De mest intressanta metallerna

Den som inte lyssnar på metal har ingen mening från Gud!

- Folkkonst

Hej %användarnamn%.

gjf återigen kontakt. Idag ska jag fatta mig väldigt kort, för om sex timmar måste jag gå upp och gå.

Och idag vill jag prata om metall. Men inte om musik – det kan vi prata om någon gång över ett glas öl, och inte på Habré. Och inte ens om metall – utan om metaller! Och jag vill prata om de där metallerna som i mitt liv på ett eller annat sätt förvånade mig med sina egenskaper.

Eftersom alla deltagare i schlagerparaden utmärks av någon form av superkraft blir det inga platser eller vinnare. Det blir en metalltio! Så serienumret betyder ingenting.

Gå.

1. Kvicksilver

Kvicksilver är den mest flytande metallen: dess smältpunkt är -39 °C. Att det är giftigt - och till och med väldigt giftigt - Jag har redan skrivit, och därför kommer jag inte att upprepa mig.

Sedan urminnes tider har människor inte bett om kvicksilver - naturligtvis "flytande silver"! Alkemister trodde att det var i kvicksilver som den berömda filosofens sten gömdes någonstans, till exempel trodde Jabir ibn Hayyan att eftersom kvicksilver är en flytande metall är det "absolut": det är fritt från alla föroreningar som finns i fasta metaller. Svavel är ett annat ämne för Haiyans beundran - elementet eld, det kan producera en ren "absolut" låga, och därför är alla andra metaller (och eftersom det var XNUMX-talet fanns det bara ett fåtal av dem: sju) bildas av kvicksilver och svavel.

Vare sig det var på XNUMX-talet eller nu, om du blandar kvicksilver och svavel, får du svart kvicksilversulfid (och detta är förresten ett av sätten att sanera utspillt kvicksilver) - men absolut inte metall. Haiyan förklarade detta olyckliga misslyckande med det faktum att alla dumma människor saknar ett visst "mognadsmedel" som kommer att leda till produktion av metall från svart nonsens. Och naturligtvis rusade alla för att leta efter "mognaren" för att få guld. Historien om sökandet efter de vises sten har officiellt förklarats öppnad.

%username%, du skrattar nu åt alkemisterna - men de nådde äntligen sitt mål! 1947 erhöll amerikanska fysiker den enda stabila isotopen av guld, Au-197, från beta-sönderfallet av isotopen Hg-197. Från 100 mg kvicksilver extraherades så mycket som 35 mikrogram guld – och de visas nu i Chicago Museum of Science and Industry. Så alkemisterna hade rätt - det är möjligt! Det är bara jävligt dyrt...

Förresten, den enda alkemisten som inte trodde på möjligheten att få guld från andra metaller var Abu Aliyi Hussein ibn Abdullaah ibn al-Haasan ibn Aliyi ibn Sina – och för de mörka otrogna – helt enkelt Avicenna.

Förresten, en annan metall, gallium, konkurrerar mycket med kvicksilver i sitt utseende. Dess smältpunkt är 29 °C, i skolan visade de mig ett spektakulärt trick: en bit av någon metall läggs på din hand...
..och detta är vad som händer

Gallium går förresten nu att köpa på Alika för att utföra ett sådant trick. Jag vet dock inte om han kommer att ta sig igenom tullen.

2. Titan

Den hårda titanen är inte din kvicksilversnobb! Det här är den hårdaste metallen! Jo, i min barndom och tonår skrev de i titan på alla dessa fönster i kollektivtrafiken. För han repade den och målade den med fint metalldamm.

Alla vet att titan, på grund av sin hårdhet och lätthet, används inom flyget. Jag ska berätta om några intressanta applikationer.

Vid uppvärmning börjar titan absorbera olika gaser - syre, klor och till och med kväve. Detta används i installationer för rening av inerta gaser (t.ex. argon) - det blåser genom rör fyllda med titansvamp och värms upp till 500-600 °C. Förresten, vid denna temperatur interagerar titansvampen med vatten - syre absorberas, väte frigörs, men vanligtvis stör inte väte i inerta gaser någon, till skillnad från vatten.

Vit titandioxid TiO2 används i färger (som titanvit) och vid tillverkning av papper och plast. Livsmedelstillsats E171. Förresten, när man producerar titandioxid måste dess elementära sammansättning kontrolleras - men inte alls för att minska föroreningar, utan för att lägga till "vithet": det är nödvändigt att färgämnena - järn, krom, koppar, etc. – den var mindre.

Titankarbid, titandiborid, titankarbonitrid är konkurrenter till volframkarbid när det gäller hårdhet. Nackdelen är att de är lättare.

Titannitrid används för att belägga instrument, kyrkkupoler och vid tillverkning av kostymsmycken, eftersom den har en färg som liknar guld. Alla dessa "medicinska legeringar" som ser ut som guld är belagda med titannitrid.

Förresten, ihärdiga forskare har nyligen gjort en legering som är hårdare än titan! Bara för att uppnå detta var jag tvungen att blanda palladium, kisel, fosfor, germanium och silver. Saken visade sig vara dyr, och därför vann titan igen.

3. Volfram

Volfram är också motsatsen till kvicksilver: den mest eldfasta metallen med en smältpunkt på 3422 °C. Det har varit känt sedan 200-talet, dock är det inte själva metallen som är känd, utan mineralet wolframit, som innehåller volfram. Förresten betyder namnet Wolf Rahm på de hårda tyskarnas språk "varggrädde": tyskarna som smälte tenn gillade verkligen inte inblandningen av wolframit, som störde smältningen och förvandlade tennet till ett skum av slagg ( "den slukade plåten som en varg som slukade ett får"). Själva metallen isolerades senare, cirka XNUMX år senare.

Det som finns på bilden är egentligen inte volfram, utan volframkarbid, så om du har en sådan ring på handen, %username%, oroa dig inte för mycket. Volframkarbid är en tung och extremt hård förening - och används därför i alla möjliga delar som används för att slå, förresten, "vinnaren" är 90% volframkarbid. Goda människor lägger även till volframkarbid som spets för pansargenomträngande granater och kulor. Men inte bara det, jag ska berätta om en annan metall senare.

Förresten, även om volfram är tungt, trots sin större densitet jämfört med traditionellt och billigare bly, visar sig volframskyddet vara mindre tungt med lika skyddsegenskaper eller mer effektivt med samma vikt. På grund av tungstens eldfasthet och hårdhet, vilket gör det svårt att bearbeta, används i sådana fall mer sega volframlegeringar med tillsats av andra metaller eller en suspension av pulveriserad volfram (eller dess föreningar) i en polymerbas. Det visar sig enklare, mer effektivt – men bara dyrare. Så i händelse av ett nedfall, %username%, skaffa dig lite volframrustning!

Förresten lyckades jag sätta en fläck på min "eviga ring" med någon slags kemikalie - och jag vet inte ens med vad. Så det är "evigt" bara för vanliga människor)))

4. Uranus

Den enda naturliga metall som används som bränsle. Tja - kärnbränsle.

När jag fortfarande var skolpojke, men blev antagen till universitetet (jag kommer inte att säga varför!), var jag alltid road av reaktionen från utländska studenter när kristaller av natriumuranylacetat visades för dem under ett mikroskop. Tja, det finns en sådan kvalitativ reaktion. När de sa ordet "uranil" till utlänningar, blåste de från golvet. Alla skrattade.

Det är roligt och sorgligt för mig att nu de flesta av vårt folk tror att uran är fruktansvärt, farligt och hemskt. Nedgången i utbildningen är uppenbar.

Faktum är att även i antiken användes naturlig uranoxid för att göra gula rätter. Sålunda, nära Neapel, hittades ett fragment av gult glas innehållande 1 % uranoxid och går tillbaka till 79 e.Kr. e. Den lyser inte i mörker och avger inte ljus. Jag var i Zhovti Vody i Ukraina, där urankoncentrat bryts. Ingen lyser eller låter där. Och svaret är enkelt: naturligt uran är svagt radioaktivt - inte mer än graniter och basalter, såväl som avfallshögar och tunnelbanor. Uranet som är URAN är isotopen U-235, av vilken det bara finns 0,7204% i naturen. Det finns så lite av det som kärnkraftsforskare behöver isolera och koncentrera denna isotop (”berika” den) - reaktorn kommer inte att fungera så lätt.

Förr i tiden fanns det mer U-235 i naturen – det bara förföll med tiden. Och eftersom det fanns mer av det kunde en kärnreaktor göras direkt på knäet. Bokstavligen. Detta är vad som hände i Gabon vid Oklofyndigheten för cirka 2 miljarder år sedan: vatten rann genom malmen, vatten är en naturlig moderator av neutroner som emitteras under sönderfallet av uran-235 - totalt fanns det precis tillräckligt med neutronenergi för att fångas upp av uran-235 kärnan - och en kedjereaktion började. Och uranet brann i flera hundra år tills det brann ut...

Detta upptäcktes mycket senare, 1972, när man vid urananrikningsanläggningen i Pierrelat (Frankrike), under analysen av uran från Oklo, upptäckte en avvikelse från normen i uranets isotopsammansättning. Halten av U-235 isotopen var 0,717 % istället för de vanliga 0,720 %. Uran är ingen korv, här straffas undervikt strängt: alla kärntekniska anläggningar är föremål för strikt kontroll för att förhindra illegal användning av klyvbart material för militära ändamål. Och så började forskare forska, hittade ytterligare ett par element, som neodym och rutenium, och insåg att U-235 stals före oss, det brann helt enkelt ut, som i en reaktor. Det vill säga naturen uppfann kärnreaktorn långt före oss. Dock som allt.

Utarmat uran (det var då 235 togs bort och gavs till kärnkraftsforskare, och U-238 blev kvar) är tungt och hårt, påminner något om volfram i egenskaper och används därför på samma sätt där det behöver träffas. Det finns en historia om detta från det forna Jugoslavien: de använde pansargenomträngande granater med en slagstift som innehöll uran. Befolkningen hade problem, men inte alls på grund av strålning: fint uraniumdamm kom in i lungorna, absorberades – och bar frukt: uran är giftigt för njurarna. Det är allt - och det finns inget att vara rädd för uranylacetat! Det är sant att detta inte är ett dekret enligt Ryska federationens lagar - och därför finns det eviga problem med ankomsten av kemiska reagenser som innehåller uran - för för en tjänsteman finns det bara ett uran.

Och så finns det uranglas: en liten tillsats av uran ger en vacker gulgrön fluorescens.
Och det är jävligt vackert!


Förresten är det väldigt användbart att erbjuda gästerna äpplen eller sallad och sedan tända lite ultraviolett ljus och visa hur vackert det är. När alla har beundrat färdigt, släng avslappnat ut: "Jaha, ja, det här är uranglas..." Och bita av en bit av äpplet från vasen...

5. Osmium

Tja, eftersom vi har pratat om tungt uran-volfram, är det dags att namnge den tyngsta metallen i allmänhet - osmium. Dess densitet är 22,62 g/cm3!

Men osmium, som är det tyngsta, hindrar inte att någonting också är flyktigt: i luft oxideras det gradvis till OsO4, som är flyktigt och förresten mycket giftigt. Ja, det är ett element i platinagruppen, men det är ganska oxiderat. Namnet "osmium" kommer från det antika grekiskan ὀσμή - "lukt" - just därför: de kemiska reaktionerna vid upplösning av den alkaliska legeringen osmiridium (en olöslig rest av platina i regenvatten) i vatten eller syra åtföljs av frisättning av en obehaglig, ihållande lukt OsO4, irriterande i halsen, liknande lukten av klor eller ruttna rädisa. Denna lukt kändes av Smithson Tennant (mer om honom senare), som arbetade med osmiridium - och döpte metallen så. Och jag vet att osmium måste finnas i pulver och det måste värmas upp för att processen ska fortgå intensivt – men jag strävar i alla fall inte efter att vara i närheten av denna metall på länge.

Förresten, det finns också en sådan isotop Os-187. Det finns väldigt lite av det i naturen, och därför separeras det från osmium i centrifuger genom massseparering – precis som uran. De väntar 9 månader på separation - ja, ja, det är fullt möjligt att föda. Därför är Os-187 en av de dyraste metallerna, det är dess innehåll som avgör marknadspriset på naturligt osmium. Men det är inte det dyraste, jag ska berätta om det nedan.

6. Iridium

Eftersom vi pratar om platinagruppen är det också värt att komma ihåg iridium. Osmium tog bort titeln som den tyngsta metallen från iridium - men skillnaden var i öre: iridiums densitet är 22,53 g/cm3. Osmium och iridium upptäcktes till och med tillsammans 1803 av den engelske kemisten S. Tennant - båda fanns närvarande som föroreningar i naturlig platina levererad från Sydamerika. Tennant var den första bland flera forskare som lyckades få fram en tillräcklig mängd av den olösliga återstoden efter exponering av platina för aqua regia och identifiera tidigare okända metaller i den.

Men till skillnad från osmium är iridium den mest jävla stabila metallen: i form av ett göt löses den inte i några syror eller deras blandningar! Alls! Även det formidabla fluoret tar det bara vid 400-450 °C. För att ändå lösa upp iridium måste man smälta samman det med alkalier – och gärna i en ström av syre.

Den mekaniska och kemiska styrkan hos iridium används i Chamber of Weights and Measures - kilogramstandarden är gjord av en platina-iridiumlegering.

För närvarande är iridium inte en bankmetall, men det finns redan förändringar i detta: 2013 användes iridium för första gången i världen i produktionen av officiella mynt av National Bank of Rwanda, som gav ut ett mynt tillverkat av ren metall av 999 renhet. Ett iridiummynt gavs ut i valören 10 rwandiska franc. Och tusan – ett sådant mynt skulle jag vilja ha!

Förresten, i min djupa ungdom läste jag en gång en fantastisk historia i "Ung tekniker", när en kille var på väg mot framgång och kunde byta sand mot iridium i en 1:1 takt med några utomjordingar i källaren . Du förstår, de behövde kisel! Jag kommer inte ens ihåg titeln och författaren till berättelsen. Tack Wesha - påminde: V. Shibaev. Kabeln är därifrån.

7. GuldKom igen, alla såg honom


I livet händer det ofta att det finns en verklig och en formell mästare. Om iridium är den faktiska mästaren i kemisk resistens, så är guld den formella: det är den mest elektronegativa metallen, 2,54 på Paulingskalan. Men detta hindrar inte att guld löses upp i blandningar av syror, så som vanligt gick lagrarna till dem som är rikare.

Och faktiskt, för tillfället, tack vare det faktum att Kina och Ryska federationen går bort från politiken att ackumulera guld- och valutareserver i amerikanska dollar till politiken att ackumulera själva guld, är guld den dyraste bankmetallen: i priset har den länge överträffat platina - och faktiskt hela platinagruppen. Så förvara dina pengar i en guldsparbank, %username%!

Eftersom den alkemiska metoden att utvinna guld har visat sig vara dyr, erhålls denna metall på raffinaderier. Och mynt tillverkas redan på myntverk. Så, som en person som har varit både där och där, kan jag säga: när arbetare i sådana företag besöker ett område där det finns ädelmetall, byter de antingen kläder - och det finns inte en enda nål eller gem på deras arbetskläder - ramarna vid checkpointen är inte alls desamma som på flygplatser, där blir allt tuffare. Eller så finns det ett så kallat "naket läge" - ja, du förstod rätt: en checkpoint för pojkar och en checkpoint för flickor - du kommer att klä på dig inuti. Har man ett metallimplantat så finns det många intyg, många tillstånd, varje gång kontrollerar de individuellt att implantatet sitter på platsen där det ska.

Hur tycker du förresten att kontrollpunkterna på sedelgården är organiserade? Papper ringer inte!
Svaret är här, men tänk lite självEfter jobbet släpps ingen ut, inklusive ledningen, förrän alla produkter har räknats. Ja - allt är strikt. Men ingen har något emot när man i svåra tider betalade löner i produkter.

8. Litium

Till skillnad från tungt osmium-iridium är litium den lättaste metallen, dess densitet är endast 0,534 g/cm3. Det är en alkalimetall, men den mest inaktiva av hela gruppen: den exploderar inte i vatten, men reagerar lugnt, i luften oxiderar den inte mycket och det är inte lätt att tända eld: efter 100 °C den är så väl täckt med oxid att den inte oxiderar ytterligare. Därför är litium den enda alkalimetallen som inte lagras i fotogen - varför, om den är ganska inert? Och detta är tur - på grund av dess låga densitet skulle litium flyta i fotogen.

Naturligt litium består av två isotoper: Li-6 och Li-7. Eftersom atomen i sig är så liten påverkar den extra neutronen avsevärt omloppsradien och excitationsenergin för elektronen, och därför är det vanliga atomspektrumet för dessa två isotoper olika - därför är det möjligt att bestämma dem även utan några masspektrometrar - och detta är det enda undantaget i naturen! Båda isotoper är mycket viktiga inom kärnenergi; förresten, Li-6 deuterid används som termonukleärt krut i termonukleära vapen - och jag ska inte säga ett ord mer om detta ämne!

Litium används också av psykiatriker som en normometik för behandling och förebyggande av mani. När jag jobbade deltid på institutionen som student kom en tant till oss med blodplasma där det var nödvändigt att bestämma litium. Vid något tillfälle gick jag och tittade i litteraturen (det fanns inget internet än) för att förstå varför litium överhuvudtaget skulle bestämmas där? Och jag fick reda på det... Från nästa besök frågade jag nonchalant min moster, vems blod var det egentligen? När hon svarade att det var hennes försökte jag mer att inte träffa henne personligen.

Jo, så - litium och litium, det upptäcks ibland även i vatten. Förresten, det finns ganska mycket av det i vattnet i Lviv.

9. Francium

Frankrike har en hel uppsättning titlar. Tja, först och främst är francium den sällsynta metallen. Hela dess innehåll är helt radiogent: det existerar som en mellanprodukt av sönderfallet av uran-235 och torium-232. Det totala innehållet av francium i jordskorpan uppskattas till 340 gram. Så fläcken på bilden ovan är inte ett frontalfoto av ett svart hål, utan cirka 200 000 franciumatomer i en magnetisk-optisk fälla. Alla isotoper av francium är radioaktiva, den längsta livslängda isotopen, Fr-223, har en halveringstid på 22,3 minuter. Det är därför Frankrike är så litet.

Däremot har francium den lägsta elektronegativiteten av något element som för närvarande är känt, vid 0,7 på Pauling-skalan. Följaktligen är francium också den mest kemiskt aktiva alkalimetallen och bildar den starkaste alkalin - franciumhydroxid FrOH. Och fråga inte, %username%, hur de bestämde allt detta med ett element som det inte finns mycket av, och som var 22,3 minut blir dubbelt så litet, och forskaren själv lyser mer och mer starkt. Därför är allt detta intressant och underhållande, men francium används praktiskt taget inte någonstans.

10. Kalifornien/>

Kalifornien finns inte alls i den här världen, men den tillverkas på två ställen: Dimitrovgrad i Ryska federationen och Oak Ridge National Laboratory i USA. För att producera ett gram kalifornium utsätts plutonium eller curium för långvarig neutronbestrålning i en kärnreaktor - från 8 månader till 1,5 år. Hela raden av sönderfall ser ut så här: Plutonium-Americium-Curium-Berkley-Califorium. California-252 är slutresultatet av kedjan - detta element kan inte omvandlas till en tyngre isotop, eftersom dess kärna, så att säga, säger "tack, jag är full" och svarar svagt på exponering för neutroner.

På vägen att omvandla plutonium till kalifornium, sönderfaller 100 % av 99,7 % av kärnorna. Endast 0,3% av kärnorna hålls från att förfalla och klarar sig genom hela stadiet. Och produkten måste lyftas fram! Isotopen isoleras genom extraktion, extraktionskromatografi eller på grund av jonbyte. För att ge det ett metalliskt utseende utförs en reduktionsreaktion.

Det krävs 252 kg plutonium-10 för att producera ett gram California-239.

Den årliga mängden California-252 som bryts är 40-80 mikrogram, och enligt experter är Kaliforniens världsreserv inte mer än 8 gram. Därför är Kalifornien, eller närmare bestämt California-252, den dyraste industrimetallen i världen, kostnaden för ett gram under olika år varierade från 6,5 till 27 miljoner dollar.

Den logiska frågan är: vem behöver det egentligen? Du kan inte göra en kedja av den runt halsen, du kan inte ge den till din älskade i form av en ring. Faktum är att Cf-252 har en hög neutronmultiplikationsfaktor (över 3). Ett gram Cf-252 avger cirka 3⋅1012 neutroner per sekund. Ja, det är potentiellt möjligt att göra en atombomb, men uran och samma plutonium är billigare, så californium i sig används som en källa till neutroner i olika studier, bland annat i industriella in-line neutronaktiveringsanalysatorer på ett transportband. Förresten %username%, jag såg personligen denna kalifornier i form av en liten ampull, som drogs ur en rejäl tunna med strålskydd och snabbt knuffades in på rätt plats på analysatorn.

Det är klart att för den typen av pengar måste kalifornium helt enkelt vara ett gift, om än inte så coolt, som polonium som skjuter ut alfapartiklar, men neutroner är också ingenting. Men det blir lite dyrt förstås.

Nåväl, allt verkar vara klart – ungefär fyra timmars sömn kvar innan resan. Jag hoppas att det blev intressant, och jag klottrade inte allt detta förgäves.

Jag önskar att du, %username%, ska vara hård som titan, lätt att klättra som litium, orubblig som iridium och värdefull som kalifornisk! Jo, mer guld i fickan, förstås.
(du kan visa upp den här skålen på nästa semester - tacka mig inte)

Källa: will.com