Който не слуша метъл, няма разум от Бога!
- Народно изкуство
Здравейте %username%.
отново във връзка. Днес ще бъда много кратък, защото след шест часа трябва да ставам и да тръгвам.
И днес искам да говоря за метала. Но не и за музика - за това може да говорим някой път на чаша бира, а не на Хабре. И дори не за метал - а за метали! И искам да говоря за тези метали, които в моя живот по един или друг начин ме удивиха със своите свойства.
Тъй като всички участници в хит парада се отличават с някаква суперсила, няма да има места или победители. Метална десетка ще има! Така че серийният номер не означава нищо.
Да вървим.
1. Живак
Живакът е най-течният метал: точката му на топене е -39 °C. Че е токсичен - и дори много токсичен - , и затова няма да се повтарям.
От древни времена хората не са се молили за живак - разбира се, "течно сребро"! Алхимиците вярвали, че именно в живака е скрит някъде известният философски камък, например Джабир ибн Хайян вярвал, че тъй като живакът е течен метал, той е „абсолютен“: той е свободен от всякакви примеси, присъщи на твърдите метали. Сярата е друг предмет на възхищението на Хайян - елементът на огъня, той е способен да произведе чист „абсолютен“ пламък и следователно всички останали метали (и тъй като беше XNUMX-ми век, имаше само няколко от тях: седем) са образувани от живак и сяра.
Дали през XNUMX-ми век или сега, ако смесите живак и сяра, ще получите черен живачен сулфид (и това между другото е един от начините за обеззаразяване на разлятия живак) - но със сигурност не метал. Хайян обясни този нещастен провал с факта, че на всички глупави хора им липсва определен „агент за узряване“, който ще доведе до производството на метал от черни глупости. И разбира се всички се втурнаха да търсят „зрелия“, за да получат злато. Историята на търсенето на философския камък е официално обявена за открита.
%username%, сега се смеете на алхимиците - но те най-накрая постигнаха целта си! През 1947 г. американски физици получават единствения стабилен изотоп на златото, Au-197, от бета-разпадането на изотопа Hg-197. От 100 mg живак бяха извлечени цели 35 микрограма злато - и те сега са изложени в Чикагския музей на науката и индустрията. Така че алхимиците са били прави - възможно е! Просто е адски скъп...
Между другото, единственият алхимик, който не вярваше във възможността за получаване на злато от други метали, беше Абу Алий Хюсеин ибн Абдула ибн ал-Хасан ибн Алий ибн Сина - а за тъмните неверници - просто Авицена.
Между другото, друг метал, галият, много се конкурира с живака по външния си вид. Точката му на топене е 29 °C, в училище ми показаха ефектен трик: на ръката ви се поставя парче метал...
..и това се случва
Между другото, галият вече може да се купи в Alika, за да се извърши такъв трик. Не знам обаче дали ще мине през митницата.
2. Титан
Суровият титан не е вашият живачен сопол! Това е най-твърдият метал! Е, в детството и юношеството ми пишеха с титан на всички тези стъкла в градския транспорт. Защото го издраска и боядиса с фин метален прах.
Всеки знае, че титанът, поради своята твърдост и лекота, се използва в авиацията. Ще ви разкажа за някои интересни приложения.
При нагряване титанът започва да абсорбира различни газове - кислород, хлор и дори азот. Това се използва в инсталации за пречистване на инертни газове (аргон например) - продухва се през тръби, пълни с титанова гъба и се нагрява до 500-600 °C. Между другото, при тази температура титановата гъба взаимодейства с водата - абсорбира се кислород, отделя се водород, но обикновено водородът в инертните газове не пречи на никого, за разлика от водата.
Бял титанов диоксид TiO2 се използва в бои (като титаниево бяло) и в производството на хартия и пластмаси. Хранителна добавка Е171. Между другото, когато се произвежда титанов диоксид, неговият елементен състав трябва да се контролира - но изобщо не за да се намалят примесите, а за да се добави "белота": необходимо е оцветяващите елементи - желязо, хром, мед и др. — беше по-малък.
Титанов карбид, титанов диборид, титанов карбонитрид са конкуренти на волфрамовия карбид по отношение на твърдостта. Недостатъкът е, че са по-леки.
Титановият нитрид се използва за покриване на инструменти, църковни куполи и в производството на бижута, тъй като има цвят, подобен на златото. Всички тези „медицински сплави“, които приличат на злато, са покрити с титанов нитрид.
Между другото, упорити учени наскоро направиха сплав, която е по-твърда от титана! Само за да постигна това, трябваше да смеся паладий, силиций, фосфор, германий и сребро. Нещото се оказа скъпо и затова титанът отново спечели.
3. Волфрам
Волфрамът също е противоположност на живака: най-огнеупорният метал с точка на топене 3422 °C. Известен е от 200 век, но не е известен самият метал, а минералът волфрамит, който съдържа волфрам. Между другото, името Wolf Rahm на езика на суровите германци означава „вълчи крем“: германците, които топяха калай, наистина не харесваха примеса на волфрамит, който пречеше на топенето, превръщайки калая в пяна от шлака ( „погълна тенекията, както вълк изяде овца“). Самият метал е изолиран по-късно, около XNUMX години по-късно.
Това, което е на снимката, всъщност не е волфрам, а волфрамов карбид, така че ако имате такъв пръстен на ръката си, %username%, не се притеснявайте много. Волфрамовият карбид е тежко и изключително твърдо съединение - и затова се използва във всякакви части, които се използват за биене; между другото, "победителят" е 90% волфрамов карбид. Добрите хора също добавят волфрамов карбид като накрайник за бронебойни снаряди и куршуми. Но не само това, ще ви разкажа за друг метал по-късно.
Между другото, въпреки че волфрамът е тежък, въпреки по-голямата си плътност в сравнение с традиционното и по-евтино олово, защитата от волфрам се оказва по-малко тежка с еднакви защитни свойства или по-ефективна с еднакво тегло. Поради огнеупорността и твърдостта на волфрама, което го прави труден за обработка, в такива случаи се използват по-пластични волфрамови сплави с добавяне на други метали или суспензия от прахообразен волфрам (или негови съединения) в полимерна основа. Оказва се по-лесно, по-ефективно - но само по-скъпо. Така че в случай на падане, %username%, вземете си волфрамова броня!
Между другото, успях да сложа петно върху моя „вечен пръстен“ с някакъв химикал - и дори не знам с какво. Така че е „вечно“ само за обикновените хора)))
4. Уран
Единственият естествен метал, който се използва като гориво. Ами - ядрено гориво.
Когато бях още ученик, но бях приет в университета (няма да казвам защо!), винаги се забавлявах от реакцията на чуждестранните студенти, когато им показваха кристали на натриев уранил ацетат под микроскоп. Е, има такава качествена реакция. Когато казаха думата „уранил“ на чужденци, те бяха издухани от пода. Всички се засмяха.
За мен е смешно и тъжно, че сега повечето от нашите хора също вярват, че уранът е страшен, опасен и страшен. Спадът в образованието е очевиден.
Всъщност дори в древни времена естественият уранов оксид е бил използван за направата на жълти съдове. Така близо до Неапол е намерен фрагмент от жълто стъкло, съдържащ 1% уранов оксид и датиран от 79 г. сл. Хр. д. Не свети на тъмно и не излъчва светлина. Бях в Жовти Води в Украйна, където се добива уранов концентрат. Там никой не свети и не шуми. И отговорът е прост: природният уран е слабо радиоактивен - не повече от гранитите и базалтите, както и от купчините отпадъци и подлезите. Уранът, който е УРАН е изотопа U-235, от който има само 0,7204% в природата. Има толкова малко от него, че ядрените учени трябва да изолират и концентрират този изотоп („да го обогатят“) - реакторът няма да работи толкова лесно.
Между другото, в природата имаше повече U-235 - той просто се разпадна с времето. И тъй като имаше повече от него, можеше да се направи ядрен реактор точно на коляното. Буквално. Това се случи в Габон в находището Окло преди около 2 милиарда години: водата течеше през рудата, водата е естествен модератор на неутроните, които се излъчват по време на разпада на уран-235 - като цяло имаше достатъчно неутронна енергия, за да бъде уловен от ядрото на уран-235 - и започва верижна реакция. И уранът гори няколкостотин години, докато изгори...
Това беше открито много по-късно, през 1972 г., когато в завода за обогатяване на уран в Пиерла (Франция) по време на анализ на уран от Окло беше открито отклонение от нормата в изотопния състав на урана. Съдържанието на изотопа U-235 е било 0,717% вместо обичайните 0,720%. Уранът не е колбас, тук поднорменото тегло се наказва строго: всички ядрени съоръжения подлежат на строг контрол, за да се предотврати незаконното използване на делящи се материали за военни цели. И така учените започнаха да изследват, откриха още няколко елемента, като неодим и рутений, и разбраха, че U-235 е бил откраднат преди нас, просто е изгорял, като в реактор. Тоест природата е изобретила ядрения реактор много преди нас. Въпреки това, както всичко.
Обедненият уран (това е, когато 235 беше отнет и даден на ядрените учени, а U-238 остана) е тежък и твърд, донякъде напомня на волфрам по свойства и следователно се използва по същия начин, където трябва да бъде ударен. Има една история за това от бивша Югославия: използвали са бронебойни снаряди с ударник, съдържащ уран. Населението имаше проблеми, но съвсем не заради радиацията: финият уранов прах попадна в белите дробове, абсорбира се - и даде плод: уранът е токсичен за бъбреците. Това е всичко - и няма какво да се страхувате от уранил ацетат! Вярно, това не е указ според законите на Руската федерация - и следователно има вечни проблеми с пристигането на химически реактиви, съдържащи уран - защото за длъжностно лице има само един уран.
И тогава има ураново стъкло: малка добавка на уран дава красива жълто-зелена флуоресценция.
И е дяволски красиво!
Между другото, много е полезно да предложите на гостите ябълки или салата, а след това да включите малко ултравиолетова светлина и да покажете колко е красиво. Когато всички свършат да му се любуват, небрежно изхвърлете: „Ами да, разбира се, това е ураново стъкло...“ И отхапете парче от ябълката от вазата...
5. Осмий
Е, тъй като вече говорихме за тежкия уран-волфрам, време е да назовем най-тежкия метал като цяло - осмий. Плътността му е 22,62 g/cm3!
Осмият обаче, тъй като е най-тежкият, не пречи на нищо да бъде и летлив: във въздуха той постепенно се окислява до OsO4, който е летлив и, между другото, много отровен. Да, това е елемент от платиновата група, но е доста окислен. Името "осмий" идва от древногръцкото ὀσμή - "мирис" - именно поради това: химичните реакции на разтваряне на алкалната сплав осмиридий (неразтворим остатък от платина в царска вода) във вода или киселина са придружени от освобождаване на неприятна, постоянна миризма OsO4, дразнеща гърлото, подобна на миризмата на хлор или гнила ряпа. Тази миризма беше усетена от Смитсън Тенант (повече за него по-късно), който работеше с осмиридий - и нарече метала по този начин. И знам, че осмият трябва да е на прах и трябва да се нагрява, за да протича интензивно процесът - но във всеки случай не се стремя да бъда близо до този метал за дълго време.
Между другото, има и такъв изотоп Os-187. В природата има много малко от него и затова се отделя от осмия в центрофуги чрез разделяне на масата - също като урана. Те чакат 9 месеца за раздяла - да, да, напълно възможно е да родите. Следователно Os-187 е един от най-скъпите метали, съдържанието му определя пазарната цена на естествения осмий. Но не е най-скъпият, ще ви разкажа за него по-долу.
6. Иридий
Тъй като говорим за платиновата група, си струва да си спомним иридий. Осмият отне титлата на най-тежкия метал от иридий - но разликата беше в стотинки: плътността на иридий е 22,53 g / cm3. Осмий и иридий дори са открити заедно през 1803 г. от английския химик С. Тенант - и двата присъстват като примеси в естествената платина, доставена от Южна Америка. Тенант беше първият сред няколко учени, които успяха да получат достатъчно количество от неразтворимия остатък след излагане на платината на царска вода и идентифициране на неизвестни преди това метали в нея.
Но за разлика от осмия, иридият е адски стабилният метал: под формата на слитък той не се разтваря в никакви киселини или техни смеси! Изобщо! Дори страхотният флуор го приема само при 400-450 °C. За да разтворите иридий, трябва да го слеете с алкали - и за предпочитане в поток от кислород.
Механичната и химическа якост на иридия се използва в Камарата на мерките и теглилките - еталонът за килограм е направен от платинено-иридиева сплав.
В момента иридият не е банков метал, но вече има промени в това: през 2013 г. иридий беше използван за първи път в света при производството на официални монети от Националната банка на Руанда, която издаде монета, направена от чист метал с чистота 999. Издадена е иридиева монета с деноминация от 10 руандийски франка. И по дяволите - бих искал такава монета!
Между другото, в дълбоката си младост веднъж прочетох някаква фантастична история в „Млад техник“, когато един човек беше на път да успее и успя да размени пясък за иридий в съотношение 1:1 с някакви извънземни в мазето . Е, разбирате ли, имаха нужда от силиций! Дори не помня заглавието и автора на историята. Благодаря ти - В. Шибаев. Кабелът е от там.
7. ЗлатоХайде, всички го видяха
В живота често се случва да има действителен и формален шампион. Ако иридият е истинският шампион по химическа устойчивост, тогава златото е формално: това е най-електроотрицателният метал, 2,54 по скалата на Полинг. Но това не пречи на златото да се разтваря в смеси от киселини, така че, както обикновено, лаврите отидоха при по-богатите.
И наистина, в момента, благодарение на факта, че Китай и Руската федерация се отдалечават от политиката на натрупване на златни и валутни резерви в щатски долари към политиката на натрупване на самото злато, златото е най-скъпият банков метал: в цена, тя отдавна е надминала платината - и всъщност цялата платинена група. Затова дръжте парите си в златна спестовна банка, %username%!
Тъй като алхимичният метод за извличане на злато се оказа скъп, този метал се добива в рафинерии. А монетите вече се правят в монетните дворове. Така че, като човек, който е бил и там, и там, мога да кажа: когато работници от такива предприятия посещават район, където има благороден метал, те или се преобличат - и на работното им облекло няма нито една игла или кламер - рамките на контролно-пропускателния пункт изобщо не са същите като на летищата, там всичко става по-трудно. Или има така наречения „гол режим“ - да, разбрахте правилно: контролен пункт за момчета и контролен пункт за момичета - ще се облечете вътре. Ако имаш метален имплант, има много сертификати, много разрешителни, всеки път те проверяват поотделно дали имплантът е на мястото, където трябва.
Между другото, как мислите, че са организирани пунктовете на банкнотния двор? Хартиите не звънят!
Отговорът е тук, но помислете малко за себе сиСлед работа никой не се допуска навън, включително ръководството, докато не бъдат преброени всички продукти. Да - всичко е строго. Но никой няма нищо против, когато в трудни времена заплатите се изплащаха в продукти.
8. Литий
За разлика от тежкия осмий-иридий, литият е най-лекият метал, неговата плътност е само 0,534 g / cm3. Това е алкален метал, но най-неактивният от цялата група: не експлодира във вода, но реагира спокойно, във въздуха също не се окислява много и не е лесно да го запалите: след 100 °C той е толкова добре покрит с оксид, че не се окислява допълнително. Следователно литият е единственият алкален метал, който не се съхранява в керосин - защо, ако е доста инертен? И това е за щастие - поради ниската си плътност литият би плавал в керосин.
Естественият литий се състои от два изотопа: Li-6 и Li-7. Тъй като самият атом е толкова малък, допълнителният неутрон значително влияе върху орбиталния радиус и енергията на възбуждане на електрона и следователно обичайният атомен спектър на тези два изотопа е различен - следователно е възможно да се определят дори без никакви масспектрометри - и това е единственото изключение в природата! И двата изотопа са много важни в ядрената енергетика; между другото, деутеридът Li-6 се използва като термоядрен барут в термоядрени оръжия - и няма да кажа нито дума повече по тази тема!
Литият се използва и от психиатрите като нормометик за лечение и профилактика на мания. Когато работех на непълно работно време в катедрата като студент, една леля дойде при нас с кръвна плазма, в която беше необходимо да се определи литий. По някое време влязох в литературата (още нямаше интернет), за да разбера защо литийът изобщо трябва да се определя там? И разбрах... От следващото посещение небрежно попитах леля ми, чия е кръвта все пак? Когато ми отговори, че е нейно, аз се постарах повече да не я срещам лично.
Е, така - литий и литий, понякога се открива дори във вода. Между другото, във водата в Лвов има доста от него.
9. Франций
Франция има цял набор от титли. Ами, първо, францият е най-редкият метал. Цялото му съдържание е напълно радиогенно: съществува като междинен продукт от разпадането на уран-235 и торий-232. Общото съдържание на франций в земната кора се оценява на 340 грама. Така че петното на снимката по-горе не е челна снимка на черна дупка, а около 200 000 франциеви атома в магнитно-оптичен капан. Всички изотопи на франций са радиоактивни; изотопът с най-дълъг живот, Fr-223, има период на полуразпад от 22,3 минути. Ето защо Франция е толкова малка.
Францият обаче има най-ниската електроотрицателност от всички познати в момента елементи - 0,7 по скалата на Полинг. Съответно, францият е и най-химически активният алкален метал и образува най-силния алкален - франциев хидроксид FrOH. И не питайте, %username%, как са определили всичко това с елемент, който няма много и който на всеки 22,3 минути става двойно по-малък, а самият изследовател свети все по-ярко. Следователно всичко това е интересно и забавно, но франциумът практически не се използва никъде.
10. Калифорния/>
Калифорния изобщо я няма на този свят, но се произвежда на две места: Димитровград в Руската федерация и Oak Ridge National Laboratory в САЩ. За да се произведе един грам калифорний, плутоний или кюрий се подлагат на продължително неутронно облъчване в ядрен реактор - от 8 месеца до 1,5 години. Цялата линия на разпадане изглежда така: плутоний-америций-курий-беркли-калифорий. Калифорния-252 е крайният резултат от веригата - този елемент не може да бъде превърнат в по-тежък изотоп, тъй като ядрото му, така да се каже, казва „благодаря, пълен съм“ и слабо реагира на излагане на неутрони.
По пътя на превръщането на плутония в калифорний 100% от 99,7% от ядрата се разпадат. Само 0,3% от ядрата се запазват от разпадане и преминават през целия етап. И продуктът трябва да бъде подчертан! Изотопът се изолира чрез екстракция, екстракционна хроматография или чрез йонен обмен. За да му се придаде метален вид, се извършва реакция на редукция.
Необходими са 252 килограма плутоний-10, за да се произведе един грам Калифорния-239.
Годишното количество добиван Калифорния-252 е 40-80 микрограма, а според експерти световният запас на Калифорния е не повече от 8 грама. Следователно Калифорния, или по-точно Калифорния-252, е най-скъпият промишлен метал в света, цената на един грам през различните години варира от 6,5 до 27 милиона долара.
Логичният въпрос е кому изобщо е нужно? Не можете да направите верига от него около врата си, не можете да го подарите на любимия човек под формата на пръстен. Факт е, че Cf-252 има висок фактор на размножаване на неутрони (над 3). Един грам Cf-252 излъчва около 3⋅1012 неутрона в секунда. Да, потенциално е възможно да се направи атомна бомба, но уранът и същият плутоний са по-евтини, така че самият калифорний се използва като източник на неутрони в различни изследвания, включително в промишлени вградени анализатори за неутронно активиране на конвейерна лента. Между другото, %username%, аз лично видях този калифорнийски под формата на малка ампула, която беше извадена от яко варе радиационна защита и бързо набутана на правилното място на анализатора.
Ясно е, че за такива пари калифорниумът просто трябва да е отрова, макар и не толкова готина, , но неутроните също са нищо. Но излиза малко скъпо, разбира се.
Е, всичко изглежда свършено - остават около четири часа сън преди пътуването. Надявам се, че се е получило интересно и не съм драскал всичко това напразно.
Пожелавам ти, %username%, да си твърд като титан, лесен за катерене като литий, непоколебим като иридий и ценен като калифорнийския! Е, повече злато в джоба ви, разбира се.
(можете да покажете този тост на следващия празник - не ми благодарете)
Източник: www.habr.com