Wie niet naar metal luistert, heeft geen verstand van God!
- Volkskunst
Hallo %gebruikersnaam%.
weer contact. Vandaag zal ik het heel kort houden, want over zes uur moet ik opstaan en gaan.
En vandaag wil ik het hebben over metaal. Maar niet over muziek - daar kunnen we het wel een keer over hebben bij een glas bier, en niet op Habré. En niet eens over metaal - maar over metalen! En ik wil het hebben over die metalen die me in mijn leven op de een of andere manier verbaasden met hun eigenschappen.
Omdat alle deelnemers aan de hitparade zich onderscheiden door een soort superkracht, zullen er geen plaatsen of winnaars zijn. Er komt een metalen tien! Het serienummer zegt dus niets.
Gaan.
1. Mercurius
Kwik is het meest vloeibare metaal: het smeltpunt is -39 °C. Dat het giftig is – en zelfs heel giftig – , en daarom zal ik mezelf niet herhalen.
Sinds de oudheid hebben mensen niet meer om kwik gebeden - natuurlijk "vloeibaar zilver"! Alchemisten geloofden dat de beroemde steen der wijzen ergens in kwik verborgen was. Jabir ibn Hayyan geloofde bijvoorbeeld dat, aangezien kwik een vloeibaar metaal is, het ‘absoluut’ is: het is vrij van alle onzuiverheden die inherent zijn aan vaste metalen. Zwavel is een ander onderwerp van Haiyan's bewondering - het element vuur, het is in staat een pure "absolute" vlam te produceren, en daarom zijn alle andere metalen (en sinds het de XNUMXe eeuw was, waren er maar een paar: zeven) gevormd uit kwik en zwavel.
Of het nu in de XNUMXe eeuw is of nu, als je kwik en zwavel mengt, krijg je zwart kwiksulfide (en dit is trouwens een van de manieren om gemorst kwik te ontsmetten) - maar zeker geen metaal. Haiyan verklaarde deze ongelukkige mislukking door het feit dat alle domme mensen een bepaald ‘rijpingsmiddel’ missen dat zal leiden tot de productie van metaal uit zwarte onzin. En natuurlijk haastte iedereen zich om de "rijper" te zoeken om goud te krijgen. De geschiedenis van de zoektocht naar de steen der wijzen is officieel voor geopend verklaard.
%username%, je lacht nu om de alchemisten - maar ze hebben eindelijk hun doel bereikt! In 1947 verkregen Amerikaanse natuurkundigen de enige stabiele isotoop van goud, Au-197, uit het bètaverval van de isotoop Hg-197. Uit 100 mg kwik werd maar liefst 35 microgram goud gewonnen – en deze worden nu tentoongesteld in het Chicago Museum of Science and Industry. Dus de alchemisten hadden gelijk: het is mogelijk! Het is gewoon verdomd duur...
Trouwens, de enige alchemist die niet geloofde in de mogelijkheid om goud uit andere metalen te verkrijgen, was Abu Aliyi Hussein ibn Abdullaah ibn al-Haasan ibn Aliyi ibn Sina - en voor de duistere ongelovigen - gewoon Avicenna.
Overigens concurreert een ander metaal, gallium, qua uiterlijk sterk met kwik. Het smeltpunt is 29 °C, op school lieten ze me een spectaculair trucje zien: er wordt een stuk metaal op je hand gelegd...
..en dit is wat er gebeurt
Trouwens, gallium kan nu bij Alika worden gekocht om zo'n trucje uit te voeren. Ik weet echter niet of hij door de douane komt.
2. Titanium
De harde titan is niet jouw kwiksnot! Dit is het hardste metaal! Nou, in mijn kindertijd en adolescentie schreven ze in titanium op al deze ramen in het openbaar vervoer. Omdat hij het bekraste en beschilderde met fijn metaalstof.
Iedereen weet dat titanium vanwege zijn hardheid en lichtheid in de luchtvaart wordt gebruikt. Ik zal je vertellen over enkele interessante toepassingen.
Bij verhitting begint titanium verschillende gassen te absorberen: zuurstof, chloor en zelfs stikstof. Dit wordt gebruikt in installaties voor de zuivering van inerte gassen (bijvoorbeeld argon) - het wordt door buizen gevuld met titaniumspons geblazen en verwarmd tot 500-600 °C. Trouwens, bij deze temperatuur interageert de titaniumspons met water - zuurstof wordt geabsorbeerd, waterstof komt vrij, maar meestal stoort waterstof in inerte gassen niemand, in tegenstelling tot water.
Wit titaandioxide TiO2 wordt gebruikt in verven (zoals titaanwit) en bij de productie van papier en kunststoffen. Voedseladditief E171. Trouwens, bij de productie van titaniumdioxide moet de elementaire samenstelling ervan worden gecontroleerd - maar helemaal niet om onzuiverheden te verminderen, maar om "witheid" toe te voegen: het is noodzakelijk dat de kleurende elementen - ijzer, chroom, koper, enz. – het was kleiner.
Titaniumcarbide, titaniumdiboride en titaniumcarbonitride zijn qua hardheid concurrenten van wolfraamcarbide. Het nadeel is dat ze lichter zijn.
Titaannitride wordt gebruikt voor het coaten van instrumenten, kerkkoepels en bij de productie van kostuumjuwelen, omdat het een kleur heeft die lijkt op goud. Al deze “medische legeringen” die op goud lijken, zijn bedekt met titaniumnitride.
Trouwens, volhardende wetenschappers hebben onlangs een legering gemaakt die harder is dan titanium! Om dit te bereiken moest ik palladium, silicium, fosfor, germanium en zilver mengen. Het ding bleek duur en daarom won titanium opnieuw.
3. Wolfraam
Wolfraam is ook het tegenovergestelde van kwik: het meest vuurvaste metaal met een smeltpunt van 3422 °C. Het is al sinds de 200e eeuw bekend, maar het is niet het metaal zelf dat bekend is, maar het mineraal wolframiet, dat wolfraam bevat. Trouwens, de naam Wolf Rahm in de taal van de harde Duitsers betekent "wolfroom": de Duitsers die tin smelten hielden echt niet van het mengsel van wolframiet, dat het smelten verstoorde en het tin in een schuim van slak veranderde ( “Het verslond het blik zoals een wolf een schaap verslond”). Het metaal zelf werd later, ongeveer XNUMX jaar later, geïsoleerd.
Wat op de foto staat is eigenlijk geen wolfraam, maar wolfraamcarbide, dus als je zo'n ring om je hand hebt, %username%, maak je dan niet al te veel zorgen. Wolfraamcarbide is een zware en extreem harde verbinding - en wordt daarom gebruikt in allerlei onderdelen die worden gebruikt om te kloppen; de "winnaar" is overigens 90% wolfraamcarbide. Goede mensen voegen ook wolfraamcarbide toe als tip voor pantserdoordringende granaten en kogels. Maar niet alleen dat, ik zal je later over een ander metaal vertellen.
Trouwens, hoewel wolfraam zwaar is, ondanks de grotere dichtheid in vergelijking met traditioneel en goedkoper lood, blijkt wolfraambescherming minder zwaar te zijn met gelijke beschermende eigenschappen of effectiever met hetzelfde gewicht. Vanwege de vuurvastheid en hardheid van wolfraam, waardoor het moeilijk te verwerken is, worden in dergelijke gevallen meer ductiele wolfraamlegeringen gebruikt met toevoeging van andere metalen of een suspensie van wolfraampoeder (of zijn verbindingen) in een polymeerbasis. Het blijkt eenvoudiger, effectiever - maar alleen duurder. Dus in het geval van een fall-out, %username%, koop dan een wolfraampantser!
Trouwens, het is me gelukt om met een soort chemische stof een vlek op mijn "eeuwige ring" te zetten - en ik weet niet eens waarmee. Het is dus alleen ‘eeuwig’ voor gewone mensen)))
4. Uranus
Het enige natuurlijke metaal dat als brandstof wordt gebruikt. Nou ja, nucleaire brandstof.
Toen ik nog een schooljongen was, maar werd toegelaten tot de universiteit (ik zal niet zeggen waarom!), Was ik altijd geamuseerd door de reactie van buitenlandse studenten als ze onder een microscoop kristallen van natriumuranylacetaat kregen te zien. Welnu, er is zo'n kwalitatieve reactie. Toen ze het woord ‘uranil’ tegen buitenlanders zeiden, werden ze van de vloer geblazen. Iedereen lachte.
Ik vind het grappig en verdrietig dat de meeste van onze mensen nu ook geloven dat uranium verschrikkelijk, gevaarlijk en verschrikkelijk is. De teruggang in het onderwijs is duidelijk zichtbaar.
Zelfs in de oudheid werd natuurlijk uraniumoxide gebruikt om gele gerechten te maken. Zo werd in de buurt van Napels een fragment geel glas gevonden dat 1% uraniumoxide bevatte en daterend uit 79 na Christus. e. Het gloeit niet in het donker en straalt geen licht uit. Ik was in Zhovti Vody in Oekraïne, waar uraniumconcentraat wordt gewonnen. Niemand schijnt of maakt daar lawaai. En het antwoord is simpel: natuurlijk uranium is zwak radioactief - niet meer dan graniet en basalt, maar ook afvalhopen en metro's. Het uranium dat URANIUM is, is de isotoop U-235, waarvan slechts 0,7204% in de natuur voorkomt. Er is zo weinig van dat kernwetenschappers deze isotoop moeten isoleren en concentreren (“verrijken”) – zo gemakkelijk zal de reactor niet werken.
Trouwens, er was vroeger meer U-235 in de natuur - het verviel gewoon in de loop van de tijd. En omdat er meer van was, kon er een kernreactor op de knie worden gemaakt. Letterlijk. Dit is wat er ongeveer 2 miljard jaar geleden gebeurde in Gabon bij de Oklo-afzetting: water stroomde door het erts, water is een natuurlijke moderator van neutronen die worden uitgestoten tijdens het verval van uranium-235 - in totaal was er net genoeg neutronenenergie om worden opgevangen door de uranium-235-kern – en er begon een kettingreactie. En het uranium brandde honderden jaren totdat het opbrandde...
Dit werd veel later ontdekt, in 1972, toen in de uraniumverrijkingsfabriek in Pierrelat (Frankrijk) tijdens de analyse van uranium uit Oklo een afwijking van de norm in de isotopensamenstelling van uranium werd gevonden. Het gehalte aan isotoop U-235 bedroeg 0,717% in plaats van de gebruikelijke 0,720%. Uranium is geen worst, ondergewicht wordt hier streng bestraft: alle nucleaire installaties zijn onderworpen aan strenge controles om het illegale gebruik van splijtstoffen voor militaire doeleinden te voorkomen. En dus begonnen wetenschappers onderzoek te doen, vonden nog een paar elementen, zoals neodymium en ruthenium, en realiseerden zich dat de U-235 vóór ons was gestolen, hij was gewoon doorgebrand, zoals in een reactor. Dat wil zeggen: de natuur heeft de kernreactor lang vóór ons uitgevonden. Echter, zoals alles.
Verarmd uranium (dit is het moment waarop 235 werd weggenomen en aan kernwetenschappers werd gegeven, en U-238 bleef over) is zwaar en hard, doet qua eigenschappen enigszins denken aan wolfraam, en wordt daarom op dezelfde manier gebruikt waar het moet worden geraakt. Daarover bestaat een verhaal uit voormalig Joegoslavië: ze gebruikten pantserdoordringende granaten met een slagpin waarin uranium zat. De bevolking had problemen, maar helemaal niet vanwege de straling: fijn uraniumstof kwam in de longen terecht, werd opgenomen - en wierp vruchten af: uranium is giftig voor de nieren. Dat is alles - en er is niets om bang voor te zijn uranylacetaat! Toegegeven, dit is geen decreet volgens de wetten van de Russische Federatie - en daarom zijn er eeuwige problemen met de komst van chemische reagentia die uranium bevatten - omdat er voor een ambtenaar maar één uranium is.
En dan is er nog uraniumglas: een kleine toevoeging van uranium geeft een prachtige geelgroene fluorescentie.
En het is verdomd mooi!
Het is trouwens erg handig om gasten appels of salade aan te bieden, en dan een beetje ultraviolet licht aan te doen en te laten zien hoe mooi het is. Als iedereen klaar is met bewonderen, gooi je er nonchalant uit: "Nou ja, natuurlijk, dit is uraniumglas..." En bijt je een stukje van de appel af van de vaas...
5. Osmium
Omdat we het al hebben gehad over zwaar uranium-wolfraam, is het tijd om het zwaarste metaal in het algemeen een naam te geven: osmium. De dichtheid bedraagt 22,62 g/cm3!
Osmium, dat het zwaarste is, verhindert echter niet dat iets ook vluchtig is: in de lucht oxideert het geleidelijk tot OsO4, dat vluchtig en overigens zeer giftig is. Ja, het is een element uit de platinagroep, maar het is behoorlijk geoxideerd. De naam “osmium” komt van het oudgriekse ὀσμή – “geur” – juist daarom: de chemische reacties van het oplossen van de alkalische legering osmiridium (een onoplosbaar residu van platina in aqua regia) in water of zuur gaan gepaard met het vrijkomen van een onaangename, aanhoudende geur OsO4, irriterend voor de keel, vergelijkbaar met de geur van chloor of rotte radijs. Deze geur werd waargenomen door Smithson Tennant (later meer over hem), die met osmiridium werkte en het metaal zo noemde. En ik weet dat osmium in poedervorm moet zijn en moet worden verwarmd om het proces intensief te laten verlopen - maar ik streef er in ieder geval niet naar om lange tijd in de buurt van dit metaal te blijven.
Er bestaat trouwens ook zo'n isotoop Os-187. Er is heel weinig van in de natuur, en daarom wordt het in centrifuges gescheiden van osmium door middel van massascheiding – net als uranium. Ze wachten 9 maanden op scheiding - ja, ja, het is heel goed mogelijk om te bevallen. Daarom is Os-187 een van de duurste metalen; het is de inhoud ervan die de marktprijs van natuurlijk osmium bepaalt. Maar het is niet de duurste, ik vertel je er hieronder over.
6. Iridium
Omdat we het over de platinagroep hebben, is het ook de moeite waard om iridium te onthouden. Osmium ontnam iridium de titel van het zwaarste metaal - maar het verschil zat in centen: de dichtheid van iridium is 22,53 g/cm3. Osmium en iridium werden in 1803 zelfs samen ontdekt door de Engelse chemicus S. Tennant - beide waren aanwezig als onzuiverheden in natuurlijk platina, afkomstig uit Zuid-Amerika. Tennant was de eerste van een aantal wetenschappers die erin slaagde een voldoende hoeveelheid van het onoplosbare residu te verkrijgen na blootstelling van platina aan koningswater en daarin voorheen onbekende metalen te identificeren.
Maar in tegenstelling tot osmium is iridium het meest verdomd stabiele metaal: in de vorm van een staaf lost het niet op in zuren of hun mengsels! Helemaal! Zelfs het formidabele fluor neemt het alleen op bij 400-450 °C. Om iridium toch op te lossen, moet je het samensmelten met alkaliën - en bij voorkeur in een stroom zuurstof.
De mechanische en chemische sterkte van iridium wordt gebruikt in de Kamer van Maten en Gewichten - de kilogramstandaard is gemaakt van een platina-iridiumlegering.
Op dit moment is iridium geen bankmetaal, maar hierin zijn al veranderingen gaande: in 2013 werd iridium voor het eerst ter wereld gebruikt bij de productie van officiële munten door de Nationale Bank van Rwanda, die een munt uitgaf die was gemaakt van puur metaal met een zuiverheid van 999. Er werd een iridiummunt uitgegeven in de waarde van 10 Rwandese frank. En verdomd - ik zou graag zo'n munt willen!
Trouwens, in mijn diepe jeugd las ik ooit een fantastisch verhaal in de “Young Technician”, toen een man op weg was naar succes en zand kon ruilen voor iridium in een verhouding van 1:1 met een paar buitenaardse wezens in de kelder. . Nou, zie je, ze hadden silicium nodig! Ik weet de titel en auteur van het verhaal niet eens meer. Bedankt - V. Shibaev. De kabel komt daar vandaan.
7. GoudKom op, iedereen heeft hem gezien
In het leven komt het vaak voor dat er een feitelijke en een formele kampioen is. Als iridium de daadwerkelijke kampioen is op het gebied van chemische resistentie, dan is goud de formele: het is het meest elektronegatieve metaal, 2,54 op de schaal van Pauling. Maar dit verhindert niet dat goud oplost in mengsels van zuren, dus zoals gewoonlijk gingen de lauweren naar degenen die rijker zijn.
En inderdaad, op dit moment, dankzij het feit dat China en de Russische Federatie afstappen van het beleid van het accumuleren van goud en deviezenreserves in Amerikaanse dollars, naar het beleid van het accumuleren van goud zelf, is goud het duurste bankmetaal: prijs heeft het platina al lang overtroffen - en inderdaad de hele platinagroep. Bewaar uw geld dus op een gouden spaarbank, %username%!
Omdat de alchemistische methode om goud te winnen duur blijkt te zijn, wordt dit metaal in raffinaderijen verkregen. En bij munthuizen worden al munten gemaakt. Dus als iemand die zowel daar als daar is geweest, kan ik zeggen: wanneer werknemers van dergelijke bedrijven een gebied bezoeken waar edelmetaal aanwezig is, wisselen ze zich om van kleding - en er zit geen enkele speld of paperclip aan hun werkkleding. - de frames bij de controlepost zijn helemaal niet hetzelfde als op luchthavens, daar wordt alles moeilijker. Of er is een zogenaamde ‘naked mode’ – ja, je hebt het goed begrepen: een checkpoint voor jongens en een checkpoint voor meisjes – je kleedt je binnen aan. Als je een metalen implantaat hebt, zijn er veel certificaten, veel vergunningen, elke keer wordt er individueel gecontroleerd of het implantaat op de plek zit waar het hoort te staan.
Hoe zijn de controleposten op de bankbiljettenwerf volgens jou trouwens georganiseerd? Papieren rinkelen niet!
Het antwoord is hier, maar denk een beetje zelf naNa het werk mag niemand, inclusief de directie, naar buiten totdat alle producten zijn geteld. Ja - alles is streng. Maar het maakt niemand uit dat in moeilijke tijden de lonen in producten werden uitbetaald.
8. Lithium
In tegenstelling tot zwaar osmium-iridium is lithium het lichtste metaal, de dichtheid bedraagt slechts 0,534 g/cm3. Het is een alkalimetaal, maar het meest inactieve van de hele groep: het explodeert niet in water, maar reageert rustig, in de lucht oxideert het ook niet veel, en het is niet gemakkelijk om het in brand te steken: na 100 °C het is zo goed bedekt met oxide dat het niet verder oxideert. Daarom is lithium het enige alkalimetaal dat niet in kerosine wordt opgeslagen. Waarom, als het vrij inert is? En dat is maar goed ook: vanwege de lage dichtheid zou lithium in kerosine drijven.
Natuurlijk lithium bestaat uit twee isotopen: Li-6 en Li-7. Omdat het atoom zelf zo klein is, heeft het extra neutron een aanzienlijke invloed op de orbitale straal en de excitatie-energie van het elektron, en daarom is het gebruikelijke atomaire spectrum van deze twee isotopen anders - daarom is het mogelijk om ze zelfs zonder massaspectrometers te bepalen - en dit is de enige uitzondering in de natuur! Beide isotopen zijn erg belangrijk in kernenergie; trouwens, Li-6-deuteride wordt gebruikt als thermonucleair buskruit in thermonucleaire wapens - en ik zal geen woord meer zeggen over dit onderwerp!
Lithium wordt ook door psychiaters gebruikt als normometica voor de behandeling en preventie van manie. Toen ik als student parttime op de afdeling werkte, kwam een tante bij ons met bloedplasma waarin het nodig was om lithium te bepalen. Op een gegeven moment ben ik in de literatuur gaan kijken (er was nog geen internet) om te begrijpen waarom lithium daar überhaupt zou moeten worden bepaald? En ik kwam erachter... Bij het volgende bezoek vroeg ik terloops aan mijn tante: wiens bloed was het eigenlijk? Toen ze antwoordde dat het van haar was, deed ik mijn best om haar niet persoonlijk te ontmoeten.
Nou ja, lithium en lithium worden soms zelfs in water gedetecteerd. Er zit trouwens behoorlijk veel ervan in het water in Lviv.
9. Frank
Frankrijk heeft een hele reeks titels. Ten eerste is francium het zeldzaamste metaal. De gehele inhoud ervan is volledig radiogeen: het bestaat als een tussenproduct van het verval van uranium-235 en thorium-232. Het totale gehalte aan frank in de aardkorst wordt geschat op 340 gram. De plek in de afbeelding hierboven is dus geen frontale foto van een zwart gat, maar ongeveer 200 frankatomen in een magnetisch-optische val. Alle isotopen van francium zijn radioactief; de langstlevende isotoop, Fr-000, heeft een halfwaardetijd van 223 minuten. Daarom is Frankrijk zo klein.
Frankium heeft echter de laagste elektronegativiteit van alle momenteel bekende elementen, namelijk 0,7 op de Pauling-schaal. Dienovereenkomstig is frankium ook het chemisch meest actieve alkalimetaal en vormt het de sterkste alkali: frankiumhydroxide FrOH. En vraag niet, %username%, hoe ze dit allemaal hebben bepaald met een element waarvan er niet veel is, en dat elke 22,3 minuten twee keer zo klein wordt, en de onderzoeker zelf steeds helderder gloeit. Daarom is dit allemaal interessant en vermakelijk, maar frank wordt praktisch nergens gebruikt.
10. Californië/>
Californië is helemaal niet in deze wereld, maar het wordt op twee plaatsen geproduceerd: Dimitrovgrad in de Russische Federatie en Oak Ridge National Laboratory in de VS. Om één gram californium te produceren, wordt plutonium of curium onderworpen aan langdurige neutronenbestraling in een kernreactor - van 8 maanden tot 1,5 jaar. De hele vervallijn ziet er als volgt uit: Plutonium-Americium-Curium-Berkley-Califorium. California-252 is het eindresultaat van de ketting - dit element kan niet worden omgezet in een zwaardere isotoop, omdat de kern als het ware zegt "dank je, ik ben vol" en zwak reageert op blootstelling aan neutronen.
Op het pad van de omzetting van plutonium in californium vervalt 100% van de 99,7% van de kernen. Slechts 0,3% van de kernen wordt behoed voor verval en doorloopt het hele stadium. En het product moet worden benadrukt! De isotoop wordt geïsoleerd door extractie, extractiechromatografie of door ionenuitwisseling. Om het een metaalachtig uiterlijk te geven, wordt een reductiereactie uitgevoerd.
Er is 252 kilogram plutonium-10 nodig om één gram California-239 te produceren.
De jaarlijkse hoeveelheid gedolven California-252 bedraagt 40-80 microgram, en volgens deskundigen bedraagt de wereldreserve van Californië niet meer dan 8 gram. Daarom is Californië, of beter gezegd Californië-252, het duurste industriële metaal ter wereld; de kosten van één gram in verschillende jaren varieerden van 6,5 tot 27 miljoen dollar.
De logische vraag is: wie heeft het eigenlijk nodig? Je kunt er geen ketting van maken om je nek, je kunt hem niet in de vorm van een ring aan je geliefde geven. Feit is dat Cf-252 een hoge neutronenvermenigvuldigingsfactor heeft (meer dan 3). Een gram Cf-252 zendt ongeveer 3⋅1012 neutronen per seconde uit. Ja, het is potentieel mogelijk om een atoombom te maken, maar uranium en hetzelfde plutonium zijn goedkoper, dus californium zelf wordt in verschillende onderzoeken gebruikt als bron van neutronen, onder meer in industriële in-line neutronenactivatieanalysatoren op een lopende band. Trouwens, %username%, ik heb deze Californiër persoonlijk gezien in de vorm van een kleine ampul, die uit een flink vat met stralingsbescherming werd getrokken en snel op de juiste plek op de analysator werd geschoven.
Het is duidelijk dat Californië voor dat soort geld gewoon een vergif moet zijn, zij het niet zo cool. , maar neutronen zijn ook niets. Maar het blijkt natuurlijk een beetje duur.
Nou, alles lijkt klaar te zijn - nog ongeveer vier uur slaap voor de reis. Ik hoop dat het interessant is geworden, en ik heb dit niet allemaal tevergeefs gekrabbeld.
Ik wens dat jij, %username%, zo hard bent als titanium, gemakkelijk te beklimmen als lithium, onverzettelijk als iridium en waardevol als Californisch! Nou ja, meer goud in je zak natuurlijk.
(je kunt deze toast laten zien tijdens de volgende feestdag - bedank me niet)
Bron: www.habr.com