Den som ikke hører på metal har ingen mening fra Gud!
- Folkekunst
Hei %brukernavn%.
tilbake i kontakt. I dag skal jeg være veldig kort, for om seks timer må jeg opp og gå.
Og i dag vil jeg snakke om metall. Men ikke om musikk – det kan vi snakke om en gang over et glass øl, og ikke på Habré. Og ikke engang om metall - men om metaller! Og jeg vil snakke om de metallene som i livet mitt på en eller annen måte overrasket meg med egenskapene deres.
Siden alle deltakerne i hitparaden kjennetegnes av en slags supermakt, blir det ingen plasseringer eller vinnere. Det blir en metall ti! Så serienummeret betyr ingenting.
Gå.
1. Kvikksølv
Kvikksølv er det mest flytende metallet: smeltepunktet er -39 °C. At det er giftig - og til og med veldig giftig - , og derfor vil jeg ikke gjenta meg selv.
Siden antikken har folk ikke bedt om kvikksølv - selvfølgelig "flytende sølv"! Alkymister trodde at det var i kvikksølv at den berømte visesteinen var gjemt et sted, for eksempel trodde Jabir ibn Hayyan at siden kvikksølv er et flytende metall, er det "absolutt": det er fritt for urenheter som er iboende i faste metaller. Svovel er et annet emne for Haiyans beundring - ildelementet, det er i stand til å produsere en ren "absolutt" flamme, og derfor er alle andre metaller (og siden det var på XNUMX-tallet, var det bare noen få av dem: syv) dannet av kvikksølv og svovel.
Enten på XNUMX-tallet eller nå, hvis du blander kvikksølv og svovel, vil du få svart kvikksølvsulfid (og dette er forresten en av måtene å dekontaminere sølt kvikksølv) - men absolutt ikke metall. Haiyan forklarte denne uheldige feilen med at alle de dumme menneskene mangler et visst "modningsmiddel" som vil føre til produksjon av metall fra svart tull. Og selvfølgelig hastet alle for å se etter "modneren" for å få gull. Historien om letingen etter de vises stein er offisielt erklært åpen.
%username%, du ler nå av alkymistene - men de nådde endelig målet sitt! I 1947 oppnådde amerikanske fysikere den eneste stabile isotopen av gull, Au-197, fra beta-forfallet til isotopen Hg-197. Fra 100 mg kvikksølv ble det utvunnet så mye som 35 mikrogram gull – og de vises nå i Chicago Museum of Science and Industry. Så alkymistene hadde rett - det er mulig! Det er rett og slett dyrt...
Forresten, den eneste alkymisten som ikke trodde på muligheten for å få gull fra andre metaller var Abu Aliyi Hussein ibn Abdullaah ibn al-Haasan ibn Aliyi ibn Sina – og for de mørke vantro – rett og slett Avicenna.
Forresten, et annet metall, gallium, konkurrerer veldig med kvikksølv i utseendet. Smeltepunktet er 29 °C, på skolen viste de meg et spektakulært triks: et stykke metall legges på hånden din...
..og dette er hva som skjer
Gallium kan forresten nå kjøpes hos Alika for å utføre et slikt triks. Jeg vet imidlertid ikke om han kommer gjennom tollen.
2. Titan
Den harde titanen er ikke din kvikksølvsnøtt! Dette er det hardeste metallet! Vel, i min barndom og ungdomstid skrev de i titan på alle disse vinduene i offentlig transport. Fordi han ripet den og malte den med fint metallstøv.
Alle vet at titan, på grunn av sin hardhet og letthet, brukes i luftfart. Jeg skal fortelle deg om noen interessante applikasjoner.
Ved oppvarming begynner titan å absorbere forskjellige gasser - oksygen, klor og til og med nitrogen. Dette brukes i installasjoner for rensing av inerte gasser (for eksempel argon) - det blåses gjennom rør fylt med titansvamp og varmes opp til 500-600 °C. Forresten, ved denne temperaturen interagerer titansvampen med vann - oksygen absorberes, hydrogen frigjøres, men vanligvis plager ikke hydrogen i inerte gasser noen, i motsetning til vann.
Hvit titandioksid TiO2 brukes i maling (som titanhvit) og i produksjon av papir og plast. Mattilsetning E171. Forresten, når du produserer titandioksid, må dens elementære sammensetning kontrolleres - men ikke i det hele tatt for å redusere urenheter, men for å legge til "hvithet": det er nødvendig at fargeelementene - jern, krom, kobber, etc. – den var mindre.
Titankarbid, titandiborid, titankarbonitrid er konkurrenter til wolframkarbid når det gjelder hardhet. Ulempen er at de er lettere.
Titannitrid brukes til å belegge instrumenter, kirkekupler og i produksjon av kostymesmykker, da det har en farge som ligner gull. Alle disse "medisinske legeringene" som ser ut som gull er belagt med titannitrid.
Forresten, iherdige forskere har nylig laget en legering som er hardere enn titan! Bare for å oppnå dette måtte jeg blande palladium, silisium, fosfor, germanium og sølv. Tingen viste seg å være dyr, og derfor vant titan igjen.
3. Wolfram
Wolfram er også det motsatte av kvikksølv: det mest ildfaste metallet med et smeltepunkt på 3422 °C. Det har vært kjent siden 200-tallet, men det er ikke selve metallet som er kjent, men mineralet wolframitt, som inneholder wolfram. Forresten, navnet Wolf Rahm på språket til de tøffe tyskerne betyr "ulvekrem": tyskerne som smeltet tinn likte virkelig ikke blandingen av wolframitt, som forstyrret smeltingen og gjorde tinnet til et skum av slagg ( "den slukte blikken som en ulv som slukte en sau"). Selve metallet ble isolert senere, omtrent XNUMX år senere.
Det som er på bildet er egentlig ikke wolfram, men wolframkarbid, så hvis du har en slik ring på hånden, %username%, så ikke bekymre deg for mye. Wolframkarbid er en tung og ekstremt hard forbindelse - og brukes derfor i alle slags deler som brukes til å slå; "vinneren" er forresten 90 % wolframkarbid. Flinke folk legger også til wolframkarbid som tips til pansergjennomtrengende granater og kuler. Men ikke bare det, jeg skal fortelle deg om et annet metall senere.
Forresten, selv om wolfram er tungt, til tross for dens større tetthet sammenlignet med tradisjonell og billigere bly, viser wolframbeskyttelse seg å være mindre tung med like beskyttende egenskaper eller mer effektiv med lik vekt. På grunn av ildfastheten og hardheten til wolfram, som gjør det vanskelig å behandle, brukes i slike tilfeller mer duktile wolframlegeringer med tilsetning av andre metaller eller en suspensjon av pulverisert wolfram (eller dets forbindelser) i en polymerbase. Det viser seg enklere, mer effektivt - men bare dyrere. Så i tilfelle et nedfall, %username%, skaff deg en wolframrustning!
Forresten, jeg klarte å sette en flekk på min "evige ring" med en slags kjemikalie - og jeg vet ikke engang med hva. Så det er "evig" bare for vanlige mennesker)))
4. Uranus
Det eneste naturlige metallet som brukes som drivstoff. Vel - kjernebrensel.
Da jeg fortsatt var skolegutt, men ble tatt opp på universitetet (jeg vil ikke si hvorfor!), ble jeg alltid underholdt av reaksjonen til utenlandske studenter når krystaller av natriumuranylacetat ble vist dem under et mikroskop. Vel, det er en slik kvalitativ reaksjon. Da de sa ordet "uranil" til utlendinger, ble de blåst av gulvet. Alle lo.
Det er morsomt og trist for meg at nå tror de fleste av folket vårt at uran er forferdelig, farlig og forferdelig. Nedgangen i utdanning er åpenbar.
Faktisk, selv i antikken, ble naturlig uranoksid brukt til å lage gule retter. I nærheten av Napoli ble det derfor funnet et fragment av gult glass som inneholdt 1 % uranoksid og dateres tilbake til 79 e.Kr. e. Den lyser ikke i mørket og avgir ikke lys. Jeg var i Zhovti Vody i Ukraina, hvor det utvinnes urankonsentrat. Ingen skinner eller bråker der. Og svaret er enkelt: naturlig uran er svakt radioaktivt - ikke mer enn granitter og basalter, samt avfallshauger og t-bane. Uranet som er URAN er isotopen U-235, som det bare er 0,7204 % av i naturen. Det er så lite av det at atomforskere trenger for å isolere og konsentrere denne isotopen («berike» den) - reaktoren vil ikke fungere så lett.
Det pleide forresten å være mer U-235 i naturen – den forfalt bare over tid. Og siden det var mer av det, kunne en atomreaktor lages rett på kneet. Bokstavelig. Dette er hva som skjedde i Gabon ved Oklo-forekomsten for rundt 2 milliarder år siden: vann rant gjennom malmen, vann er en naturlig moderator av nøytroner som sendes ut under nedbrytningen av uran-235 - totalt var det akkurat nok nøytronenergi til å bli fanget av uran-235-kjernen - og en kjedereaksjon begynte. Og uranet brant i flere hundre år til det brant ut...
Dette ble oppdaget mye senere, i 1972, da det ved urananrikningsanlegget i Pierrelat (Frankrike), under analysen av uran fra Oklo, ble funnet et avvik fra normen i den isotopiske sammensetningen av uran. Innholdet av U-235 isotopen var 0,717 % i stedet for de vanlige 0,720 %. Uran er ikke en pølse, her straffes undervekt strengt: alle atomanlegg er underlagt streng kontroll for å forhindre ulovlig bruk av spaltbart materiale til militære formål. Og så begynte forskere å forske, fant et par elementer til, som neodym og ruthenium, og innså at U-235 ble stjålet før oss, den brant rett og slett ut, som i en reaktor. Det vil si at naturen oppfant atomreaktoren lenge før oss. Men som alt.
Utarmet uran (dette er når 235 ble tatt bort og gitt til atomforskere, og U-238 ble igjen) er tungt og hardt, minner noe om wolfram i egenskapene, og brukes derfor på samme måte der det må treffes. Det er en historie om dette fra det tidligere Jugoslavia: de brukte pansergjennomtrengende skjell med en skytestift som inneholdt uran. Befolkningen hadde problemer, men slett ikke på grunn av stråling: fint uranstøv kom ned i lungene, ble absorbert – og bar frukt: uran er giftig for nyrene. Det er det – og det er ingenting å være redd for uranylacetat! Riktignok er dette ikke et dekret i henhold til lovene i den russiske føderasjonen - og derfor er det evige problemer med ankomsten av kjemiske reagenser som inneholder uran - fordi for en tjenestemann er det bare ett uran.
Og så er det uranglass: et lite tilskudd av uran gir en vakker gulgrønn fluorescens.
Og det er jævla vakkert!
Det er forresten veldig nyttig å tilby gjestene epler eller salat, og så skru på litt ultrafiolett lys og vise hvor vakkert det er. Når alle er ferdige med å beundre den, kaster du tilfeldig ut: «Vel, ja, selvfølgelig, dette er uranglass...» Og bit av en bit av eplet fra vasen...
5. Osmium
Vel, siden vi allerede har snakket om tungt uran-wolfram, er det på tide å nevne det tyngste metallet generelt - osmium. Dens tetthet er 22,62 g/cm3!
Osmium, som er det tyngste, forhindrer imidlertid ikke at noe også er flyktig: i luft oksideres det gradvis til OsO4, som er flyktig og forresten veldig giftig. Ja, det er et platinagruppeelement, men det er ganske oksidert. Navnet "osmium" kommer fra det gamle greske ὀσμή - "lukt" - nettopp på grunn av dette: de kjemiske reaksjonene ved å løse opp den alkaliske legeringen osmiridium (en uløselig rest av platina i vannvann) i vann eller syre er ledsaget av frigjøring av en ubehagelig, vedvarende lukt OsO4, irriterende i halsen, lik lukten av klor eller råtten reddik. Denne lukten ble kjent av Smithson Tennant (mer om ham senere), som jobbet med osmiridium - og kalte metallet slik. Og jeg vet at osmium må være i pulver og det må varmes opp for at prosessen skal forløpe intensivt - men uansett så streber jeg ikke etter å være i nærheten av dette metallet på lenge.
Det finnes forresten også en slik isotop Os-187. Det er svært lite av det i naturen, og derfor skilles det fra osmium i sentrifuger ved masseseparasjon – akkurat som uran. De venter 9 måneder på separasjon - ja, ja, det er fullt mulig å føde. Derfor er Os-187 et av de dyreste metallene, det er innholdet som bestemmer markedsprisen på naturlig osmium. Men det er ikke det dyreste, jeg skal fortelle deg om det nedenfor.
6. Iridium
Siden vi snakker om platinagruppen, er det også verdt å huske iridium. Osmium tok bort tittelen på det tyngste metallet fra iridium - men forskjellen var i kroner: tettheten til iridium er 22,53 g/cm3. Osmium og iridium ble til og med oppdaget sammen i 1803 av den engelske kjemikeren S. Tennant - begge var tilstede som urenheter i naturlig platina levert fra Sør-Amerika. Tennant var den første blant flere forskere som lyktes i å få tak i en tilstrekkelig mengde av den uløselige resten etter eksponering av platina for aqua regia og identifisere tidligere ukjente metaller i den.
Men i motsetning til osmium er iridium det mest stabile metallet: i form av en ingot løses det ikke opp i noen syrer eller deres blandinger! I det hele tatt! Selv den formidable fluoren tar det bare ved 400-450 °C. For fortsatt å løse opp iridium, må du smelte det sammen med alkalier – og gjerne i en strøm av oksygen.
Den mekaniske og kjemiske styrken til iridium brukes i Chamber of Weights and Measures - kilogramstandarden er laget av en platina-iridium-legering.
For øyeblikket er ikke iridium et bankmetall, men det er allerede endringer i dette: i 2013 ble iridium brukt for første gang i verden i produksjonen av offisielle mynter av National Bank of Rwanda, som utstedte en mynt laget av rent metall av 999 renhet. En iridiummynt ble utstedt i pålydende på 10 rwandiske franc. Og fy – jeg vil ha en slik mynt!
Forresten, i min dype ungdom leste jeg en gang en fantastisk historie i "Young Technician", da en fyr var på vei til suksess og kunne bytte sand mot iridium i en 1:1-hastighet med noen romvesener i kjelleren . Vel, du skjønner, de trengte silisium! Jeg husker ikke engang tittelen og forfatteren til historien. Takk skal du ha - V. Shibaev. Kabelen er derfra.
7. GullKom igjen, alle så ham
I livet skjer det ofte at det er en faktisk og en formell mester. Hvis iridium er den faktiske mesteren i kjemisk motstand, så er gull det formelle: det er det mest elektronegative metallet, 2,54 på Pauling-skalaen. Men dette hindrer ikke gull i å løse seg opp i blandinger av syrer, så som vanlig gikk laurbærene til de som er rikere.
Og faktisk, for øyeblikket, takket være det faktum at Kina og Den russiske føderasjonen beveger seg bort fra politikken med å akkumulere gull og valutareserver i amerikanske dollar til politikken for å akkumulere gull i seg selv, er gull det dyreste bankmetallet: i pris har den lenge overgått platina - og faktisk hele platinagruppen. Så oppbevar pengene dine i en gullsparebank, %username%!
Siden den alkymistiske metoden for å utvinne gull har vist seg å være kostbar, oppnås dette metallet på raffinerier. Og mynter er allerede laget på myntverksted. Så, som en person som har vært både der og der, kan jeg si: når arbeidere i slike bedrifter besøker et område hvor det er edelt metall, skifter de enten klær - og det er ikke en eneste nål eller binders på arbeidsklærne deres - rammene på sjekkpunktet er slett ikke de samme som på flyplasser, alt blir tøffere der. Eller det er en såkalt "naken modus" - ja, du forsto det riktig: et sjekkpunkt for gutter og et sjekkpunkt for jenter - du vil kle på deg inne. Har du et metallimplantat er det mange sertifikater, mange tillatelser, hver gang sjekker de individuelt at implantatet er på stedet der det skal.
Hvordan synes du forresten sjekkpunktene på seddelgården er organisert? Papirer ringer ikke!
Svaret er her, men tenk litt selvEtter jobb slipper ingen ut, inkludert ledelsen, før alle produktene er talt opp. Ja - alt er strengt. Men ingen bryr seg når det i vanskelige tider ble utbetalt lønn i produkter.
8. Litium
I motsetning til tungt osmium-iridium er litium det letteste metallet, dens tetthet er bare 0,534 g/cm3. Det er et alkalimetall, men det mest inaktive av hele gruppen: det eksploderer ikke i vann, men reagerer rolig, i luft oksiderer det heller ikke mye, og det er ikke lett å sette det i brann: etter 100 °C den er så godt dekket med oksid at den ikke oksiderer videre. Derfor er litium det eneste alkalimetallet som ikke er lagret i parafin - hvorfor, hvis det er ganske inert? Og dette er heldig - på grunn av sin lave tetthet ville litium flyte i parafin.
Naturlig litium består av to isotoper: Li-6 og Li-7. Siden atomet i seg selv er så lite, påvirker det ekstra nøytronet baneradiusen og eksitasjonsenergien til elektronet betydelig, og derfor er det vanlige atomspekteret til disse to isotopene forskjellig - derfor er det mulig å bestemme dem selv uten noen massespektrometre - og dette er det eneste unntaket i naturen! Begge isotoper er svært viktige i kjernekraft; forresten, Li-6 deuteride brukes som termonukleært krutt i termonukleære våpen - og jeg skal ikke si et ord mer om dette emnet!
Litium brukes også av psykiatere som normometikk for behandling og forebygging av mani. Da jeg jobbet deltid på avdelingen som student, kom en tante til oss med blodplasma der det var nødvendig å bestemme litium. På et tidspunkt gikk jeg og så i litteraturen (det fantes ikke internett ennå) for å forstå hvorfor litium i det hele tatt skulle bestemmes der? Og jeg fant ut... Fra neste besøk spurte jeg tilfeldig min tante, hvem sitt blod var det egentlig? Da hun svarte at det var hennes, prøvde jeg hardere å ikke møte henne personlig.
Vel, så - litium og litium, det oppdages noen ganger selv i vann. Det er forresten ganske mye av det i vannet i Lviv.
9. Francium
Frankrike har et helt sett med titler. Vel, for det første er francium det sjeldneste metallet. Hele innholdet er fullstendig radiogent: det eksisterer som et mellomprodukt av nedbrytningen av uran-235 og thorium-232. Det totale innholdet av francium i jordskorpen er anslått til 340 gram. Så stedet på bildet over er ikke et frontbilde av et svart hull, men omtrent 200 000 franciumatomer i en magnetisk-optisk felle. Alle isotoper av francium er radioaktive; den lengstlevende isotopen, Fr-223, har en halveringstid på 22,3 minutter. Det er derfor Frankrike er så lite.
Imidlertid har francium den laveste elektronegativiteten av et hvilket som helst grunnstoff som for tiden er kjent, på 0,7 på Pauling-skalaen. Følgelig er francium også det mest kjemisk aktive alkalimetallet og danner det sterkeste alkaliet - franciumhydroksid FrOH. Og ikke spør, %username%, hvordan de bestemte alt dette med et element som det ikke er mye av, og som hvert 22,3 minutt blir dobbelt så lite, og forskeren selv lyser mer og mer skarpt. Derfor er alt dette interessant og underholdende, men francium brukes praktisk talt ikke noe sted.
10. California/>
California er ikke i denne verden i det hele tatt, men det produseres to steder: Dimitrovgrad i Russland og Oak Ridge National Laboratory i USA. For å produsere ett gram californium, blir plutonium eller curium utsatt for langsiktig nøytronbestråling i en atomreaktor - fra 8 måneder til 1,5 år. Hele linjen av forfall ser slik ut: Plutonium-Americium-Curium-Berkley-Califorium. California-252 er sluttresultatet av kjeden - dette elementet kan ikke omdannes til en tyngre isotop, siden kjernen, som det var, sier "takk, jeg er full" og reagerer svakt på eksponering for nøytroner.
På veien til å konvertere plutonium til californium, forfaller 100 % av 99,7 % av kjernene. Bare 0,3 % av kjernene holdes fra forfall og kommer seg gjennom hele stadiet. Og produktet må fremheves! Isotopen isoleres ved ekstraksjon, ekstraksjonskromatografi eller på grunn av ionebytting. For å gi det et metallisk utseende, utføres en reduksjonsreaksjon.
Det trengs 252 kilo plutonium-10 for å produsere ett gram California-239.
Den årlige mengden California-252 utvunnet er 40-80 mikrogram, og ifølge eksperter er verdensreserven i California ikke mer enn 8 gram. Derfor er California, eller mer presist California-252, det dyreste industrielle metallet i verden, prisen på ett gram i forskjellige år varierte fra 6,5 til 27 millioner dollar.
Det logiske spørsmålet er: hvem trenger det egentlig? Du kan ikke lage en kjede av den rundt halsen din, du kan ikke gi den til din kjære i form av en ring. Faktum er at Cf-252 har en høy nøytronmultiplikasjonsfaktor (over 3). Et gram Cf-252 sender ut omtrent 3⋅1012 nøytroner per sekund. Ja, det er potensielt mulig å lage en atombombe, men uran og samme plutonium er billigere, så californium i seg selv brukes som en kilde til nøytroner i ulike studier, inkludert i industrielle in-line nøytronaktiveringsanalysatorer på et transportbånd. Forresten, %username%, så jeg personlig denne kaliforniske i form av en liten ampulle, som ble trukket ut av en heftig tønne med strålebeskyttelse og raskt dyttet inn på rett plass på analysatoren.
Det er klart at for den slags penger må californium rett og slett være en gift, om enn ikke så kult, , men nøytroner er heller ingenting. Men det blir selvfølgelig litt dyrt.
Vel, alt ser ut til å være gjort - omtrent fire timers søvn igjen før reisen. Jeg håper det viste seg interessant, og jeg skrev ikke alt dette forgjeves.
Jeg ønsker at du, %username%, skal være hard som titan, lett å klatre som litium, urokkelig som iridium og verdifull som californisk! Vel, mer gull i lomma, selvfølgelig.
(du kan vise frem denne skålen ved neste ferie - ikke takk meg)
Kilde: www.habr.com