【元素家族——連載118】粉身碎骨渾不怕，要留清白在人間

公元1449年，明英宗朱祁鎮率兵親征瓦剌，在土木堡遭遇慘敗，不僅二十餘萬大軍損傷過半，大批文武官員戰死，皇帝本人也被俘虜，史稱「土木堡之變」。瓦剌首領也先乘勝追擊，殺到了北京城下，此時，北京城裡只剩下不到十萬老弱病殘的士兵，大明王朝到了最危險的時候。

就在滿朝文武亂成一團、不知所措的時候，兵部侍郎于謙挺身而出，擁立新帝，調兵遣將，組織防禦。北京軍民在於謙的率領下眾志成城，大戰七天七夜，終於將瓦剌大軍擊敗，于謙因為此戰堪稱民族英雄。

【「土木堡之變」是中國歷史上為數不多的皇帝被俘的記錄。】

後明英宗復辟，于謙因為政治鬥爭而被陷害，當抄家的人來到他家的時候，卻發現自己無事可干，因為于謙的家裡沒有一丁點財富。網路大神當年明月在《明朝那些事兒》里這樣寫到：「他的偉大不需要任何人去肯定，也不需要任何證明，因為他的一生就如同他的那首詩一樣，坦坦蕩蕩，堪與日月同輝。」

「那首詩」是什麼？原來，于謙在年輕的時候路過一座石灰窯，深有感觸，寫出一首《石灰吟》：

千錘萬鑿出深山，烈火焚燒若等閑。粉骨碎身渾不怕，要留清白在人間。

這首《石灰吟》可以說是于謙生平和人格的真實寫照。

【于謙的《石灰吟》。】

《石灰吟》不僅出現在語文課本上，更多的出現在化學試卷上，因為短短四句詩里，就涉及到三個化學反應：

千錘萬鑿出深山——將含碳酸鈣的石灰石開採出來；

烈火焚燒若等閑——碳酸鈣高溫下分解成氧化鈣（生石灰），越燒越白；

粉身碎骨渾不怕——氧化鈣（生石灰）遇水變成氫氧化鈣（熟石灰）；

要留清白在人間——氫氧化鈣（熟石灰）遇到空氣里的二氧化碳，又變成碳酸鈣（石灰石）。

【三種石灰（石灰石、生石灰、熟石灰）的循環。】

確實，含碳酸鈣的礦物在地殼裡很常見，除了我們花費兩個章節聊的大理石，它還廣泛存在於霰石、方解石、白堊、石灰岩、石灰華等岩石中，實在是太物美價廉的材料。你可以這樣理解，大理石是精美的大晶體，其他就是檔次較低的多晶或者無定型的碳酸鈣，大理石這種高富帥用來建造奇蹟，製造雕塑，「屌絲」石灰石也有它發揮的地方，由於石灰石保水性、可塑性好，添加在水泥里，正好和硅酸鹽水泥優勢互補。

我們的老祖先就明白這個道理，宋朝的釋紹曇寫過一首《石灰》：

爐鞴親從鍛煉來，十分確硬亦心灰。蓋空王殿承渠力，合水和泥做一回。

詩中可以看出，石灰是建造宮殿的材料。

【石灰砂漿，最常見的建築漿料。】

建築的磚牆建造起來以後，仍是毛坯，刷上塗料之後才顯得美觀。在塗料中，填充碳酸鈣，才讓塗料有了骨架。

【潔白的乳膠漆里有碳酸鈣的身影。】

類似，在紙張的塗層里也填充了碳酸鈣，潔白、結實。

【潔白的紙張里也有碳酸鈣。】

甚至我們的化妝品里也填充了碳酸鈣，美女們將大理石的同類塗在臉上，讓自己也變成「女神」。

【化妝品里也填充了碳酸鈣（化妝品級）。】

碳酸鈣添加入牙膏，還能提供摩擦力，我們的目標是：「沒有蛀牙」。

【牙膏里也填充了碳酸鈣（食品級）。】

還記得年少時的課堂嗎？老師的健康猶如那潔白的粉筆，越來越短……我們也希望自己快快長高，因為個子矮就會坐在第一排吃粉筆灰。是的，最早的粉筆是用天然的白堊做的，灰塵比較大。現在為了保護教師和學生的健康，出現了無塵粉筆，摻入了石膏，這也是一種鈣鹽：硫酸鈣。

【潔白的粉筆最早是用碳酸鈣做的。】

話說拉瓦錫最早就將生石灰納入他第一張元素表中，戴維在電解了苛性鈉、苛性鉀以後，將目光對準了生石灰。在當時，生石灰和苦土（氧化鎂）、重晶石（硫酸鋇）、碳酸鍶合稱鹼土，因為它們的化合物都有著鹼的特性，溶液可以讓石蕊試紙變藍。戴維想，既然苛性鹼都被電解了，只要用同樣的方法去電解鹼土就可以了。

可是一切並不像戴維想的那麼順利，電流經過的導線上似乎出現了金屬的薄膜，但瞬間就變暗了。他建造了更大的電池組，可是事倍功半，只得到幾小粒新的金屬，還是跟鐵絲的合金。

【鈣的發現者又是戴維。（哎，我為什麼要說又啊？）】

在戴維一籌莫展的時候，貝采尼烏斯出馬了，他寫信給戴維，勸戴維不要用鐵絲，而是用一個水銀柱來通電。戴維一看就明白了，新的金屬分離出來以後，溶解在水銀里，形成汞齊，之後再將水銀蒸發掉，剩下的當然就是純的新金屬。

戴維使用這種方法，一下子將鈣、鎂、鋇、鍶四種鹼土元素都提取了出來，因為鈣是從白堊中提取出來的，所以用白堊（拉丁文calcis）來命名這種新元素：Calcium。

戴維沒有花多少時間去研究這些新的鹼土元素，因為它們正是如自己預言的那樣出現了：「之所以會認為鉀有問題（輕、在水面上跳舞等），是因為我們看慣了舊金屬，我們一定會再發現幾種新金屬，將鉀和鐵之間的空隙完全填滿。」

【鈣，銀白色的金屬光澤。】