鎂是一種活潑的金屬,它以各種形態(tài)存在于我們的生活之中。離我們生活最近的鎂離子就在每天喝的水里。飲用水的水源不外乎兩類(lèi),一類(lèi)是地面水,另一類(lèi)是地下水。人們常說(shuō)地下水比較“硬”。那么,水“軟”和水“硬”的標(biāo)準(zhǔn)是什么呢?簡(jiǎn)單地說(shuō),就是看水中的鈣離子和鎂離子的含量,含量少的是軟水,含量多的是硬水。 鎂離子和鈣離子都是帶正電荷的離子,水本身是電中性的。也就是說(shuō),水中一定還有帶負(fù)電荷的離子。一般情況下,碳酸氫根離子就是一類(lèi)這樣的負(fù)離子。它是空氣中的二氧化碳溶解在水里所形成的。當(dāng)我們燒開(kāi)水的時(shí)候,隨著溫度的升高,二氧化碳在水里越來(lái)越少,碳酸氫根離子就容易變成碳酸根離子,并與鈣離子和鎂離子結(jié)合成溶解度很小的碳酸鈣和碳酸鎂沉淀下來(lái),這就是水垢的主要成分。一般情況下,水垢多的水,就是硬水。那么,硬水對(duì)人的身體健康有沒(méi)有危害呢? 我們都知道,鈣離子對(duì)人體是有益的。我們常吃的不少種類(lèi)的鈣片,其成分就是碳酸鈣。作為同一族的元素,鎂與鈣的化學(xué)性質(zhì)非常相近,在人體生物化學(xué)中的作用也基本相似。只是鎂離子比鈣離子小,在一些分子間作用與離子半徑有關(guān)的場(chǎng)合,兩者才能夠顯示出明顯的不同。所以,鎂與鈣一樣,都是人體必需的重要的營(yíng)養(yǎng)元素。 鎂元素對(duì)于骨骼和牙齒的形成有重要的作用,是骨骼和牙齒的組成部分,人體中的鎂60%~65%存在于骨骼和牙齒中。鎂離子作為酶的激活劑,參與數(shù)以百計(jì)的酶促反應(yīng),糖類(lèi)、脂肪、蛋白質(zhì)和核酸等生物物質(zhì)的代謝過(guò)程都需要鎂離子的參與。鎂離子與鈣、鉀等離子協(xié)同,維持神經(jīng)、肌肉的興奮性。血液中鎂離子的含量低,神經(jīng)、肌肉的興奮性增高;反之,則有鎮(zhèn)靜作用。 正因?yàn)殒V元素是人體必需的營(yíng)養(yǎng)元素,所以,水里面有一些鎂離子也是有益的,在燒水的時(shí)候出現(xiàn)一些水垢也沒(méi)有什么關(guān)系。 一般來(lái)說(shuō),地下水(包括絕大多數(shù)真正的礦泉水)都是比較硬的。有人認(rèn)為由地下提取的自來(lái)水太硬,有水垢,要用礦泉水代之,這是很可笑的。因?yàn)榘训V泉水燒開(kāi),也一定有水垢,只是人們喝礦泉水不會(huì)燒開(kāi)而已。另外,水垢中實(shí)際上并不只有碳酸鈣和碳酸鎂,即使是合格的水源,有時(shí)也會(huì)有極少量的其他重金屬離子。這些重金屬離子日久天長(zhǎng)沉積在水垢中,含量就有可能會(huì)增加,再加上水垢還會(huì)影響燒水的熱效率,所以水垢還是要及時(shí)清除。對(duì)于工業(yè)鍋爐,過(guò)多的水垢可是個(gè)大問(wèn)題,會(huì)堵塞管道甚至?xí)鸨?,工業(yè)鍋爐用水需要專(zhuān)門(mén)加以軟化。 當(dāng)然,水中的鈣離子和鎂離子并不是人體主要攝入途徑,主要途徑還是食物。作為人體必需的營(yíng)養(yǎng)元素,鎂元素有一個(gè)攝入量的問(wèn)題。中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)建議,成年男性每天的攝入量為350毫克,成年女性為300毫克,孕婦以及哺乳期女性為450毫克。 鎂元素廣泛存在于植物性食物中,在動(dòng)物肌肉和內(nèi)臟中也較多。與影響鈣元素的攝入一樣,草酸也影響鎂元素的攝入。動(dòng)物性食物中鎂的利用率較高,植物性食物中鎂的利用率則較低。 在植物中,鎂離子起到特別重要的作用。眾所周知,動(dòng)物包括我們?nèi)祟?lèi)之所以能夠生存,主要是因?yàn)橛兄参镒鳛橹苯踊蜷g接的食物。植物的生長(zhǎng)則是因?yàn)樗鼈兡軌蜻M(jìn)行光合作用。光合作用把水和空氣中的二氧化碳結(jié)合成葡萄糖和其他有機(jī)物,這是一個(gè)需要能量輸入的反應(yīng),這個(gè)天然能量就是陽(yáng)光。在這個(gè)反應(yīng)中吸收陽(yáng)光的關(guān)鍵分子就是葉綠素。葉綠素的分子結(jié)構(gòu)中包括四個(gè)吡咯構(gòu)成的卟啉環(huán),四個(gè)吡咯與中間的鎂離子結(jié)合。 可以說(shuō),沒(méi)有葉綠素,地球上就沒(méi)有如今天這樣的生物圈。從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō),鎂是形成地球生物圈最重要的元素之一。 作為一種輕金屬,鎂可以成為合金的一個(gè)重要組分,與許多金屬形成合金,鋁鎂合金就是最重要的一種。鎂的各種合金在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)中都有非常重要的作用。這是鎂的最重要用途。 本文節(jié)選自《百科知識(shí)》2022.6A |
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