¡A quienes no escuchan metal, a ellos Dios no les dio inteligencia!
— Sabiduría popular
Hola, %username%.
de nuevo en contacto. Hoy seré breve, porque en seis horas tengo que levantarme y salir.
Hoy quiero hablar de metal. Pero no del que es música, eso lo podemos discutir algún día durante una cerveza, pero no aquí. Y ni siquiera de metal en sí, sino de metales. Quiero hablar de aquellos metales que de alguna manera me han impresionado con sus propiedades.
Dado que todos los participantes de la lista tienen sus propias super habilidades, no habrá lugares ni ganadores. ¡Tendremos una lista de los diez metales! Así que el número ordinal no significa nada.
Vamos.
1. Mercurio
El mercurio es el metal más líquido: su temperatura de fusión es de -39 °C. Ya he escrito acerca de su toxicidad — y bastante alta — , y por eso no me volveré a repetir.
Desde tiempos antiguos, casi se adoraba al mercurio — ¡y cómo no, «plata líquida»! Los alquimistas creían que en el mercurio se escondía la famosa piedra filosofal; por ejemplo, Jabir ibn Hayyan sostenía que dado que el mercurio es un metal líquido, es «absoluto»: está libre de impurezas propias de los metales sólidos. El azufre — otro objeto de admiración para Hayyan — es el elemento del fuego, capaz de producir una llama «absoluta» y pura, y por lo tanto, todos los demás metales (y dado que era el siglo VIII, eran escasos: siete) están formados por mercurio y azufre.
Tanto en el siglo VIII como ahora, si se mezclan mercurio y azufre, se obtiene sulfuro de mercurio negro (y este, por cierto, es uno de los métodos de desactivación del mercurio derramado), pero de ninguna manera se convierte en un metal. Hayyan explicaba este lamentable fracaso diciendo que todos eran torpes, les faltaba un «madurador» que podría transformar esa negrura en metal. Y por supuesto, todos se lanzaron a buscar el «madurador» para obtener oro. La historia de la búsqueda de la piedra filosofal se considera oficialmente iniciada.
%username%, te estás riendo de los alquimistas — ¡pero ellos lograron su objetivo! En 1947, físicos estadounidenses lograron obtener un isotopo de oro Au-197 a partir de la desintegración beta del isotopo Hg-197. De 100 mg de mercurio se extrajeron 35 µg de oro, y ahora exhiben en el Museo de Ciencia e Industria de Chicago. Así que los alquimistas tenían razón — ¡es posible! Solo que, caramba, es caro…
Por cierto, el único alquimista que no creía en la posibilidad de obtener oro de otros metales fue Abu Ali al-Husayn ibn Abd Allah ibn al-Hasan ibn Ali ibn Sina — y para los incrédulos oscuros — simplemente Avicena.
Por cierto, otro metal que rivaliza mucho con el mercurio es el galio. Su punto de fusión es de 29 °C; en la escuela me mostraron un truco espectacular: se coloca un trozo de algún metal en la mano...
... y esto es lo que pasa.
Por cierto, ahora se puede comprar galio en AliExpress para mostrar ese truco. No sé, sin embargo, si pasará la aduana.
2. Titanio
El titanio puro — ¡no es como las babas del mercurio! ¡Es el metal más duro! En mi infancia y adolescencia, el titanio se usaba para escribir en todos esos cristales del transporte público. Porque rayaba — y pintaba con polvo metálico fino.
Todos saben que el titanio, gracias a su dureza y ligereza, se utiliza en aviación. Hablaré sobre algunas aplicaciones interesantes.
Cuando se calienta, el titanio comienza a absorber diferentes gases — oxígeno, cloro e incluso nitrógeno. Esto se utiliza en instalaciones de purificación de gases inertes (por ejemplo, argón) — se hace pasar a través de tubos llenos de esponja de titanio y calentados a 500-600 °C. Por cierto, a esta temperatura la esponja de titanio interactúa con el agua — se absorbe oxígeno y se libera hidrógeno, pero normalmente el hidrógeno en los gases inertes no molesta a nadie, a diferencia del agua.
El dióxido de titanio TiO2 se utiliza en pinturas (por ejemplo, blancura de titanio), así como en la producción de papel y plástico. Aditivo alimentario E171. Por cierto, en la producción de dióxido de titanio se controla su composición elemental — pero no es para reducir impurezas, sino para añadir 'blancura': se necesita que haya menos elementos que tiñen — hierro, cromo, cobre, etc.
El carburo de titanio, diboruro de titanio, carbonitrido de titanio — son competidores del carburo de tungsteno en dureza. La desventaja es que son más ligeros.
El nitruro de titanio se utiliza para recubrir herramientas, cúpulas de iglesias y en la producción de bisutería, ya que tiene un color parecido al oro. Todos estos 'aleaciones médicas' parecidas al oro — son recubrimientos de nitruro de titanio.
Por cierto, los persistentes científicos han creado una aleación que es más dura que el titanio. Pero para lograrlo, tuvieron que mezclar paladio, silicio, fósforo, germanio y plata. El resultado no fue barato, así que una vez más, el titanio ha prevalecido.
3. Tungsteno
El tungsteno, al igual que el mercurio, es el metal con el punto de fusión más alto, alcanzando los 3422 °C. Se conoce desde el siglo XVI, aunque no se conocía el metal en sí, sino el mineral tungstenita, que contiene tungsteno. Por cierto, el nombre Wolf Rahm en el idioma de los duros alemanes significa 'nata de lobo': los alemanes que fundían estaño no apreciaban las impurezas de tungstenita, que interferían con el proceso de fusión, convirtiendo el estaño en espuma de escoria ('devoraba el estaño como un lobo a una oveja'). El metal fue aislado más tarde, alrededor de 200 años después.
Lo que ves en la foto en realidad no es tungsteno, sino carburo de tungsteno, así que si tienes un anillo así en tu mano, %username%, no te sientas demasiado presumido. El carburo de tungsteno es un compuesto pesado y extremadamente duro, por lo que se usa en diversas piezas de herramientas. Por cierto, el término 'ganador' se refiere al 90% de carburo de tungsteno. Además, el carburo de tungsteno se añade, amablemente, como punta de proyectiles de munición perforante. Pero no es el único, más adelante hablaré de otro metal.
Aunque el tungsteno es pesado, a pesar de su mayor densidad en comparación con el plomo tradicional y más barato, la protección hecha de tungsteno resulta ser menos pesada con propiedades de protección equivalentes, o más efectiva con el mismo peso. Debido a la alta temperatura de fusión y dureza del tungsteno, que dificultan su procesamiento, en tales ocasiones se utilizan aleaciones más maleables de tungsteno con la adición de otros metales o suspensiones de tungsteno en polvo (o sus compuestos) en una base polimérica. Resulta más ligero, más eficiente, pero también más caro. Así que, en caso de un fallout, %username%, ¡tómate una armadura de tungsteno!
Por cierto, en mi 'anillo eterno' logré poner una mancha con algún tipo de químico, y ni siquiera sé con qué. Así que solo es 'eterno' para personas normales)))
4. Uranio
El único metal natural que se utiliza como combustible. Bueno, combustible nuclear.
Cuando era escolar y tenía acceso a la universidad (no diré por qué), siempre me divertía la reacción de los estudiantes extranjeros cuando se les mostraban cristales de uranilo-acetato de sodio en el microscopio. Hay una reacción bastante notable. Cuando se les decía la palabra "uranilo", se desmayaban. Todos se reían.
Me parece gracioso y triste que ahora mucha gente también considere que el uranio es aterrador, peligroso y horrible. La caída de la educación es evidente.
De hecho, en tiempos antiguos, el óxido natural de uranio se utilizaba para hacer vajilla amarilla. Por ejemplo, cerca de Nápoles se encontró un fragmento de vidrio amarillo que contiene un 1% de óxido de uranio y data del año 79 d.C. No brilla en la oscuridad ni emite radiación. He estado en aguas amarillas en Ucrania, donde se extrae el concentrado de uranio. Allí nadie brilla ni emite radiación. Y la solución es simple: el uranio natural es débilmente radiactivo, no más que los granitos y basalto, así como las colas de mineral y el metro. Ese uranio que se conoce como URANIO es el isótopo U-235, que en la naturaleza es solo el 0,7204%. Es tan poco que para los nucleares es necesario aislar y concentrar este isótopo ("enriquecer") —simplemente trabajar con el reactor de forma directa no será posible.
Por cierto, anteriormente había más U-235 en la naturaleza, simplemente se descompuso con el tiempo. Y dado que había más, se podía construir un reactor nuclear de manera improvisada. En sentido literal. Así sucedió en Gabón, en el yacimiento de Oklo, hace aproximadamente 2 mil millones de años: el agua fluía a través del mineral, el agua es un moderador natural de neutrones, que se liberan durante la descomposición del uranio-235 —y, por lo tanto, la energía de los neutrones era justo la necesaria para ser atrapada por el núcleo del uranio-235— y empezó la reacción en cadena. Y el pequeño uranio ardió durante varios cientos de años, hasta que se agotó...
Descubrimos esto mucho después, en 1972, cuando en la planta de enriquecimiento de uranio en Pierrelatte (Francia) se encontró una desviación en la composición isotópica del uranio durante el análisis del uranio de Oklo. El contenido del isótopo U-235 fue del 0,717% en lugar del habitual 0,720%. El uranio no es embutido, el subpeso se sanciona estrictamente: todos los objetos nucleares están sometidos a un control riguroso para evitar el uso ilegal de materiales fisionables con fines militares. Por lo tanto, los científicos comenzaron a investigar, encontraron un par de elementos más, como el neodimio y el ruteno, y entendieron: U-235 fue robado hasta que se quemó, como en un reactor. Es decir, la naturaleza inventó el reactor nuclear mucho antes que nosotros. Sin embargo, como todo.
El uranio empobrecido (esto es cuando se ha llevado el U-235 y queda el U-238) es pesado y duro, se asemeja en propiedades al tungsteno, y por lo tanto se usa exactamente allí donde se necesita golpear. Hay una historia de la antigua Yugoslavia sobre esto: usaron proyectiles perforantes con una punta que contenía uranio. La población tuvo problemas, pero no por la radiación: el polvo fino de uranio entraba en los pulmones, se absorbía y daba frutos: el uranio es tóxico para los riñones. Así que ya ves, ¡no hay nada que temer al uranio-acetato! De hecho, las leyes de la Federación Rusa no lo mencionan, y por lo tanto hay problemas eternos con la entrada de reactivos químicos que contienen uranio, porque para un funcionario el uranio solo puede ser uno.
Y también hay vidrio de uranio: una pequeña adición de uranio le otorga hermosa fluorescencia amarilla-verde.
¡Y esto, maldita sea, es hermoso!
Por cierto, es muy útil ofrecer a los invitados manzanas o una ensaladita, y luego encender un poco de ultravioleta y mostrar lo hermoso que es. Cuando todos terminen de maravillarse, dejar caer despreocupadamente: "Claro, es vidrio de uranio..." Y morder un pedazo de manzana de la jarrón...
5. Osmio
Bueno, ya que hemos hablado de los pesados uranio-tungstenos, es hora de nombrar el metal más pesado de todos: el osmio. Su densidad es de 22,62 g/cm3!
Sin embargo, el osmio, siendo el más pesado, no tiene impedimentos para ser también volátil: en el aire se oxida gradualmente a OsO4, que es volátil — y por cierto, muy venenoso. Sí, es un elemento del grupo del platino, pero en efecto se oxida. El nombre 'osmium' proviene del griego antiguo ὀσμή — 'olor' — precisamente por esto: las reacciones químicas de disolución de la aleación alcalina del osmio (el residuo insoluble del platino en agua regia) en agua o ácido son acompañadas por la liberación de un olor desagradable y persistente de OsO4, que irrita la garganta y se asemeja al olor del cloro o de rábanos en descomposición. Este olor fue percibido por Smithson Tennant (de él hablaremos más adelante), quien trabajaba con osmio — y así nombró al metal. Y sé que el osmio debe estar en forma de polvo y debe calentarse para que el proceso se intensifique — pero en cualquier caso, no busco permanecer cerca de este metal por mucho tiempo.
Por cierto, hay un isótopo más, el Os-187. En la naturaleza hay muy poco de él, por lo que se separa del osmio en centrifugadoras mediante separación por masas — justo como el uranio. La separación tarda 9 meses — sí, sí, ya es posible dar a luz. Por lo tanto, el Os-187 es uno de los metales más caros, ya que su contenido determina el precio del osmio natural en el mercado. Pero no es el más caro, de eso hablaré más adelante.
6. Iridio
Dado que hemos hablado del grupo del platino, también vale la pena recordar el iridio. El osmio le quitó a iridio el título de metal más pesado — pero solo por un pelo: la densidad del iridio es de 22,53 g/cm3. El osmio y el iridio fueron descubiertos juntos en 1803 por el químico inglés S. Tennant — ambos estaban presentes como impurezas en el platino natural traído desde América del Sur. Tennant fue el primero entre varios científicos en obtener en suficiente cantidad el residuo insoluble tras el tratamiento del platino con agua regia y en identificar metales previamente desconocidos en él.
Pero a diferencia del osmio, el iridio es el metal más resistente, ¡vaya!: en forma de lingote no se disuelve en ningún ácido ni en sus mezclas. ¡En absoluto! Incluso el temible flúor solo lo ataca a 400-450 °C. Para disolver el iridio, es necesario fundirlo con ácidos — y todavía es preferible hacerlo en una corriente de oxígeno.
La resistencia mecánica y química del iridio se utiliza en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas, donde se fabrica el kilogramo patrón a partir de un aleación de platino e iridio.
En este momento, el iridio no es un metal bancario, pero ya ha habido avances: en 2013, el iridio fue utilizado por primera vez en el mundo para fabricar monedas oficiales por el Banco Nacional de Ruanda, que emitió una moneda de metal puro con 999 de pureza. La moneda de iridio fue emitida con un valor nominal de 10 francos ruandeses. ¡Y demonios, me encantaría tener una de esas monedas!
A propósito, en mi profunda juventud leí una historia de ciencia ficción en «El joven técnico», donde un chico logró cambiar arena por iridio a una tasa de 1:1 con unos extraterrestres en un sótano. ¡Resulta que necesitaban silicio! Ya no recuerdo el título ni el autor de la historia. Gracias. — V. Shibaev. Cable "de allí".
7. OroQue se le va a hacer, todos lo han visto.
En la vida, a menudo hay un campeón real y un campeón formal. Si el iridio es el campeón real en resistencia química, el oro es el formal: es el metal más electronegativo, 2,54 en la escala de Pauling. Pero eso no evita que el oro se disuelva en mezclas de ácidos, así que como siempre, la gloria le pertenece al que es más rico.
Y de hecho, en este momento, gracias a que China y Rusia se están alejando de la política de acumulación de reservas de oro y divisas en dólares estadounidenses hacia una política de acumulación de oro, el oro es el metal bancario más caro: en precio ha superado hace tiempo al platino y, en general, a todo el grupo del platino. Así que guarda tu dinero en una cuenta de ahorro de oro, %username%!
Dado que el método alquímico de obtención de oro ha demostrado ser costoso, este metal se produce en refinerías. Las monedas se fabrican en casas de moneda. Así que, como alguien que ha estado tanto aquí como allí, puedo decirte: los trabajadores de tales instalaciones, al entrar en la zona donde hay metales preciosos, o se cambian de ropa — y en su vestimenta no hay ni un solo alfiler o clip — los controles de acceso no son como en los aeropuertos, allí todo es más estricto. O bien aplican lo que se llama "modo desnudo" — sí, sí, entendiste bien: hay control de acceso para chicos y control de acceso para chicas — te vistes dentro. Si tienes un implante de metal — una montaña de certificados, una montaña de permisos, cada vez se verifica individualmente que el implante esté donde debe estar.
Por cierto, ¿qué piensas? ¿Cómo están organizados los controles de acceso en la casa de billetes? ¡Los papeles no suenan!
La respuesta está aquí, pero piensa un poco por ti mismo.Después del trabajo, no dejan salir a nadie, incluido el personal directivo, hasta que cuenten todos los productos. Sí, todo es estricto. Pero nadie se queja cuando, en tiempos difíciles, se pagaba con productos.
8. Litio
A diferencia de los pesados osmio e iridio, el litio es el metal más ligero, con una densidad de solo 0,534 g/cm3. Es un metal alcalino, pero el menos activo del grupo: no explota en agua y reacciona con tranquilidad, tampoco se oxida mucho al aire, y es difícil de encender: después de 100 °C se recubre tan bien con óxido que no se oxida más. Por eso, el litio es el único metal alcalino que no se almacena en queroseno — ¿por qué, si es lo suficientemente inerte? Y eso es una suerte — debido a su baja densidad, el litio flotaría en queroseno.
El litio natural consta de dos isótopos: Li-6 y Li-7. Dado que el átomo mismo es muy pequeño, un neutrón adicional influye significativamente en el radio de la orbital y la energía de excitación del electrón, y por eso el espectro atómico habitual de estos dos isótopos es diferente — por lo tanto, es posible identificarlos incluso sin espectrómetros de masas — y ¡esta es la única excepción en la naturaleza! Ambos isótopos son muy importantes en la energía nuclear; por cierto, el deuteruro de Li-6 se utiliza como pólvora termonuclear en armas nucleares — y no diré ni una palabra más sobre este tema.
El litio también es utilizado por psiquiatras como normotécnico para el tratamiento y prevención de manías. Cuando era estudiante, trabajaba en un departamento y nos visitaba una señora con plasma sanguíneo, del cual era necesario determinar el litio. En algún momento, decidí investigar (pues aún no había internet) para entender por qué se necesitaba determinar el litio. Y descubrí... En la siguiente visita, pregunté casualmente a la señora de quién era realmente la sangre. Cuando ella respondió que era suya, hice un esfuerzo por no encontrarme con ella personalmente de nuevo.
Bueno, eso es así: el litio es litio, a veces se encuentra incluso en el agua. Por cierto, en Lviv hay bastante cantidad de él en el agua.
9. Francio
El francio tiene un conjunto completo de títulos. En primer lugar, el francio es el metal más raro. Todo su contenido es completamente radiactivo: existe como un producto intermedio de la descomposición del uranio-235 y del torio-232. Se estima que el contenido total de francio en la corteza terrestre es de 340 gramos. Así que la mancha en la imagen de arriba no es una foto de un agujero negro de frente, sino alrededor de 200,000 átomos de francio en una trampa magnético-óptica. Todos los isótopos de francio son radiactivos, y el isótopo más estable, Fr-223, tiene un período de semidesintegración de 22,3 minutos. Por eso el francio es tan escaso.
Sin embargo, el francio tiene la electronegatividad más baja de todos los elementos conocidos en la actualidad, que es 0,7 en la escala de Pauling. En consecuencia, el francio es el metal alcalino más químicamente activo y forma la base más fuerte: hidróxido de francio FrOH. Y no preguntes, %username%, cómo se determinó todo esto con un elemento que es ínfimo, y cuyo número se reduce a la mitad cada 22,3 minutos, mientras el investigador brilla cada vez más. Por lo tanto, todo esto es interesante y fascinante, pero el francio prácticamente no se utiliza en ningún lugar.
10. Californium
/>
El californio no existe en este mundo, y se produce en dos lugares: Dimitrovgrad en Rusia y el Laboratorio Nacional Oak Ridge en EE. UU. Para producir un gramo de californio, se somete al plutonio o curio a una exposición prolongada a neutrones en un reactor nuclear — de 8 meses a 1,5 años. La cadena de desintegración se presenta de la siguiente manera: Plutonio-Americio-Curio-Berkelio-Californio. El californio-252 es el resultado final de la cadena: este elemento no puede convertirse en un isótopo más pesado, ya que su núcleo dice 'gracias, ya he tenido suficiente' y responde débilmente a la irradiación con neutrones.
En el proceso de conversión de plutonio a californio, el 99,7% de los núcleos se desintegra. Solo el 0,3% de los núcleos se retiene de la desintegración y completa todo el proceso. ¡Y el producto también debe ser aislado! La separación del isótopo ocurre mediante extracción, cromatografía de extracción o debido al intercambio iónico. Para darle un aspecto metálico, se lleva a cabo una reacción de reducción.
Para obtener un gramo de californio-252 se utilizan 10 kilogramos de plutonio-239.
La cantidad anual de californio-252 extraído varía de 40 a 80 microgramos, y según estimaciones de expertos, la reserva mundial de californio no supera los 8 gramos. Por lo tanto, el californio, o más precisamente, el californio-252, es el metal industrial más caro del mundo, con un precio que ha oscilado entre 6,5 y 27 millones de dólares por gramo en diferentes años.
La pregunta lógica es: ¿y a quién le sirve realmente? No puedes hacer una cadena con él, ni regalar un anillo a tu ser querido. La cuestión es que el Cf-252 tiene un alto coeficiente de multiplicación de neutrones (superior a 3). Un gramo de Cf-252 emite cerca de 3⋅10^12 neutrones por segundo. Sí, potencialmente se podría hacer una bomba atómica, pero hacerlo a partir de uranio y plutonio es más económico, por lo que el californio se utiliza como fuente de neutrones en diversas investigaciones, incluidos analizadores industriales de activación por neutrones en cintas transportadoras. Por cierto, %username%, he visto personalmente este californio en una pequeña ampolla que fue extraída de un gran barril de protección radiológica y rápidamente introducida en el lugar adecuado del analizador.
Es evidente que por ese precio el californio tiene que ser un veneno, aunque no tan potente como el polonio, que emite partículas alfa. , pero los neutrones también son bastante interesantes. Aunque resulta caro, por supuesto.
Bueno, parece que todo está listo: me queda dormir unas cuatro horas antes del viaje. Espero que haya sido interesante y que no haya estado escribiendo en vano.
Te deseo, %username%, que seas firme como el titanio, ligero como el litio, inquebrantable como el iridio y valioso como el californio. Y, por supuesto, que tengas más oro en tu bolsillo.
(puedes impresionar con este brindis en la próxima celebración — no hay de qué)
Fuente: habr.com
