水里能造糖，天上能放光……好靓好靓！

你知道么？锶——现在主要用在显像管和烟花的元素——曾经被用来制糖。

18世纪末19世纪初是一个新元素被不断发现的年代。自从1789年拉瓦锡提出了“元素”这个概念，此后的二十年里新元素以几乎一年一个的速度被发现。而这之中就有锶。1790年，有人发现苏格兰小镇 Strontian 的矿石中包含一种新的元素。1793年这一发现获得确认，新元素被冠以小镇的名字——锶（Strontium）。1808年，著名化学家戴维用电解法提出了碱土金属（即周期表的第二列）单质，锶和镁、钙、钡这些兄弟正式展现在世人面前。

锶在元素周期表中的位置。图片来源：123rf

同时，19世纪也是制糖工艺发生翻天覆地的革命的年代。象征新大陆的甘蔗，象征欧洲本土的甜菜，资本、工业化、科学、专利——用这些关键词，恐怕能写出一本长篇冒险小说。无论是以甘蔗还是甜菜为原料，制糖的时候都会产生一种叫糖蜜的下脚料。在这个背景下，带着资本主义色彩的科学家们的目光也落到了糖蜜身上。

是不是跟你想的不太一样……没错这勺沥青一样黑乎乎的粘稠液体就是糖蜜了。图片来源：维基百科

正如其名，糖蜜中实际上还是包含一定的蔗糖，但是因为和其他物质结合在了一起，无法直接通过蒸发的手段继续结晶。甘蔗糖蜜中大约有8%的蔗糖，而甜菜糖蜜中蔗糖量更高，能达到50%。那么如何利用这些含糖量很高的甜菜糖蜜呢？在实验室里，我们可以往甜菜糖蜜中加入1:1的冰醋酸，静置12个小时，就会有小颗粒的蔗糖晶体结晶出来，并且纯度相当高。但是，因为没有找到有效的方法回收冰醋酸，这个办法没能在实际工业生产上使用，直到锶法制糖的出现。

1849年，法国化学家首先注册了锶法制糖的专利。这项工艺在1869年被带入德国，之后被德国化学家 Carl Shiebler 改良。碳酸锶矿石在水蒸气存在下煅烧后可以获得氢氧化锶。将氢氧化锶加入接近沸腾的糖蜜里，它就会和蔗糖反应生成难溶于水的蔗糖酸锶。虽然难溶于水，但是蔗糖酸锶可以溶解在氢氧化锶溶液里。再将二氧化碳通入其中，就可以还原成蔗糖溶液和碳酸锶沉淀。这样，在提取蔗糖的同时，大部分锶仍然可以循环使用。

锶法制糖流程图。氧化锶与蔗糖能以不同配比结合成多种化合物，图中仅表示了1：2结合后的流程。汉化自：wikipedia

对大多数糖厂来说，这项工艺不甚划算，还不如把糖蜜直接拿去当饲料或是酿酒。不过，德国本身有丰富的锶矿，因此 Shiebler 强烈推荐糖厂使用这项技术增加糖的产量。在一战之前，甜菜制糖每年会使用10-15万吨氢氧化锶。直到20世纪初，这项工艺仍在使用，不过用的是更廉价易得的钙而不是锶。

锶的另一项常见的用途是制造烟花，烟花变幻多端的色彩主要利用了金属的焰色反应。当金属及其盐类燃烧时，原子中的电子吸收了能量，会由能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道上，但是这些电子并不稳定，很快就会以光子的形式辐射出来。由于他们的能量变化各不相同，所以不同金属燃烧时发出的光的颜色也各不相同。例如铜元素燃烧是绿色的，钠燃烧是黄色的，铯燃烧是浅紫色的，而红色的烟花，则是放入了锶盐之后的结果。

图片来源：123rf

随着科技的发展，锶的用途也在不断变更，只有制作烟花这一用途倒是从古至今一直没变，它鲜红的焰色反应在夜空中从来都格外动人。

知识点 化学九年级下

溶液与溶解度

题图来源：anisosa.net

编辑：张帅琰

少年编委：贺钰媛、赵祥宇、曹淑然、车天翼、小zer、陈雁之