，用作裝飾的陶瓷器，都可以見到鈦白,。而且,，鈦白具有優(yōu)良的光催化性能，被譽(yù)為“最有潛力的光解水催化劑”,，在新能源方面起到了不小的作用,，它還有優(yōu)異的自潔功能和光反射性能，可以防治大氣污染和溫室效應(yīng),，是“環(huán)境衛(wèi)士”,。鈦白的用途正隨著時(shí)代發(fā)展不斷變廣，價(jià)值也逐步得到更好的體現(xiàn),。

鈦白應(yīng)用如此廣泛,，這也使它的需求量不斷增大,，需要大批量生產(chǎn),。制造鈦白可以以鈦鐵礦為原料，也可以直接使用鈦鐵礦制成的含二氧化鈦70%~85%的含鈦爐渣,。

鈦白的生產(chǎn)工藝主要可以分為硫酸法和氯化法,，我只為大家講解國(guó)內(nèi)使用更為廣泛的硫酸法。用硫酸法制取鈦白,，主要經(jīng)過以下五道工序：

一,、分解。

分解鈦鐵礦要用到濃硫酸,，在約120攝氏度時(shí)進(jìn)行,。劇烈的反應(yīng)使反應(yīng)溫度升高到200攝氏度左右的高溫,，并排出大量酸霧，產(chǎn)生硫酸泡沫,。由于濃硫酸的腐蝕性非常強(qiáng),，這一工序比較危險(xiǎn)，且我的講解不夠全面,，大家不要在家搞這樣的“小型化工廠”,。約兩小時(shí)后，溫度降至60攝氏度,，用水將反應(yīng)物稀釋,，用空氣攪拌著浸出，這道工序就完成了,。反應(yīng)式如下：

2(FeO·TiO2) 7H2SO4=（ O)=Fe2(SO4)3 2Ti(SO4)2 7H2O

二,、鈦溶液的凈化。

先將溶液過濾,，之后加入鐵屑,，使溶液中的三價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵，以硫酸亞鐵形式結(jié)晶析出,，用離心機(jī)分離即可,。

Fe2(SO4)3 Fe=3FeSO4

三、鈦溶液的水解,。

目前,，工業(yè)上采用的水解方法有兩種，一種是稀釋法,，一種是結(jié)晶法,。我們現(xiàn)在介紹稀釋法。將溶液加熱至接近沸騰,，加入等量熱水,，再次加熱至接近沸騰。保溫2至3小時(shí)后冷卻至70攝氏度,，偏鈦酸沉淀便產(chǎn)生了,。

Ti(SO4)2 H2O=TiOSO4 H2SO4

四、過濾,，洗滌和漂白,。

這一道工序分為三步，過濾使用鼓式真空機(jī),，洗滌只是在倒數(shù)第二遍時(shí)需用5%~10%的稀硫酸,，以除去在水洗時(shí)氧化形成的高價(jià)鐵，其余水洗即可,，相比漂白而言是比較簡(jiǎn)單的,。而漂白步驟較多,，我們要細(xì)講。

先用鋅粉將偏鈦酸中的三價(jià)鐵雜質(zhì)還原為二價(jià)鐵,，然后再用碳酸鉀中和存在的硫酸,，用磷酸化合其中的鐵，生成白色的磷酸鐵,，以防下一步煅燒時(shí)生成白色的氧化高鐵,。化學(xué)方程式如下：

K2CO3 H2SO4=K2SO4 H2O CO2
2H3PO4 3FeSO4=3H2SO4 Fe3(PO4)2

五,、偏鈦酸的煅燒,。

煅燒的目的是除去偏鈦酸中的水和三氧化硫，并產(chǎn)生二氧化鈦,，制得鈦白,。

10H2TiO3·SO3=10TiO2 10H2O SO3

這個(gè)時(shí)候，鈦白也開始分化成兩種類型了,。當(dāng)在900攝氏度以上的溫度下煅燒時(shí),，即生成金紅石，也就是前面提到的耐候性較強(qiáng)的那種鈦白,。

鈦白是完全無(wú)毒的,，安全環(huán)保的顏料——除非你對(duì)糖果過敏。我們常見的奶糖中就有用作增白劑的鈦白,，完全不影響口感,，更不會(huì)使人中毒

4.鋅白

白顏料中用途廣泛的三劍客，我們這一章介紹其中的兩位（除鋅鋇白）,。接下來(lái)的這位,，從遮蓋力，著色力上來(lái)講,，都遠(yuǎn)不及他的兄弟鈦白,，甚至不如鋅鋇白（硫化鋅與硫酸鋇的等摩爾數(shù)混合物）。

但是,，他不會(huì)粉化,，耐光耐熱，性質(zhì)穩(wěn)定,，只是對(duì)酸的耐性稍差,。正因?yàn)榱己玫哪秃蛐裕蝗藗儚V泛應(yīng)用,。他是鋅白，也可以叫鋅氧粉,，但他的大名是氧化鋅,。

鋅白都可以干什么呢,？做油漆，做橡膠,，醫(yī)藥和化妝品,，造紙，飼料,，它的用處比鈦白少不到哪里去,。
鋅白的制法與銻白相似，都是金屬單質(zhì)氧化的方法,。

制取鋅白一般可以用直接法和間接法,，我們今天來(lái)講直接法。
首先把硫化鋅精礦在950攝氏度的高溫下焙燒,，使其氧化,，得到焙砂。在混合了煤粉與石灰,，壓成團(tuán)風(fēng)干后,，再次煅燒，這一次溫度要高至1300攝氏度,。這樣煅燒得到鋅蒸汽后,，在空氣中和銻白很相似的氧化，得到了鋅白,。

2ZnS 3O2=3ZnO 2SO2
ZnO CO=Zn CO2
CO2 C=2CO
2Zn O2=2ZnO

下一期為大家?guī)?lái)大地的顏色——黃色,，盡請(qǐng)期待！

(關(guān)于化學(xué)方程式的問題,，箭頭因?yàn)榇虿怀鰜?lái),，所以里面基本沒有氣體或沉淀符號(hào)，大家可以根據(jù)穩(wěn)重所述自行腦中添加,！）