Kdor ne posluša metala, nima smisla od Boga!
- Ljudska umetnost
Pozdravljeni %username%.
ponovno v stiku. Danes bom zelo kratek, ker čez šest ur moram vstati in iti.
In danes želim govoriti o kovini. A ne o glasbi - o tem se lahko pogovarjamo kdaj ob kozarcu piva in ne na Habréju. In niti ne o kovini - ampak o kovinah! In želim govoriti o tistih kovinah, ki so me v življenju tako ali drugače presenetile s svojimi lastnostmi.
Ker vse udeležence hit parade odlikuje nekakšna supermoč, ne bo mest in zmagovalcev. Metalska desetka bo! Torej serijska številka ne pomeni nič.
Pojdi.
1. Živo srebro
Živo srebro je najbolj tekoča kovina: njegovo tališče je -39 °C. Da je strupen - in celo zelo strupen - , zato se ne bom ponavljal.
Že od antičnih časov ljudje niso molili za živo srebro - seveda "tekoče srebro"! Alkimisti so verjeli, da je prav v živem srebru nekje skrit slavni filozofski kamen, na primer Jabir ibn Hayyan je verjel, da je živo srebro, ker je tekoča kovina, »absolutno«: je brez kakršnih koli primesi, ki so lastne trdnim kovinam. Žveplo je še en predmet Haiyanovega občudovanja - element ognja, sposoben je proizvesti čisti "absolutni" plamen, zato so vse druge kovine (in od XNUMX. stoletja jih je bilo le nekaj: sedem) nastal iz živega srebra in žvepla.
Ne glede na to, ali v XNUMX. stoletju ali zdaj, če zmešate živo srebro in žveplo, boste dobili črni živosrebrov sulfid (in to je, mimogrede, eden od načinov za dekontaminacijo razlitega živega srebra) - vendar zagotovo ne kovine. Haiyan je ta nesrečni neuspeh pojasnil z dejstvom, da vsem neumnim ljudem manjka določeno "sredstvo za zorenje", ki bo privedlo do proizvodnje kovine iz črne neumnosti. In seveda so vsi hiteli iskati "zorilca", da bi dobili zlato. Zgodovina iskanja filozofskega kamna je uradno razglašena za odprto.
%uporabniškoime%, zdaj se smejite alkimistom - vendar so končno dosegli svoj cilj! Leta 1947 so ameriški fiziki z beta razpadom izotopa Hg-197 pridobili edini stabilni izotop zlata Au-197. Iz 100 mg živega srebra so pridobili kar 35 mikrogramov zlata – in so zdaj razstavljeni v čikaškem muzeju znanosti in industrije. Torej so imeli alkimisti prav - mogoče je! Prekleto drago je...
Mimogrede, edini alkimist, ki ni verjel v možnost pridobivanja zlata iz drugih kovin, je bil Abu Aliyi Hussein ibn Abdullaah ibn al-Haasan ibn Aliyi ibn Sina - za temne nevernike pa preprosto Avicenna.
Mimogrede, druga kovina, galij, po svojem videzu zelo tekmuje z živim srebrom. Njegovo tališče je 29 °C, v šoli so mi pokazali spektakularen trik: na roko ti položijo kos neke kovine...
..in to se zgodi
Mimogrede, galij je zdaj mogoče kupiti v Aliki za izvedbo takšnega trika. Ne vem pa, ali bo šel skozi carino.
2. Titan
Ostri titan ni vaš smrkelj živega srebra! To je najtrša kovina! No, v mojem otroštvu in mladosti so na vsa ta okna v javnem prometu pisali s titanom. Ker ga je spraskal in pobarval s finim kovinskim prahom.
Vsi vedo, da se titan zaradi svoje trdote in lahkotnosti uporablja v letalstvu. Povedal vam bom nekaj zanimivih aplikacij.
Pri segrevanju titan začne absorbirati različne pline - kisik, klor in celo dušik. Ta se uporablja v napravah za čiščenje inertnih plinov (npr. argona) - vpihuje se skozi cevi, napolnjene s titanovo gobo in segreto na 500-600 °C. Mimogrede, pri tej temperaturi titanova goba medsebojno deluje z vodo - kisik se absorbira, vodik se sprosti, vendar običajno vodik v inertnih plinih nikogar ne moti, za razliko od vode.
Beli titanov dioksid TiO2 se uporablja v barvah (kot je titanovo belo) ter pri proizvodnji papirja in plastike. Aditiv za živila E171. Mimogrede, pri proizvodnji titanovega dioksida je treba nadzorovati njegovo elementarno sestavo - vendar sploh ne za zmanjšanje nečistoč, temveč za dodajanje "beline": potrebno je, da barvni elementi - železo, krom, baker itd. — bil je manjši.
Titanov karbid, titanov diborid, titanov karbonitrid so konkurenti volframovega karbida po trdoti. Pomanjkljivost je, da so lažji.
Titanov nitrid se uporablja za prevleko inštrumentov, cerkvenih kupol in pri izdelavi bižuterije, saj je po barvi podoben zlatu. Vse te "medicinske zlitine", ki izgledajo kot zlato, so prevlečene s titanovim nitridom.
Mimogrede, vztrajni znanstveniki so pred kratkim naredili zlitino, ki je trša od titana! Da sem to dosegel, sem moral zmešati paladij, silicij, fosfor, germanij in srebro. Zadeva se je izkazala za drago in zato je ponovno zmagal titan.
3. Volfram
Volfram je tudi nasprotje živega srebra: najbolj ognjevzdržna kovina s tališčem 3422 °C. Poznan je že od 200. stoletja, vendar ni znana sama kovina, temveč mineral volframit, ki vsebuje volfram. Mimogrede, ime Wolf Rahm v jeziku ostrih Nemcev pomeni "volčja smetana": Nemcem, ki so talili kositer, res ni bilo všeč primesi volframita, ki je motil taljenje in spremenil kositer v peno žlindre ( "požrl je pločevino, kot volk ovco"). Sama kovina je bila izolirana kasneje, približno XNUMX let kasneje.
To, kar je na fotografiji, pravzaprav ni volfram, ampak volframov karbid, tako da če imate takšen prstan na roki, %uporabniško ime%, potem ne skrbite preveč. Volframov karbid je težka in izjemno trda spojina - in se zato uporablja v vseh vrstah delov, ki se uporabljajo za udarce; mimogrede, "zmagovalec" je 90% volframov karbid. Dobri ljudje dodajajo tudi volframov karbid kot konico za oklepne granate in naboje. A ne le to, kasneje vam bom povedal še o drugi kovini.
Mimogrede, čeprav je volfram težak, se kljub večji gostoti v primerjavi s tradicionalnim in cenejšim svincem izkaže, da je volframova zaščita manj težka z enakimi zaščitnimi lastnostmi oziroma učinkovitejša z enako težo. Zaradi ognjevzdržnosti in trdote volframa, ki otežuje obdelavo, se v takšnih primerih uporabljajo bolj duktilne volframove zlitine z dodatki drugih kovin ali suspenzija volframa v prahu (ali njegovih spojin) v polimerni osnovi. Izkazalo se je lažje, učinkovitejše - a le dražje. Torej, v primeru padca, %uporabniško ime%, si priskrbite volframov oklep!
Mimogrede, na svoj "večni prstan" mi je uspelo narediti madež z nekakšno kemikalijo - in sploh ne vem s čim. Torej je "večno" samo za navadne ljudi)))
4. Uran
Edina naravna kovina, ki se uporablja kot gorivo. No - jedrsko gorivo.
Ko sem bil še šolar, a sem bil sprejet na univerzo (ne bom povedal, zakaj!), me je vedno zabaval odziv tujih študentov, ko so jim pod mikroskopom pokazali kristale natrijevega uranil acetata. No, obstaja taka kvalitativna reakcija. Ko so tujcem rekli besedo uranil, jih je odpihnilo s tal. Vsi so se smejali.
Smešno in žalostno mi je, da zdaj tudi večina naših ljudi verjame, da je uran grozen, nevaren in grozen. Padec izobraževanja je očiten.
Pravzaprav so že v starih časih naravni uranov oksid uporabljali za izdelavo rumene posode. Tako so v bližini Neaplja našli delček rumenega stekla, ki je vseboval 1% uranovega oksida in datira v leto 79 našega štetja. e. Ne sveti v temi in ne oddaja svetlobe. Bil sem v Zhovtih Vodah v Ukrajini, kjer kopljejo koncentrat urana. Tam nihče ne sveti in ne dela hrupa. In odgovor je preprost: naravni uran je šibko radioaktiven - nič več kot graniti in bazalti, pa tudi odpadki in podzemne železnice. Uran, ki je URAN, je izotop U-235, ki ga je v naravi le 0,7204%. Tako malo ga je, da morajo jedrski znanstveniki ta izotop izolirati in koncentrirati (»obogatiti«) - reaktor ne bo deloval tako zlahka.
Mimogrede, včasih je bilo U-235 v naravi več - sčasoma je le razpadel. In ker je bilo tega več, bi jedrski reaktor lahko naredili kar na kolenu. dobesedno. To se je zgodilo v Gabonu na nahajališču Oklo pred približno 2 milijardama let: voda je tekla skozi rudo, voda je naravni moderator nevtronov, ki se oddajajo pri razpadu urana-235 – skupno je bilo nevtronske energije ravno toliko, da zajelo jedro urana-235 - in začela se je verižna reakcija. In uran je gorel nekaj sto let, dokler ni izgorel...
To so odkrili veliko pozneje, leta 1972, ko so v tovarni za bogatenje urana v Pierrelatu (Francija) med analizo urana iz Okla ugotovili odstopanje od norme v izotopski sestavi urana. Vsebnost izotopa U-235 je bila 0,717 % namesto običajnih 0,720 %. Uran ni klobasa, tu se premajhna teža strogo kaznuje: vsi jedrski objekti so pod strogim nadzorom, da se prepreči nezakonita uporaba cepljivih snovi v vojaške namene. In tako so znanstveniki začeli raziskovati, našli še par elementov, kot sta neodim in rutenij, in ugotovili, da je bil U-235 ukraden pred nami, preprosto je zgorel, kot v reaktorju. To pomeni, da je narava izumila jedrski reaktor veliko pred nami. Vendar, kot vse.
Osiromašeni uran (takrat so 235 odpeljali in dali jedrskim znanstvenikom, U-238 pa je ostal) je težak in trd, po lastnostih nekoliko spominja na volfram in se zato uporablja na enak način, kjer je treba zadeti. O tem obstaja zgodba iz nekdanje Jugoslavije: uporabljali so oklepne granate z udarno iglo, ki je vsebovala uran. Prebivalstvo je imelo težave, a nikakor ne zaradi sevanja: fini uranov prah je prišel v pljuča, se absorbiral – in obrodil sadove: uran je strupen za ledvice. To je to – in uranil acetata se ni treba bati! Res je, da to ni odlok po zakonih Ruske federacije - zato obstajajo večne težave s prihodom kemičnih reagentov, ki vsebujejo uran - ker za uradnika obstaja samo en uran.
In potem je tu še uranovo steklo: majhen dodatek urana daje čudovito rumeno-zeleno fluorescenco.
In presneto lepo je!
Mimogrede, zelo koristno je gostom ponuditi jabolka ali solato, nato pa prižgati malo ultravijolične svetlobe in pokazati, kako lepo je. Ko ga vsi nehajo občudovati, mimogrede vrzite: "No, ja, seveda, to je uranovo steklo ..." In odgriznite košček jabolka iz vaze ...
5. Osmij
No, ker smo že govorili o težkem uranu-volframu, je čas, da imenujemo najtežjo kovino na splošno - osmij. Njegova gostota je 22,62 g/cm3!
Vendar osmij, ki je najtežji, ne preprečuje, da bi bil tudi hlapen: na zraku postopoma oksidira v OsO4, ki je hlapen in, mimogrede, zelo strupen. Da, je element platinske skupine, vendar je precej oksidiran. Ime "osmij" izhaja iz starogrške besede ὀσμή - "vonj" - ravno zaradi tega: kemične reakcije raztapljanja alkalne zlitine osmiridij (netopen ostanek platine v aqua regia) v vodi ali kislini spremlja sproščanje neprijeten, obstojen vonj OsO4, ki draži grlo, podoben vonju po kloru ali gnili redkvici. Ta vonj je zaznal Smithson Tennant (več o njem kasneje), ki je delal z osmiridijem - in kovino tako poimenoval. In vem, da mora biti osmij v prahu in ga je treba segreti, da se proces intenzivno nadaljuje - v vsakem primeru pa si ne prizadevam biti dolgo v bližini te kovine.
Mimogrede, obstaja tudi tak izotop Os-187. V naravi ga je zelo malo, zato ga v centrifugah ločijo od osmija z masno separacijo – tako kot uran. Na ločitev čakajo 9 mesecev - ja, ja, povsem mogoče je roditi. Zato je Os-187 ena najdražjih kovin, njegova vsebnost pa določa tržno ceno naravnega osmija. Ampak to ni najdražje, o tem vam bom povedal spodaj.
6. Iridij
Ker govorimo o skupini platine, se je vredno spomniti tudi iridija. Osmij je iridiju odvzel naziv najtežje kovine - a razlika je bila v peniju: gostota iridija je 22,53 g/cm3. Osmij in iridij je leta 1803 skupaj celo odkril angleški kemik S. Tennant – oba sta bila prisotna kot primesi v naravni platini, dostavljeni iz Južne Amerike. Tennant je bil prvi med številnimi znanstveniki, ki mu je uspelo pridobiti zadostno količino netopnega ostanka po izpostavitvi platine kraljevi vodki in v njej identificirati prej neznane kovine.
Toda za razliko od osmija je iridij presneto najbolj stabilna kovina: v obliki ingota se ne topi v nobenih kislinah ali njihovih mešanicah! Nasploh! Celo mogočni fluor ga prevzame šele pri 400-450 °C. Da bi še vedno raztopili iridij, ga morate stopiti z alkalijami - in po možnosti v toku kisika.
Mehanska in kemična trdnost iridija se uporablja v Zbornici za uteži in mere - etalon kilograma je izdelan iz zlitine platine in iridija.
Trenutno iridij ni bančna kovina, a pri tem že prihaja do sprememb: leta 2013 je iridij prvič na svetu uporabila pri izdelavi uradnih kovancev Nacionalna banka Ruande, ki je izdala kovanec iz čiste kovine čistosti 999. Iridijev kovanec je bil izdan v apoenu 10 ruandskih frankov. In prekleto - jaz bi rad tak kovanec!
Mimogrede, v svoji globoki mladosti sem nekoč prebral fantastično zgodbo v "Mladem tehniku", ko je bil fant na poti do uspeha in je lahko zamenjal pesek za iridij v razmerju 1:1 z nekaj vesoljci v kleti . No, vidite, potrebovali so silicij! Sploh se ne spomnim naslova in avtorja zgodbe. Hvala vam - V. Šibajev. Kabel je od tam.
7. ZlatoDaj no, vsi so ga videli
V življenju se pogosto zgodi, da obstajata dejanski in formalni prvak. Če je iridij dejanski prvak v kemični odpornosti, potem je zlato formalno: je najbolj elektronegativna kovina, 2,54 po Paulingovi lestvici. A to ne preprečuje, da bi se zlato raztopilo v mešanicah kislin, zato lovorike, kot običajno, prejmejo tisti, ki so bogatejši.
In res, v tem trenutku, zahvaljujoč dejstvu, da se Kitajska in Ruska federacija odmikata od politike kopičenja zlata in deviznih rezerv v ameriških dolarjih k politiki kopičenja zlata samega, je zlato najdražja bančna kovina: v cena je že zdavnaj presegla platino - in pravzaprav celotno skupino platine. Zato imejte svoj denar v zlati hranilnici, %uporabniško ime%!
Ker se je alkimistični način pridobivanja zlata izkazal za dragega, to kovino pridobivajo v rafinerijah. In kovance že izdelujejo v kovnicah. Torej, kot oseba, ki je bila tam in tam, lahko rečem: ko delavci takšnih podjetij obiščejo območje, kjer je žlahtna kovina, se preoblečejo - in na delovni obleki ni niti ene bucike ali sponke za papir. - okvirji na kontrolnih točkah sploh niso enaki kot na letališčih, tam postaja vse težje. Ali pa obstaja tako imenovani "goli način" - ja, prav ste razumeli: kontrolna točka za fante in kontrolna točka za dekleta - notri se boste oblekli. Če imaš kovinski vsadek, je veliko certifikatov, veliko dovoljenj, vsakič posebej preverijo, ali je vsadek na mestu, kjer mora biti.
Mimogrede, kako misliš, da so organizirane kontrolne točke na odlagališču bankovcev? Papirji ne zvonijo!
Odgovor je tukaj, vendar malo razmislite samiPo končanem delu ne sme nihče ven, vključno z vodstvom, dokler niso prešteti vsi izdelki. Da - vse je strogo. Nikogar pa ne moti, ko so se v težkih časih plače izplačevale v izdelkih.
8. Litij
Za razliko od težkega osmija-iridija je litij najlažja kovina, njegova gostota je le 0,534 g/cm3. Je alkalna kovina, a najbolj neaktivna v celotni skupini: v vodi ne eksplodira, ampak reagira mirno, na zraku tudi ne oksidira veliko, zažgati pa ga ni enostavno: po 100 °C tako dobro je prekrit z oksidom, da ne oksidira naprej. Zato je litij edina alkalijska kovina, ki se ne skladišči v kerozinu – zakaj, če je precej inerten? In to je sreča – zaradi nizke gostote bi litij plaval v kerozinu.
Naravni litij je sestavljen iz dveh izotopov: Li-6 in Li-7. Ker je sam atom tako majhen, dodatni nevtron pomembno vpliva na orbitalni polmer in energijo vzbujanja elektrona, zato je običajni atomski spekter teh dveh izotopov drugačen – zato ju je mogoče določiti tudi brez masnih spektrometrov. - in to je edina izjema v naravi! Oba izotopa sta zelo pomembna v jedrski energiji, mimogrede, devterid Li-6 se uporablja kot termonuklearni smodnik v termonuklearnem orožju - in o tej temi ne bom rekel niti besede več!
Litij uporabljajo tudi psihiatri kot normometik za zdravljenje in preprečevanje manije. Ko sem kot študentka delala honorarno na oddelku, je k nam prišla teta s krvno plazmo, v kateri je bilo treba določiti litij. V nekem trenutku sem šel pogledat v literaturo (še ni bilo interneta), da bi razumel, zakaj je treba litij sploh določati tam? In sem ugotovila... Pri naslednjem obisku sem teto mimogrede vprašala, čigava je sploh kri? Ko je odgovorila, da je njen, sem se še bolj trudil, da je ne bi srečal v živo.
No, torej - litij in litij, včasih ga zaznamo celo v vodi. Mimogrede, v vodi v Lvovu ga je precej.
9. francij
Francija ima cel niz naslovov. No, najprej je francij najredkejša kovina. Njegova celotna vsebina je popolnoma radiogena: obstaja kot vmesni produkt razpada urana-235 in torija-232. Skupna vsebnost francija v zemeljski skorji je ocenjena na 340 gramov. Torej mesto na zgornji sliki ni čelna fotografija črne luknje, ampak približno 200 atomov francija v magnetno-optični pasti. Vsi izotopi francija so radioaktivni; najdlje živi izotop Fr-000 ima razpolovno dobo 223 minute. Zato je Francija tako majhna.
Vendar ima francij najnižjo elektronegativnost od vseh trenutno znanih elementov, in sicer 0,7 po Paulingovi lestvici. Skladno s tem je francij tudi kemično najbolj aktivna alkalijska kovina in tvori najmočnejšo alkalijo - francijev hidroksid FrOH. In ne sprašuj, %uporabniško ime%, kako so vse to ugotovili z elementom, ki ga ni veliko in ki se vsakih 22,3 minute dvakrat zmanjša, sam raziskovalec pa vse bolj žari. Zato je vse to zanimivo in zabavno, francij pa se praktično ne uporablja nikjer.
10. Kalifornija/>
Kalifornije sploh ni na tem svetu, ampak se proizvaja na dveh mestih: Dimitrovgrad v Ruski federaciji in Oak Ridge National Laboratory v ZDA. Za proizvodnjo enega grama kalifornija je plutonij ali kurij izpostavljen dolgotrajnemu nevtronskemu obsevanju v jedrskem reaktorju - od 8 mesecev do 1,5 leta. Celotna linija razpadov je videti takole: plutonij-americij-kurij-berklej-kaliforij. California-252 je končni rezultat verige - tega elementa ni mogoče pretvoriti v težji izotop, saj njegovo jedro, tako rekoč, pravi "hvala, poln sem" in se šibko odziva na izpostavljenost nevtronom.
Na poti pretvorbe plutonija v kalifornij razpade 100 % od 99,7 % jeder. Samo 0,3 % jeder se ohrani pred razpadom in preživi celotno stopnjo. In izdelek je treba izpostaviti! Izotop izoliramo z ekstrakcijo, ekstrakcijsko kromatografijo ali zaradi ionske izmenjave. Za pridobitev kovinskega videza se izvede reakcija redukcije.
Za proizvodnjo enega grama plutonija-252 potrebujemo 10 kilogramov plutonija-239.
Letna količina izkopanega Kalifornije-252 je 40-80 mikrogramov, po mnenju strokovnjakov pa svetovna rezerva Kalifornije ne presega 8 gramov. Zato je Kalifornija, natančneje Kalifornija-252, najdražja industrijska kovina na svetu, cena enega grama v različnih letih se je gibala od 6,5 do 27 milijonov dolarjev.
Logično vprašanje je: kdo to sploh potrebuje? Iz njega ne morete narediti verižice okoli vratu, ne morete ga dati ljubljeni osebi v obliki prstana. Dejstvo je, da ima Cf-252 visok faktor razmnoževanja nevtronov (nad 3). Gram Cf-252 odda približno 3⋅1012 nevtronov na sekundo. Da, potencialno je mogoče izdelati atomsko bombo, vendar sta uran in isti plutonij cenejša, zato se sam kalifornij uporablja kot vir nevtronov v različnih študijah, tudi v industrijskih in-line nevtronskih aktivacijskih analizatorjih na tekočem traku. Mimogrede, %uporabniško ime%, osebno sem videl tega kalifornijca v obliki majhne ampule, ki so jo izvlekli iz zajetnega sodčka zaščite pred sevanjem in jo hitro potisnili na pravo mesto na analizatorju.
Jasno je, da za tak denar mora biti kalifornij preprosto strup, čeprav ne tako kul, , vendar tudi nevtroni niso nič. Izpade pa seveda malo drago.
No, zdi se, da je vse narejeno - pred potjo so ostale približno štiri ure spanca. Upam, da je izpadlo zanimivo in nisem vsega tega počečkal zaman.
Želim ti, %uporabniško ime%, da bi bil trd kot titan, enostaven za plezanje kot litij, nepopustljiv kot iridij in dragocen kot kalifornijski! No, več zlata v žepu, seveda.
(to zdravico lahko pokažeš ob naslednjem prazniku - ne zahvaljuj se mi)
Vir: www.habr.com