Энергий Новиков - Таинственность очевидного

• Название: Таинственность очевидного
• Автор: Энергий Новиков
• Издательство: Недра
• Жанр: Экология
• Год: 1983

Энергий Алексеевич Новиков — автор переиздававшейся в нашей стране и переведенной на иностранные языки книги «Планета загадок». С первых страниц его новой книги читатель попадает в мир неожиданных вопросов и выводов, помогающих в известных явлениях и частностях увидеть общее, всепланетное. Занимательно, с приведением исторических и современных фактов рассказывает он о необходимости разумно и бережно относиться к нашему дому — зелено-голубой планете Земля, к ее минеральным богатствам.

Книга предназначена для широкого круга читателей, в том числе и старшего школьного возраста.

---

Многие знают, какую важную роль играет свинец в электротехнике. Свинцовые аккумуляторы — наиболее распространенные источники электричества там, где нельзя получить ток от электросети. Менее известны способности металла по сверхпроводимости электрического тока в сжиженном газе — гелии. С этим свойством связаны и необыкновенные «чудеса».

Разве можно представить, чтобы металл висел в воздухе совсем без опоры? Да. Только в случае, если его поместить над свинцовой пластинкой, лежащей в жидком гелии. Суть этого явления объяснима. Намагниченный металл — источник силового поля. Когда его перемещают в пространстве, он по действию напоминает электродвигатель, создающий вокруг себя вихревые электрические токи. Они достигают сверхпроводящего электрический ток свинца, возбуждают в нем магнитные силы обратного знака. Разнополюсные силы как бы отталкиваются друг от друга. Тогда магнитик и зависает в воздухе.

О применении свинца можно сказать многое. Он пригоден для изготовления оружия — пуль, снарядов, но он и лечит (например, уже в древней медицине применяли свинцовые примочки), защищает от радиоактивных излучений. Рентгеновские аппараты и даже машины, которые могут войти в опасную зону после ядерного взрыва, имеют свинцовую броню. Добавки свинцовых соединений в бензин предохраняют двигатели от детонации.

Хрустальные вазы очень красивы потому, что стекло содержит примесь окиси этого металла. Он не боится таких опасных кислот, как серная или соляная. Однако легко растворяется в слабых муравьиной и уксусной. Свинец используют в различных сплавах и для изготовления пломб, что созвучно, кстати, его научному имени— «плюмбум».

С особыми свойствами

Пять тысяч лет назад процветал город Вавилон. О нем мы знаем из истории. Жители Вавилона делали чудесные сосуды, применяя для этого самый хрупкий металл — сурьму. Ведь ее легко растолочь в порошок. Прошло около 4,5 тыс. лет. И вот однажды немецкий монах-алхимик накормил сурьмяным порошком свиней. Затем снова и снова. Свиньи стали жирными. «Пусть поправляются и монахи», — решил этот алхимик. Святая братия наелась гречневой каши с сурьмой, а на следующее утро все сорок монахов отправились на тот свет. Может быть, поэтому и назвали главную сурьмяную руду антимонитом, т. е. против монахов. Сурьмы в ней около 2/3, остальное — сера. Такова одна из исторических легенд, знакомящая нас с особыми свойствами сурьмы и с происхождением ее названия.

Геологи могут не согласиться с этим преданием, полагая, что название руды произошло от греческого слова «антимоний» — цветок. Действительно, главная руда представлена в виде красивых игольчатых кристаллов, напоминающих цветочные лепестки. Лингвисты тоже могут высказать свое мнение по поводу происхождения названия этого металла. Турецкое слово «сюрме» переводится как натирание или чернение бровей. Сурьмой, как известно, сурьмились восточные красавицы и римские матроны.

Сурьму долгое время вообще не считали металлом. Ведь основные качества металлов — ковкость и прочность — у нее отсутствуют. Следы сурьмы можно найти во многих минералах. Встречают их в воде, даже в метеоритах. Зато сурьмяных месторождений в мире немного. Может быть, поэтому и используют металл не столь часто.

Один из наиболее известных путей применения сурьмы — типографское дело. Об этом писал еще в средние века немецкий ученый Георг Агрикола: «Если путем сплавления определенная порция сурьмы прибавляется к свинцу, получается типографский сплав, из которого изготовляется шрифт, применяемый теми, кто печатает книги».

В этом тоже ее необычность. В отличие от других металлов, она, подобно воде, расширяется при охлаждении, т. е. при затвердевании. Формы для букв плотно заполняются.

Сурьмяные сплавы обладают свойствами полупроводников. А сам металл может легко растворить в себе почти все другие металлы. Из сурьмы делают краски, используют ее в медицине, в химической промышленности, в фотографии.

Необычными свойствами обладает и другой металл, к сожалению, такой же редкий, как и сурьма, хотя и рассеянный во многих породах. В слове «висмут» раскрывается его цвет. Название пришло к нам из древнего немецкого выражения «белый металл». Миллионные доли — таково содержание висмута в земной коре. И все-таки иногда находят его в самородках. Он плавится при температуре 271 °C. Но стоит соединить висмут с оловом или свинцом — сплав начнет «таять» и под лучами жаркого солнца. Ему будет достаточно 45 °C. Такие сплавы висмута лучше всего подходят для приборов-сторожей, т. е. там, где нужно предупредить о повышении температуры, например в автоматических огнетушителях.

Висмутовые соединения широко применяют главным образом в металлургии, медицине, химической промышленности, в ядерной технике и электронике. Слово «широко» совсем не подразумевает понятия «много». По прогнозам на 2000 год во всем мире будут получать каких-нибудь 5000–6000 тонн висмута. Месторождений самородного висмута практически нет. И в то же время его можно добывать из многих рудных залежей, а так же получать из отходов металлургических заводов и металлического лома. Так и делают, хотя концентрация металла там зачастую измеряется сотыми долями процента.

«Белый налет»

«Белый налет» — вполне удачное название. Таков перевод на русский язык латинского слова «цинкум». Но привыкать к этому названию мы начали только в XX веке. Раньше этот металл имел много имен: спелтер, тутия, шпатур и т. д. Конечно, в этих названиях можно было запутаться, но применяли металл в основном для одной цели: оцинкования изделий из других металлов. Их окунали в расплавленный цинк или распыляли его из специального пистолета. Изделия можно и обсыпать цинковой пылью, затем выдержать в нагреваемом барабане. Все это нетрудно сделать потому, что цинк легко плавится: при температуре 419,5 °C.

«Белый налет» создан природой для защиты других металлов. В отличие от хрома и никеля, цинк, разрушаясь, защищает материалы от коррозии. Пока не исчезнет с поверхности «белый налет», оцинкованное железное ведро не потечет. Дело в том, что железо с цинком в присутствии влаги образуют микрогальванопару. В ней цинк — анод. Электрохимическая коррозия прежде всего будет воздействовать на анод. Происходит примерно такой же процесс, как и в электрической батарейке.

История открытия и использования цинка уходит в глубь тысячелетий. Его сплавы были известны около 3,5 тыс. лет назад, например латунь — сплав меди и цинка. Тогда, естественно, о цинке ничего не знали. Просто нашли однажды камень, назвали его «кадмея». В присутствии меди и горящего угля он помогал выплавлять светлую латунь.

Дата получения собственно цинка в виде металла нам не известна. По крайней мере под названием «фальшивого серебра» или «тутии» его производили в странах Востока еще до нашей эры.

Геологи до сих пор не находили собственно цинковых руд. Чаще всего этот элемент хранится в недрах в сообществе с другими металлами. Однако цинковых минералов мы знаем много. Это цинковая обманка, или сфалерит, — соединение металла с серой. Минерал действительно «обманный». Разные примеси окрашивают его в различные цвета.

В Сибири широко распространен маленький пугливый зверек — бурундук. У него серо-полосатая окраска шерсти. Там же, в Восточном Забайкалье, нашли бурундучную руду — смесь цинковой обманки и бурого шпата.

Прочность и блеск

Тот, кто посещал Выставку достижений народного хозяйства СССР, наверняка видел при входе большую скульптуру В. И. Мухиной «Рабочий и колхозница». Поставлена она здесь в 30-е годы и сделана из «нержавейки», в которой почти 1/5 часть составляет замечательный металл. Если перевести на русский язык его греческое имя «хрома» (chroma), то получится «краска». Это одно из научных недоразумений. Оно связано с историей открытия металла.

Действительно, различные соединения хрома дают хорошие краски, но не в них главное. Получилось так, что французский химик Луи Никола Воклен, открывший в 1797 году новый химический элемент, не смог сразу придумать ему названия. Друзья помогли в этом, увидев, какиё~прекрасные цвета дают соединения хрома.

Если говорить об открытии этого металла, то тут первенство принадлежит России. Профессор химии из Петербурга И. Г. Леман увлекался геологией. В 1766 году побывал он на Урале, в окрестностях Екатеринбурга (ныне Свердловск). Нашел там красный и очень тяжелый минерал, ранее неизвестный науке. Леман назвал его «сибирским красным свинцом». Однако изучить его детально не смог. Минерал послали в Париж в Королевскую Академию наук. Там в течение 30 лет не могли выяснить состав удивительного камня, пока Воклен…, но о нем вы уже знаете. Теперь такой минерал называют крокоитом.

Открыты и изучены десятки минеральных соединений хрома. Мы знаем, что в земной коре его достаточно. Но природа и тут распорядилась по-своему. Промышленных месторождений столь необходимого природного элемента немного. Они встречаются реже, чем залежи редких металлов. Поэтому развитые капиталистические страны вынуждены покупать хром в государствах Азии и Африки, где найдены богатейшие его залежи.