Најинтересантнији метали

Ко не слуша метал, нема разума од Бога!

- Народна уметност

Здраво %усернаме%.

гјф поново у контакту. Данас ћу бити врло кратак, јер за шест сати морам да устанем и идем.

А данас желим да причам о металу. Али не о музици – о томе можемо некад да причамо уз чашу пива, а не на Хабреу. И чак не о металу – већ о металима! И желим да причам о оним металима који су ме у животу на овај или онај начин задивили својим својствима.

Пошто се сви учесници хит параде одликују неком врстом супермоћи, места и победника неће бити. Биће метална десетка! Дакле, серијски број не значи ништа.

Иди.

1. Меркур

Жива је најликвиднији метал: њена тачка топљења је -39 °Ц. Да је токсичан - па чак и веома токсичан - Већ сам писао, и зато се нећу понављати.

Од давнина, људи се нису молили за живу - наравно, "течно сребро"! Алхемичари су веровали да је чувени филозофски камен негде сакривен управо у живи, на пример, Џабир ибн Хајан је веровао да је жива течни метал, "апсолутна": нема нечистоћа својствених чврстим металима. Сумпор је још један предмет Хаијановог дивљења – елемент ватре, способан је да произведе чисти „апсолутни“ пламен, па су стога сви други метали (а пошто је то био 8. век, било их је само неколико: седам) су настала од живе и сумпора.

Било у 8. веку или сада, ако помешате живу и сумпор, добићете црни живин сулфид (а ово је, иначе, један од начина за деконтаминацију просуте живе) – али свакако не метал. Хаииан је овај несрећни неуспех објаснио чињеницом да свим глупим људима недостаје одређено „средство за сазревање“ које ће довести до производње метала из црне глупости. И наравно, сви су похрлили да траже „зревач“ да би добили злато. Историја потраге за каменом филозофом званично је проглашена отвореном.

%усернаме%, сада се смејете алхемичарима - али они су коначно постигли свој циљ! Амерички физичари су 1947. године добили једини стабилни изотоп злата, Ау-197, од бета распада изотопа Хг-197. Из 100 мг живе извучено је чак 35 микрограма злата – и они су сада изложени у Чикашком музеју науке и индустрије. Дакле, алхемичари су били у праву - могуће је! Проклето је скупо...

Иначе, једини алхемичар који није веровао у могућност добијања злата из других метала био је Абу Алији Хусеин ибн Абдула ибн ал-Хасан ибн Алији ибн Сина – а за мрачне невернике – једноставно Авицена.

Иначе, још један метал, галијум, веома се такмичи са живом по свом изгледу. Његова тачка топљења је 29 °Ц, у школи су ми показали спектакуларан трик: комад неког метала вам се ставља на руку...
..и ево шта се дешава

Иначе, галијум се сада може купити у Алики да би се извео такав трик. Не знам, међутим, да ли ће проћи царину.

2. Titanijum

Сурови титан није твоја жива шмрка! Ово је најтежи метал! Па, у мом детињству и адолесценцији писали су титанијумом на свим овим прозорима у јавном превозу. Зато што га је изгребао и офарбао фином металном прашином.

Сви знају да се титанијум, због своје тврдоће и лакоће, користи у авијацији. Рећи ћу вам о неким занимљивим апликацијама.

Када се загреје, титан почиње да апсорбује различите гасове - кисеоник, хлор, па чак и азот. Ово се користи у инсталацијама за пречишћавање инертних гасова (на пример аргон) - дува се кроз цеви напуњене титанијумским сунђером и загрева на 500-600 °Ц. Иначе, на овој температури титанијумски сунђер ступа у интеракцију са водом - кисеоник се апсорбује, водоник се ослобађа, али обично водоник у инертним гасовима никоме не смета, за разлику од воде.

Бели титанијум диоксид ТиО2 се користи у бојама (као што је титанијум бела) иу производњи папира и пластике. Адитив за храну Е171. Иначе, када се производи титанијум диоксид, мора се контролисати његов елементарни састав - али никако да би се смањиле нечистоће, већ да би се додала "белина": неопходно је да елементи боје - гвожђе, хром, бакар итд. — био је мањи.

Титанијум карбид, титанијум диборид, титан карбонитрид су конкуренти волфрам карбиду у погледу тврдоће. Недостатак је што су лакши.

Титанијум нитрид се користи за облагање инструмената, црквених купола и у производњи бижутерије, јер има боју сличну златној. Све ове „медицинске легуре“ које изгледају као злато су обложене титанијум нитридом.

Иначе, упорни научници су недавно направили легуру која је тврђа од титанијума! Само да бих ово постигао, морао сам да помешам паладијум, силицијум, фосфор, германијум и сребро. Испоставило се да је ствар скупа, па је титан поново победио.

3. Волфрам

Волфрам је такође супротност живи: најватросталнији метал са тачком топљења од 3422 °Ц. Познато је још од 200. века, међутим, није познат сам метал, већ минерал волфрамит који садржи волфрам. Иначе, име Волф Рахм на језику грубих Немаца значи „вучја крема“: Немцима који су топили калај заиста се није допала примеса волфрамита, која је ометала топљење, претварајући лим у пену од шљаке ( „прождерао је плех као вук који прождире овцу“). Сам метал је изолован касније, око XNUMX година касније.

Оно што је на фотографији заправо није волфрам, већ волфрам карбид, па ако имате такав прстен на руци, %усернаме%, онда не брините превише. Волфрам карбид је тешко и изузетно тврдо једињење - и стога се користи у свим врстама делова који се користе за ударање; иначе, "победник" је 90% волфрам карбида. Добри људи додају и волфрам карбид као врх за оклопне чауре и метке. Али не само то, касније ћу вам рећи о другом металу.

Иначе, иако је волфрам тежак, упркос већој густини у поређењу са традиционалним и јефтинијим оловом, волфрамова заштита се испоставља мање тешка са једнаким заштитним својствима или ефикаснија са истом тежином. Због ватросталности и тврдоће волфрама, што отежава обраду, у таквим случајевима се користе дуктилније легуре волфрама са додатком других метала или суспензија волфрама у праху (или његових једињења) у полимерној бази. Испада лакше, ефикасније - али само скупље. Дакле, у случају пада, %усернаме%, набавите себи оклоп од волфрама!

Узгред, успео сам да ставим мрљу на свој „вечни прстен“ неком врстом хемикалије - а ни сам не знам чиме. Дакле, то је "вечно" само за обичне људе)))

4. Уран

Једини природни метал који се користи као гориво. Па - нуклеарно гориво.

Када сам још био школарац, али сам примљен на факултет (нећу рећи зашто!), увек ме је забављала реакција страних студената када су им под микроскопом показивали кристале натријум уранил ацетата. Па, постоји таква квалитативна реакција. Када су странцима рекли реч „уранил“, одувани су са пода. Сви су се смејали.

Смешно ми је и тужно што сада већина наших људи такође верује да је уранијум ужасан, опасан и ужасан. Пад образовања је очигледан.

У ствари, чак иу давна времена, природни уранијум оксид се користио за прављење жутих јела. Тако је у близини Напуља пронађен фрагмент жутог стакла који садржи 1% уранијум-оксида и датира из 79. године нове ере. е. Не светли у мраку и не емитује светлост. Био сам у Жовтим Водама у Украјини, где се копа концентрат уранијума. Тамо нико не сија и не бучи. А одговор је једноставан: природни уранијум је слабо радиоактиван – не више од гранита и базалта, као и гомила отпада и метроа. Уранијум који је УРАНијум је изотоп У-235, којег у природи има само 0,7204%. Толико га је мало да нуклеарни научници морају да изолују и концентришу овај изотоп („обогате“ га) - реактор неће радити тако лако.

Иначе, раније је у природи било више У-235 – само се временом распао. А пошто га је било више, нуклеарни реактор би могао да се направи право на колену. Буквално. Ево шта се догодило у Габону у лежишту Окло пре око 2 милијарде година: вода је текла кроз руду, вода је природни модератор неутрона који се емитују током распада уранијума-235 – укупно је било довољно неутронске енергије да се бити заробљено језгром уранијума-235 - и почела је ланчана реакција. А уранијум је горио неколико стотина година док није изгорео...

Ово је откривено много касније, 1972. године, када је у фабрици за обогаћивање уранијума у ​​Пиеррелату (Француска), приликом анализе уранијума из Окла, утврђено одступање од норме у изотопском саставу уранијума. Садржај изотопа У-235 био је 0,717% уместо уобичајених 0,720%. Уранијум није кобасица, овде се недовољна тежина строго кажњава: сви нуклеарни објекти подлежу строгој контроли како би се спречило нелегално коришћење фисионих материјала у војне сврхе. И тако су научници почели да истражују, пронашли још пар елемената, као што су неодимијум и рутенијум, и схватили да је У-235 украден пре нас, једноставно је изгорео, као у реактору. То јест, природа је измислила нуклеарни реактор много пре нас. Међутим, као и све.

Осиромашени уранијум (тада је 235 одузето и дато нуклеарним научницима, а У-238 остао) је тежак и тврд, по својствима донекле подсећа на волфрам, па се на исти начин користи тамо где га треба ударити. О томе постоји прича из бивше Југославије: користили су оклопне гранате са ударном иглом са уранијумом. Становништво је имало проблема, али уопште не због радијације: фина прашина уранијума је доспела у плућа, апсорбовала се - и донела плод: уранијум је токсичан за бубреге. То је то - и нема чега да се плашите уранил ацетата! Истина, ово није уредба по законима Руске Федерације – и зато постоје вечни проблеми са доласком хемијских реагенса који садрже уранијум – јер за службеника постоји само један уранијум.

А ту је и уранијумско стакло: мали додатак уранијума даје прелепу жуто-зелену флуоресценцију.
И проклето је лепо!


Иначе, веома је корисно понудити гостима јабуке или салату, а затим упалити мало ултраљубичастог светла и показати како је лепо. Када сви заврше да му се диве, нехајно избаците: „Па, да, наравно, ово је уранијумско стакло...“ И одгризите комадић јабуке из вазе...

5. Осмијум

Па, пошто смо причали о тешком уранијум-волфраму, време је да назовемо најтежи метал уопште - осмијум. Његова густина је 22,62 г/цм3!

Међутим, осмијум, као најтежи, не спречава да било шта буде и испарљиво: на ваздуху постепено оксидира у ОсО4, који је испарљив и, иначе, веома отрован. Да, то је елемент платинске групе, али је прилично оксидован. Назив „осмијум“ потиче од старогрчког οσμη – „мирис“ – управо због овога: хемијске реакције растварања алкалне легуре осмиридија (нерастворног остатка платине у акуа региа) у води или киселини праћене су ослобађањем непријатан, упоран мирис ОсО4, који иритира грло, сличан мирису хлора или труле ротквице. Овај мирис је осетио Смитсон Тенант (више о њему касније), који је радио са осмиридијумом - и тако назвао метал. И знам да осмијум мора да буде у праху и да се загрева да би се процес интензивно одвијао - али у сваком случају не тежим да будем дуго близу овог метала.

Иначе, постоји и такав изотоп Ос-187. У природи га има врло мало, па се од осмијума у ​​центрифугама одваја одвајањем масе – баш као и уранијум. Чекају 9 месеци на раздвајање - да, да, сасвим је могуће родити. Стога је Ос-187 један од најскупљих метала, његов садржај одређује тржишну цену природног осмијума. Али то није најскупље, о томе ћу вам рећи у наставку.

6. Иридијум

Пошто говоримо о платинској групи, вреди запамтити и иридијум. Осмијум је иридијуму одузео титулу најтежег метала - али разлика је била у пенијама: густина иридијума је 22,53 г/цм3. Осмијум и иридијум су чак 1803. године заједно открили енглески хемичар С. Теннант – оба су била присутна као нечистоће у природној платини допремљеној из Јужне Америке. Тенант је био први међу неколицином научника који је успео да добије довољну количину нерастворљивог остатка након излагања платине царској водици и идентификује у њој до тада непознате метале.

Али за разлику од осмијума, иридијум је најстабилнији метал: у облику ингота се не раствара ни у каквим киселинама или њиховим смешама! Уопште! Чак га и страшни флуор прихвата само на 400-450 °Ц. Да бисте још увек растворили иридијум, морате га спојити са алкалијама - и по могућности у струји кисеоника.

Механичка и хемијска чврстоћа иридијума се користи у Комори за тегове и мере - еталон килограма је направљен од легуре платине и иридијума.

У овом тренутку иридијум није банкарски метал, али у томе већ постоје промене: 2013. године иридијум је први пут у свету коришћен у производњи званичних кованица од стране Националне банке Руанде, која је емитовала новчић направљен чистог метала чистоће 999. Издат је новчић од иридијума у ​​апоену од 10 руандских франака. И проклетство - волео бих такав новчић!

Иначе, у дубокој младости сам једном прочитао једну фантастичну причу у „Младом техничару“, када је један момак био на путу ка успеху и могао је да замени песак за иридијум у размери 1:1 са неким ванземаљцима у подруму . Па, видите, требао им је силицијум! Не сећам се чак ни наслова и аутора приче. Хвала вам Весха - подсетио: В. Схибаев. Кабл је одатле.

7. ЗлатоХајде, сви су га видели


У животу се често дешава да постоји стварни и формални шампион. Ако је иридијум прави шампион у хемијској отпорности, онда је злато формални: то је најелектронегативнији метал, 2,54 на Паулинговој скали. Али то не спречава да се злато раствори у смешама киселина, па су, као и обично, ловорике припале богатијима.

И заиста, у овом тренутку, захваљујући чињеници да се Кина и Руска Федерација удаљавају од политике гомилања златних и девизних резерви у америчким доларима на политику самог акумулирања злата, злато је најскупљи банкарски метал: у цена је одавно превазишла платину - и заиста целу платинасту групу. Зато чувајте свој новац у златној штедионици, %усернаме%!

Пошто се алхемијски метод вађења злата показао скупим, овај метал се добија у рафинеријама. А кованице се већ праве у ковницама. Дакле, као човек који је био и тамо и тамо, могу да кажем: када радници таквих предузећа посете простор где има племенитог метала, они се или пресвлаче – а на њиховој радној одећи нема ниједне игле или спајалице. - оквири на пункту уопште нису исти као на аеродромима, тамо је све теже. Или постоји такозвани „голи режим“ - да, добро сте разумели: контролни пункт за дечаке и контролни пункт за девојчице - обућете се унутра. Ако имате метални имплантат, постоји много сертификата, пуно дозвола, сваки пут појединачно провере да ли је имплант на месту где треба да буде.

Иначе, како мислите да су организовани контролни пунктови на слагалишту новчаница? Папири не звоне!
Одговор је овде, али размислите мало самиПосле посла нико не сме да изађе, укључујући и руководство, док се сви производи не преброје. Да - све је строго. Али никоме не смета када су, у тешким временима, плате исплаћиване у производима.

8. Литхиум

За разлику од тешког осмијум-иридијума, литијум је најлакши метал, његова густина је само 0,534 г/цм3. То је алкални метал, али најнеактивнији од целе групе: не експлодира у води, али реагује мирно, на ваздуху такође не оксидира много, а није га лако запалити: после 100 °Ц толико је добро прекривен оксидом да даље не оксидира. Према томе, литијум је једини алкални метал који се не складишти у керозину – зашто, ако је прилично инертан? И ово је срећа - због своје мале густине, литијум би плутао у керозину.

Природни литијум се састоји од два изотопа: Ли-6 и Ли-7. Пошто је сам атом тако мали, додатни неутрон значајно утиче на орбитални радијус и енергију побуђивања електрона, па је због тога уобичајени атомски спектар ова два изотопа другачији - стога их је могуће одредити чак и без икаквих спектрометара масе. - а ово је једини изузетак у природи! Оба изотопа су веома важна у нуклеарној енергији; иначе, Ли-6 деутерид се користи као термонуклеарни барут у термонуклеарном оружју - и нећу више ни реч да кажем на ову тему!

Литијум такође користе психијатри као нормометик за лечење и превенцију маније. Када сам као студент радио хонорарно на одсеку, дошла нам је тетка са крвном плазмом у којој је требало одредити литијум. У неком тренутку сам отишао и погледао у литературу (интернета још није било) да схватим зашто би литијум уопште требало да се тамо одређује? И сазнао сам... Од следеће посете, успутно сам питао тетку, чија је то уопште крв? Када ми је одговорила да је њено, ја сам се више трудио да је не упознам лично.

Па, дакле - литијум и литијум, понекад се детектује чак и у води. Иначе, у Лавову га има доста у води.

9. Францијум

Француска има читав низ титула. Па, пре свега, францијум је најређи метал. Цео његов садржај је потпуно радиоген: постоји као међупроизвод распада уранијума-235 и торијума-232. Укупан садржај францијума у ​​земљиној кори процењује се на 340 грама. Дакле, тачка на горњој слици није фронтална фотографија црне рупе, већ око 200 атома францијума у ​​магнетно-оптичкој замци. Сви изотопи францијума су радиоактивни; најдуговечнији изотоп, Фр-000, има време полураспада од 223 минута. Зато је Француска тако мала.

Међутим, францијум има најнижу електронегативност од било ког елемента који је тренутно познат, на 0,7 на Полинговој скали. Сходно томе, францијум је такође хемијски најактивнији алкални метал и формира најјачу алкалију - францијум хидроксид ФрОХ. И не питај, %усернаме%, како су све ово утврдили елементом којег нема много, а који сваких 22,3 минута постаје дупло мањи, а сам истраживач све јаче сија. Стога је све ово занимљиво и забавно, али францијум се практично нигде не користи.

10. Калифорнија/>

Калифорније уопште нема на овом свету, али се производи на два места: Димитровград у Руској Федерацији и Оак Риџ Национална лабораторија у САД. Да би се произвео један грам калифорнијума, плутонијум или куријум се подвргавају дуготрајном неутронском зрачењу у нуклеарном реактору - од 8 месеци до 1,5 године. Цела линија распада изгледа овако: Плутонијум-Америцијум-Куријум-Беркли-Калифоријум. Калифорнија-252 је крајњи резултат ланца - овај елемент се не може претворити у тежи изотоп, јер његово језгро, такорећи, каже "хвала, пун сам" и слабо реагује на излагање неутронима.

На путу претварања плутонијума у ​​калифорнијум, 100% од 99,7% језгара се распада. Само 0,3% језгара је сачувано од распадања и пролази кроз цео стадијум. А производ треба истаћи! Изотоп се изолује екстракцијом, екстракционом хроматографијом или услед јонске размене. Да би се добио метални изглед, врши се реакција редукције.

За производњу једног грама калифорнијског 252 потребно је 10 килограма плутонијума-239.

Годишња количина ископане Калифорније-252 износи 40-80 микрограма, а према експертима, светске резерве Калифорније нису веће од 8 грама. Стога је Калифорнија, тачније Цалифорниа-252, најскупљи индустријски метал на свету, цена једног грама у различитим годинама варирала је од 6,5 до 27 милиона долара.

Поставља се логично питање: коме је то уопште потребно? Не можете од њега направити ланац око врата, не можете га дати својој вољеној особи у облику прстена. Чињеница је да Цф-252 има висок фактор умножавања неутрона (изнад 3). Грам Цф-252 емитује око 3⋅1012 неутрона у секунди. Да, потенцијално је могуће направити атомску бомбу, али уранијум и исти плутонијум су јефтинији, па се сам калифорниј користи као извор неутрона у разним студијама, укључујући и индустријске ин-лине неутронске активационе анализаторе на покретној траци. Иначе, %усернаме%, лично сам видео овог калифорнијца у виду мале ампуле, који је извучен из масивног бурета заштите од зрачења и брзо гурнут на право место на анализатору.

Јасно је да за такав новац калифорниј једноставно мора бити отров, иако не тако кул, као полонијум који избацује алфа честице, али и неутрони су ништа. Али испада мало скупо, наравно.

Па, чини се да је све урађено - остало је око четири сата сна пре путовања. Надам се да је испало занимљиво, а нисам све ово џабе писао.

Желим ти, %усернаме%, да будеш тврд као титанијум, лак за пењање као литијум, непопустљив као иридијум и вредан као калифорнијски! Па, још злата у џепу, наравно.
(можете да покажете ову здравицу на следећем празнику - не захваљујте ми)

Извор: ввв.хабр.цом