Kdo neposlouchá metal, nemá rozum od Boha!
- Lidové umění
Dobrý den %username%.
znovu v kontaktu. Dnes budu velmi stručný, protože za šest hodin musím vstát a jít.
A dnes chci mluvit o metalu. Ale ne o muzice – o té se můžeme bavit někdy u sklenice piva, a ne na Habrého. A to ani ne o kovech – ale o kovech! A chci mluvit o těch kovech, které mě v životě tak či onak ohromily svými vlastnostmi.
Vzhledem k tomu, že všichni účastníci hitparády se vyznačují nějakou supervelmocí, nebudou žádná místa ani vítězové. Bude metalová desítka! Sériové číslo tedy nic neznamená.
Jít.
1. Merkur
Rtuť je nejlikvidnější kov: její bod tání je -39 °C. Že je toxický - a dokonce velmi toxický - , a proto se nebudu opakovat.
Od pradávna se lidé nemodlili za rtuť – samozřejmě „tekuté stříbro“! Alchymisté věřili, že kámen slavného filozofa byl někde ukryt ve rtuti, například Jabir ibn Hayyan věřil, že jelikož je rtuť tekutý kov, je „absolutní“: neobsahuje žádné nečistoty obsažené v pevných kovech. Dalším předmětem obdivu Haiyan je síra - živel ohně, dokáže produkovat čistý „absolutní“ plamen, a proto jsou všechny ostatní kovy (a od XNUMX. století jich bylo jen pár: sedm) vznikající ze rtuti a síry.
Ať už v XNUMX. století nebo nyní, když smícháte rtuť a síru, získáte černý sulfid rtuťnatý (a to je mimochodem jeden ze způsobů, jak dekontaminovat rozlitou rtuť) - ale rozhodně ne kov. Haiyan tento nešťastný neúspěch vysvětlil tím, že všem hlupákům chybí určitý „dozrávací prostředek“, který povede k výrobě kovu z černého nesmyslu. A samozřejmě všichni spěchali hledat „dozrávače“, aby získali zlato. Historie hledání kamene mudrců byla oficiálně prohlášena za otevřenou.
%username%, teď se alchymistům smějete - ale nakonec dosáhli svého! V roce 1947 získali američtí fyzici jediný stabilní izotop zlata, Au-197, z beta rozpadu izotopu Hg-197. Ze 100 mg rtuti bylo vytěženo až 35 mikrogramů zlata – a nyní jsou vystaveny v Chicagském muzeu vědy a průmyslu. Takže alchymisté měli pravdu - je to možné! Jen je to zatraceně drahé...
Mimochodem, jediný alchymista, který nevěřil možnosti získat zlato z jiných kovů, byl Abu Aliyi Hussein ibn Abdullaah ibn al-Haasan ibn Aliyi ibn Sina - a pro temné nevěřící - prostě Avicenna.
Mimochodem, další kov, gallium, svým vzhledem velmi konkuruje rtuti. Jeho bod tání je 29 °C, ve škole mi ukázali spektakulární trik: na ruku vám položí kousek kovu...
..a to se stane
Mimochodem, gallium lze nyní koupit u Aliky, aby provedlo takový trik. Nevím však, zda projde celnicí.
2. titán
Drsný titán není tvůj rtuťový šmejd! Tohle je nejtvrdší kov! No, v mém dětství a dospívání psali titanem na všechna tato okna v MHD. Protože ho poškrábal a natřel jemným kovovým prachem.
Každý ví, že titan se díky své tvrdosti a lehkosti používá v letectví. Řeknu vám o některých zajímavých aplikacích.
Při zahřátí začne titan absorbovat různé plyny – kyslík, chlór a dokonce i dusík. To se používá v zařízeních pro čištění inertních plynů (například argonu) - profukuje se trubicemi naplněnými titanovou houbou a zahřívá se na 500-600 °C. Mimochodem, při této teplotě titanová houba interaguje s vodou - kyslík se absorbuje, vodík se uvolňuje, ale obvykle vodík v inertních plynech nikomu nevadí, na rozdíl od vody.
Bílý oxid titaničitý TiO2 se používá v barvách (jako je titanová běloba) a při výrobě papíru a plastů. Potravinářské aditivum E171. Mimochodem, při výrobě oxidu titaničitého je třeba kontrolovat jeho elementární složení - ale vůbec ne za účelem snížení nečistot, ale pro přidání „bělosti“: je nutné, aby barvicí prvky - železo, chrom, měď atd. - byl menší.
Karbid titanu, diborid titanu, karbonitrid titanu jsou z hlediska tvrdosti konkurenty karbidu wolframu. Nevýhodou je, že jsou lehčí.
Nitrid titanu se používá k potahování nástrojů, kostelních kopulí a při výrobě bižuterie, protože má barvu podobnou zlatu. Všechny tyto „lékařské slitiny“, které vypadají jako zlato, jsou potaženy nitridem titanu.
Mimochodem, vytrvalí vědci nedávno vyrobili slitinu, která je tvrdší než titan! Abych toho dosáhl, musel jsem smíchat palladium, křemík, fosfor, germanium a stříbro. Věc se ukázala jako drahá, a proto opět zvítězil titan.
3. Wolfram
Wolfram je také opakem rtuti: nejvíce žáruvzdorný kov s bodem tání 3422 °C. Je znám již od 200. století, nicméně není znám kov samotný, ale minerál wolframit, který obsahuje wolfram. Mimochodem, jméno Wolf Rahm v jazyce drsných Němců znamená „vlčí smetana“: Němcům, kteří tavili cín, se opravdu nelíbila příměs wolframitu, který tavení narušoval a přeměňoval cín na pěnu strusky ( „sežral plechovku jako vlk požírající ovci“). Samotný kov byl izolován později, asi o XNUMX let později.
To, co je na fotce, ve skutečnosti není wolfram, ale karbid wolframu, takže pokud máte na ruce takový prsten, %username%, tak se moc nebojte. Karbid wolframu je těžká a extrémně tvrdá směs - a proto se používá ve všech druzích dílů, které se používají k tepání, mimochodem, „vítězem“ je 90% karbid wolframu. Dobří lidé také přidávají karbid wolframu jako hrot pro pancéřové granáty a kulky. Ale nejen to, později vám povím o jiném kovu.
Mimochodem, i když je wolfram těžký, i přes jeho větší hustotu ve srovnání s tradičním a levnějším olovem se ukazuje, že ochrana wolframu je méně těžká se stejnými ochrannými vlastnostmi nebo účinnější se stejnou hmotností. Kvůli žáruvzdornosti a tvrdosti wolframu, která znesnadňuje zpracování, se v takových případech používají tažnější slitiny wolframu s přídavkem jiných kovů nebo suspenze práškového wolframu (nebo jeho sloučenin) v polymerní bázi. Ukazuje se to jednodušší, efektivnější – ale jen dražší. Takže v případě výpadku, %username%, pořiďte si nějaké wolframové brnění!
Mimochodem, podařilo se mi udělat skvrnu na mém „věčném prstenu“ nějakou chemikálií - a ani nevím čím. Takže je to „věčné“ pouze pro obyčejné lidi)))
4. Uran
Jediný přírodní kov, který se používá jako palivo. No – jaderné palivo.
Když jsem byl ještě školák, ale byl jsem přijat na univerzitu (neřeknu proč!), vždycky mě bavila reakce zahraničních studentů, když jim pod mikroskopem ukazovali krystaly octanu sodného uranylu. No, existuje taková kvalitativní reakce. Když řekli cizincům slovo „uranil“, srazilo je z podlahy. Všichni se smáli.
Je pro mě legrační a smutné, že nyní většina našich lidí také věří, že uran je hrozný, nebezpečný a hrozný. Pokles vzdělání je evidentní.
Dokonce i ve starověku se přírodní oxid uranu používal k výrobě žlutého nádobí. Tak byl poblíž Neapole nalezen úlomek žlutého skla obsahující 1 % oxidu uranu a datovaný do roku 79 našeho letopočtu. E. Ve tmě nesvítí a nevyzařuje světlo. Byl jsem v Žovti Vody na Ukrajině, kde se těží uranový koncentrát. Nikdo tam nesvítí ani nehlučí. A odpověď je jednoduchá: přírodní uran je slabě radioaktivní – ne více než žuly a čediče, stejně jako haldy odpadu a podzemní dráhy. Uran, kterým je URAN, je izotop U-235, kterého je v přírodě pouze 0,7204 %. Je toho tak málo, že jaderní vědci potřebují tento izotop izolovat a koncentrovat („obohatit“ jej) – reaktor nebude fungovat tak snadno.
Mimochodem, U-235 bývalo v přírodě víc - jen časem chátralo. A jelikož toho bylo víc, dal se rovnou na koleni vyrobit jaderný reaktor. Doslova. To je to, co se stalo v Gabonu na ložisku Oklo asi před 2 miliardami let: voda protékala rudou, voda je přirozeným moderátorem neutronů, které se uvolňují při rozpadu uranu-235 - celkově bylo neutronové energie tolik, aby být zachycen jádrem uranu-235 - a začala řetězová reakce. A uran hořel několik set let, dokud nevyhořel...
To bylo objeveno mnohem později, v roce 1972, kdy byla v závodě na obohacování uranu v Pierrelat (Francie) při analýze uranu z Oklo zjištěna odchylka od normy v izotopovém složení uranu. Obsah izotopu U-235 byl 0,717 % místo obvyklých 0,720 %. Uran není klobása, zde je podváha přísně trestána: všechna jaderná zařízení podléhají přísné kontrole, aby se zabránilo nelegálnímu použití štěpných materiálů pro vojenské účely. A tak vědci začali zkoumat, našli pár dalších prvků, jako je neodym a ruthenium, a uvědomili si, že U-235 byl ukraden před námi, prostě shořel jako v reaktoru. To znamená, že příroda vynalezla jaderný reaktor dávno před námi. Nicméně jako všechno.
Ochuzený uran (tehdy bylo 235 odebráno a předáno jaderným vědcům a U-238 zůstalo) je těžký a tvrdý, svými vlastnostmi poněkud připomíná wolfram, a proto se používá stejným způsobem tam, kde je třeba ho zasáhnout. Existuje o tom příběh z bývalé Jugoslávie: používali pancéřové granáty s úderníkem obsahujícím uran. Obyvatelstvo mělo problémy, ale vůbec ne kvůli radiaci: jemný uranový prach se dostal do plic, vstřebal se - a přinesl své ovoce: uran je toxický pro ledviny. To je ono – a uranylacetátu se není čeho bát! Pravda, nejde o vyhlášku podle zákonů Ruské federace - a proto jsou věčné problémy s příchodem chemických činidel obsahujících uran - protože pro úředníka je uran jen jeden.
A pak je tu uranové sklo: malý přídavek uranu dává krásnou žlutozelenou fluorescenci.
A je to zatraceně krásné!
Mimochodem, je velmi užitečné nabídnout hostům jablka nebo salát a poté zapnout trochu ultrafialového světla a ukázat, jak je krásné. Až to všichni přestanou obdivovat, ležérně vyhoďte: „No jo, jasně, to je uranové sklo...“ A ukousněte si kousek jablka z vázy...
5. Osmium
No, protože jsme již mluvili o těžkém uranu-wolframu, je čas pojmenovat nejtěžší kov obecně - osmium. Jeho hustota je 22,62 g/cm3!
Osum, protože je nejtěžší, však nebrání ničemu, aby bylo také těkavé: na vzduchu postupně oxiduje na OsO4, který je těkavý a mimochodem velmi jedovatý. Ano, je to prvek ze skupiny platiny, ale je dost oxidovaný. Název „osmium“ pochází ze starořeckého ὀσμή – „vůně“ – právě proto: chemické reakce rozpouštění alkalické slitiny osmiridia (nerozpustný zbytek platiny v aqua regia) ve vodě nebo kyselině jsou doprovázeny uvolňováním nepříjemný, přetrvávající zápach OsO4, dráždí hrdlo, podobný zápachu chlóru nebo shnilé ředkve. Tento zápach cítil Smithson Tennant (více o něm později), který pracoval s osmiridiem – a kov tak pojmenoval. A vím, že osmium musí být v prášku a musí se zahřívat, aby proces probíhal intenzivně - ale v žádném případě neusiluji o to, abych byl v blízkosti tohoto kovu dlouho.
Mimochodem, existuje i takový izotop Os-187. V přírodě je ho velmi málo, a proto se od osmia v odstředivkách odděluje oddělováním hmoty – stejně jako uran. Čekají 9 měsíců na oddělení - ano, ano, je docela možné porodit. Os-187 je proto jedním z nejdražších kovů, je to jeho obsah, který určuje tržní cenu přírodního osmia. Ale není to nejdražší, řeknu vám o tom níže.
6. Iridium
Vzhledem k tomu, že mluvíme o platinové skupině, stojí za to připomenout i iridium. Osmium odebralo iridiu titul nejtěžšího kovu – rozdíl byl ale v haléřích: hustota iridia je 22,53 g/cm3. Osmium a iridium byly dokonce společně objeveny v roce 1803 anglickým chemikem S. Tennantem – obojí bylo přítomno jako nečistoty v přírodní platině dodané z Jižní Ameriky. Tennant byl prvním z několika vědců, kterému se podařilo získat dostatečné množství nerozpustného zbytku po vystavení platiny aqua regia a identifikovat v něm dosud neznámé kovy.
Ale na rozdíl od osmia je iridium nejzatraceněji stabilní kov: ve formě ingotu se nerozpouští v žádných kyselinách ani jejich směsích! Vůbec! I ten impozantní fluor jej pojme pouze při 400-450 °C. Aby se iridium ještě rozpustilo, musíte ho roztavit s alkáliemi – a nejlépe v proudu kyslíku.
Mechanická a chemická pevnost iridia je využívána v Komoře vah a měr - kilogramový etalon je vyroben ze slitiny platina-iridium.
V současné době není iridium bankovním kovem, ale v tomto již dochází ke změnám: v roce 2013 bylo iridium poprvé na světě použito při výrobě oficiálních mincí Národní bankou Rwandy, která vydala minci vyrobené z čistého kovu o ryzosti 999. Byla vydána iridiová mince v nominální hodnotě 10 rwandských franků. A sakra – takovou minci bych chtěl!
Mimochodem, v hlubokém mládí jsem jednou četl fantastický příběh v „Mladém technikovi“, když byl jeden chlápek na cestě k úspěchu a dokázal vyměnit písek za iridium v poměru 1:1 s nějakými mimozemšťany ve sklepě. . No vidíš, potřebovali křemík! Už si ani nepamatuji název a autora příběhu. Děkuji - V. Šibajev. Kabel je odtud.
7. ZlatoNo tak, všichni ho viděli
V životě se často stává, že existuje skutečný a formální šampión. Jestliže je iridium skutečným šampiónem v chemické odolnosti, pak je zlato formální: je to nejvíce elektronegativní kov, 2,54 na Paulingově stupnici. To ale nebrání tomu, aby se zlato rozpouštělo ve směsích kyselin, takže vavříny jako obvykle mají ti bohatší.
A skutečně, v tuto chvíli, díky tomu, že Čína a Ruská federace přecházejí od politiky hromadění zlata a devizových rezerv v amerických dolarech k politice hromadění zlata samotného, je zlato nejdražším bankovním kovem: v r. cenou dávno překonal platinu - a vlastně celou platinovou skupinu. Udržujte své peníze ve zlaté spořitelně, %username%!
Protože se alchymická metoda těžby zlata ukázala jako drahá, získává se tento kov v rafineriích. A mince se už vyrábějí v mincovnách. Takže jako člověk, který byl tam i tam, mohu říci: když pracovníci takových podniků navštíví oblast, kde je drahý kov, buď se převléknou - a na jejich pracovním oděvu není jediný špendlík nebo kancelářská sponka. - rámy na kontrolním stanovišti nejsou vůbec stejné jako na letištích, tam se vše přitvrzuje. Nebo existuje takzvaný „nahý režim“ - ano, pochopili jste správně: kontrolní stanoviště pro chlapce a kontrolní stanoviště pro dívky - budete se oblékat uvnitř. Pokud máte kovový implantát, je spousta certifikátů, spousta povolení, pokaždé individuálně zkontrolují, že implantát je na místě, kde má být.
Mimochodem, jak jsou podle vás organizovány kontroly na skladě bankovek? Papíry nezvoní!
Odpověď je zde, ale zamyslete se trochu samiPo práci nesmí nikdo ven, včetně vedení, dokud nejsou sečteny všechny produkty. Ano – vše je přísné. Nikomu ale nevadí, když se v těžkých dobách platy vyplácely ve výrobcích.
8. Lithium
Na rozdíl od těžkého osmia-iridia je lithium nejlehčím kovem, jeho hustota je pouze 0,534 g/cm3. Je to alkalický kov, ale nejinaktivnější z celé skupiny: ve vodě neexploduje, ale reaguje klidně, na vzduchu také moc neoxiduje a není snadné ho zapálit: po 100 °C je tak dobře pokryta oxidem, že dále neoxiduje. Proto je lithium jediný alkalický kov, který se v petroleji neukládá – proč, když je docela inertní? A to je štěstí – lithium by kvůli své nízké hustotě plavalo v petroleji.
Přírodní lithium se skládá ze dvou izotopů: Li-6 a Li-7. Vzhledem k tomu, že samotný atom je tak malý, nadbytečný neutron významně ovlivňuje poloměr dráhy a excitační energii elektronu, a proto je obvyklé atomové spektrum těchto dvou izotopů odlišné - je tedy možné je určit i bez hmotnostních spektrometrů. - a to je jediná výjimka v přírodě! Oba izotopy jsou v jaderné energetice velmi důležité, mimochodem, deuterid Li-6 se používá jako termonukleární střelný prach v termonukleárních zbraních – a více na toto téma neřeknu ani slovo!
Lithium používají také psychiatři jako normometikum pro léčbu a prevenci mánie. Když jsem jako student brigádoval na katedře, přišla k nám teta s krevní plazmou, ve které bylo potřeba stanovit lithium. V určitém okamžiku jsem se šel podívat do literatury (internet ještě nebyl), abych pochopil, proč by se tam lithium mělo vůbec určovat? A zjistil jsem... Od další návštěvy jsem se nenuceně zeptal tety, čí krev to vůbec byla? Když odpověděla, že je to její, snažil jsem se víc se s ní nesetkat osobně.
No, takže - lithium a lithium, to se někdy zjistí i ve vodě. Mimochodem, ve Lvově je toho ve vodě docela dost.
9. Francium
Francie má celou řadu titulů. No, za prvé, francium je nejvzácnější kov. Celý jeho obsah je zcela radiogenní: existuje jako meziprodukt rozpadu uranu-235 a thoria-232. Celkový obsah francia v zemské kůře se odhaduje na 340 gramů. Místo na obrázku výše tedy není čelní fotkou černé díry, ale asi 200 000 atomů francia v magneticko-optické pasti. Všechny izotopy francia jsou radioaktivní; izotop s nejdelší životností, Fr-223, má poločas rozpadu 22,3 minuty. Proto je Francie tak malá.
Nicméně francium má nejnižší elektronegativitu ze všech v současnosti známých prvků, a to 0,7 na Paulingově stupnici. V souladu s tím je francium také chemicky nejaktivnějším alkalickým kovem a tvoří nejsilnější alkálii - hydroxid francium FrOH. A neptejte se, %username%, jak to všechno určili s prvkem, kterého není mnoho a který se každých 22,3 minut zdvojnásobí a výzkumník sám září stále jasněji. Proto je to všechno zajímavé a zábavné, ale francium se prakticky nikde nepoužívá.
10. Kalifornie/>
Kalifornie v tomto světě vůbec není, ale vyrábí se na dvou místech: Dimitrovgrad v Ruské federaci a Oak Ridge National Laboratory v USA. K výrobě jednoho gramu kalifornia se plutonium nebo kurium podrobí dlouhodobému ozařování neutrony v jaderném reaktoru - od 8 měsíců do 1,5 roku. Celá linie rozpadů vypadá takto: Plutonium-Americium-Curium-Berkley-Califorium. California-252 je konečným výsledkem řetězce - tento prvek nelze přeměnit na těžší izotop, protože jeho jádro říká „děkuji, jsem plný“ a slabě reaguje na vystavení neutronům.
Na cestě přeměny plutonia na kalifornium se rozpadá 100 % ze 99,7 % jader. Pouze 0,3 % jader je chráněno před rozpadem a prochází celým stádiem. A produkt je potřeba vyzdvihnout! Izotop se izoluje extrakcí, extrakční chromatografií nebo díky iontové výměně. Aby získal kovový vzhled, provádí se redukční reakce.
K výrobě jednoho gramu California-252 je zapotřebí 10 kilogramů plutonia-239.
Roční množství těžby California-252 je 40-80 mikrogramů a podle odborníků není světová rezerva Kalifornie větší než 8 gramů. Proto je California, přesněji California-252, nejdražším průmyslovým kovem na světě, náklady na jeden gram se v různých letech pohybovaly od 6,5 do 27 milionů dolarů.
Logická otázka zní: kdo to vůbec potřebuje? Řetízek na krk z něj neuděláte, nemůžete ho darovat své milované v podobě prstenu. Faktem je, že Cf-252 má vysoký multiplikační faktor neutronů (nad 3). Gram Cf-252 emituje asi 3⋅1012 neutronů za sekundu. Ano, je potenciálně možné vyrobit atomovou bombu, ale uran a stejné plutonium jsou levnější, takže samotné kalifornium se používá jako zdroj neutronů v různých studiích, včetně průmyslových in-line analyzátorů aktivace neutronů na dopravním pásu. Mimochodem, %username%, osobně jsem tohoto Kaliforňana viděl v podobě malé ampulky, která byla vytažena z mohutného sudu radiační ochrany a rychle zasunuta na správné místo na analyzátoru.
Je jasné, že za takové peníze musí být Kalifornium prostě jed, i když ne tak cool, , ale neutrony jsou také nic. Ale to je samozřejmě trochu drahé.
Zdá se, že je vše hotovo – do cesty zbývají asi čtyři hodiny spánku. Doufám, že to bylo zajímavé a nenapsal jsem to všechno nadarmo.
Přeji ti, %username%, abys byl tvrdý jako titan, snadno lezl jako lithium, nepoddajný jako iridium a cenný jako Californian! No, víc zlata v kapse, samozřejmě.
(tímto přípitkem se můžete pochlubit na příští dovolené - neděkujte mi)
Zdroj: www.habr.com