Таинственность очевидного - Новиков Энергий Алексеевич

«Белый налет»

«Белый налет» — вполне удачное название. Таков перевод на русский язык латинского слова «цинкум». Но привыкать к этому названию мы начали только в XX веке. Раньше этот металл имел много имен: спелтер, тутия, шпатур и т. д. Конечно, в этих названиях можно было запутаться, но применяли металл в основном для одной цели: оцинкования изделий из других металлов. Их окунали в расплавленный цинк или распыляли его из специального пистолета. Изделия можно и обсыпать цинковой пылью, затем выдержать в нагреваемом барабане. Все это нетрудно сделать потому, что цинк легко плавится: при температуре 419,5 °C.

«Белый налет» создан природой для защиты других металлов. В отличие от хрома и никеля, цинк, разрушаясь, защищает материалы от коррозии. Пока не исчезнет с поверхности «белый налет», оцинкованное железное ведро не потечет. Дело в том, что железо с цинком в присутствии влаги образуют микрогальванопару. В ней цинк — анод. Электрохимическая коррозия прежде всего будет воздействовать на анод. Происходит примерно такой же процесс, как и в электрической батарейке.

История открытия и использования цинка уходит в глубь тысячелетий. Его сплавы были известны около 3,5 тыс. лет назад, например латунь — сплав меди и цинка. Тогда, естественно, о цинке ничего не знали. Просто нашли однажды камень, назвали его «кадмея». В присутствии меди и горящего угля он помогал выплавлять светлую латунь.

Дата получения собственно цинка в виде металла нам не известна. По крайней мере под названием «фальшивого серебра» или «тутии» его производили в странах Востока еще до нашей эры.

Геологи до сих пор не находили собственно цинковых руд. Чаще всего этот элемент хранится в недрах в сообществе с другими металлами. Однако цинковых минералов мы знаем много. Это цинковая обманка, или сфалерит, — соединение металла с серой. Минерал действительно «обманный». Разные примеси окрашивают его в различные цвета.

В Сибири широко распространен маленький пугливый зверек — бурундук. У него серо-полосатая окраска шерсти. Там же, в Восточном Забайкалье, нашли бурундучную руду — смесь цинковой обманки и бурого шпата.

Прочность и блеск

Тот, кто посещал Выставку достижений народного хозяйства СССР, наверняка видел при входе большую скульптуру В. И. Мухиной «Рабочий и колхозница». Поставлена она здесь в 30-е годы и сделана из «нержавейки», в которой почти 1/5 часть составляет замечательный металл. Если перевести на русский язык его греческое имя «хрома» (chroma), то получится «краска». Это одно из научных недоразумений. Оно связано с историей открытия металла.

Действительно, различные соединения хрома дают хорошие краски, но не в них главное. Получилось так, что французский химик Луи Никола Воклен, открывший в 1797 году новый химический элемент, не смог сразу придумать ему названия. Друзья помогли в этом, увидев, какиё~прекрасные цвета дают соединения хрома.

Если говорить об открытии этого металла, то тут первенство принадлежит России. Профессор химии из Петербурга И. Г. Леман увлекался геологией. В 1766 году побывал он на Урале, в окрестностях Екатеринбурга (ныне Свердловск). Нашел там красный и очень тяжелый минерал, ранее неизвестный науке. Леман назвал его «сибирским красным свинцом». Однако изучить его детально не смог. Минерал послали в Париж в Королевскую Академию наук. Там в течение 30 лет не могли выяснить состав удивительного камня, пока Воклен…, но о нем вы уже знаете. Теперь такой минерал называют крокоитом.

Открыты и изучены десятки минеральных соединений хрома. Мы знаем, что в земной коре его достаточно. Но природа и тут распорядилась по-своему. Промышленных месторождений столь необходимого природного элемента немного. Они встречаются реже, чем залежи редких металлов. Поэтому развитые капиталистические страны вынуждены покупать хром в государствах Азии и Африки, где найдены богатейшие его залежи.

В этом отношении нашей Родине повезло. Ее недра хранят месторождения руд, содержащих хром. Например, руды Орско-Халиловского месторождения на Урале содержат железо, хром и никель. Те компоненты, на основе которых получают знаменитую нержавеющую сталь.

Добавки хрома к металлам придают им прочность и коррозионную стойкость. Кирпичи, из которых сложены мартеновские печи, содержат хром. Пружины, инструменты и шарикоподшипники благодаря его присутствию приобретают отличные качества. Даже сапоги, называемые хромовыми, красивы потому, что для дубления кожи используют соли хрома.

Сегодня каждый имеет в личной собственности хотя бы немного этого металла. Например, изящный футляр ручных часов. Его хромируют. Поэтому любому из нас нетрудно оценить достоинства полезного дара недр, спрятанного внутри внешне непримечательных горных пород.

Исключительные качества

В немецкой мифологии есть фантастическая царица эльфов — Титания. Вот отсюда и пришло к людям название химического элемента — титан. Такое имя ему придумал немецкий химик М. Клапрот в 1795 году. Правда, есть мнение, что он совсем не думал о царице эльфов, а вспомнил о сыновьях древнегреческой богини земли Геи. Их звали титанами. Во всяком случае, название вполне удачное. Вероятно, поэтому и выбрали для этого металла имя «титан», а не «менакин», которое предложил четырьмя годами раньше англичанин Уильям Грегор. В науке так бывает. Одно и то же открывают разные исследователи, но слава достается не первооткрывателю.

Титана в недрах много. И все-таки его можно считать редким металлом. Слишком рассеян он в горных породах и лишь иногда образует крупные скопления.

Нам известны десятки титановых минералов. Однако важнейшие — ильменит, рутил и сфен.

В древнейших внедрениях магмы рождался он. Поэтому и месторождения его чаще всего открывают там, где залегают очень древние породы.

Легкость, тугоплавкость, коррозионная стойкость в воздухе и воде да еще прекрасная податливость при обработке создали славу металлу. Скорости самолетов в 2–3 раза выше сверхзвуковой можно достигнуть, применив титан. Изделия из титановых сплавов по коррозионной стойкости в десятки раз превышают изделия из нержавеющей стали. Величественная стела в честь покорителей космоса облицована титановыми листами. Она воздвигнута в 1964 году невдалеке от входа на Выставку достижений народного хозяйства СССР в Москве.

«Ложная медь»

Вы увлекаетесь старинными книгами? Именно они наглядно отражают истину, что сегодняшняя оценка природных ресурсов — далеко не окончательная. Завтрашний день потребует переоценки.

В 1796 году известный английский ученый У. Никольсон опубликовал в Лондоне солидный труд «Основания химии». Там написано: «Это металлическое вещество не нашло каких-либо применений…». Речь шла о никеле.

Минули десятилетия. Русский химик Д. И. Менделеев написал сочинение «Основы химии» [СПб, 1869 г.]. Там другой вывод: «Если открыты будут богатые месторождения никеля, то этому металлу предстоит обширное практическое применение как в чистом состоянии, так и в форме сплавов».

Ну, а если говорить о 80-х годах нашего века, то достаточно отметить: ежегодно публикуется около 1000 научных статей об этом металле и его соединениях. Почти в каждой публикации есть что-то новое о практической полезности чудесного элемента нашей планеты. Да и не только нашей.

Впервые люди познакомились с никелем, когда он «упал с неба». Железо-никелевые метеориты хранятся во многих музеях мира. Никелевые сплавы использовали издавна, но ничего на знали о самом металле. Древние китайцы выплавляли фальшивое серебро — пектхонг (или «пекфонг»). Его секрет раскрыли в Германии лишь в прошлом веке. Прекрасны изделия из нейзильбера («нового серебра») и мельхиора — тоже никелевых сплавов. Спрятан никель в монетах. За долгие десятилетия их отчеканили столько, что, если собрать в столбик, он достиг бы Луны.