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.

---

Действительно, стоит добавить немного этого металла в сталь — ее упругость и прочность резко повысятся. Дополнительная прибавка хрома превращает обычную сталь в броневую. Подобные сплавы необходимы почти повсюду. Собственно и сам ванадий был открыт в сплаве. Притом неожиданно.

Швеция и сейчас славится качественной металлургией. Это объясняется не только мастерством металлургов, но и составом шведской руды, богатые залежи которой разведали еще в начале прошлого века. Шведы выплавляли железо в доменных печах. В одних случаях получали хрупкий металл, в других — весьма ковкий. Сначала полагали, что «виноваты» домны — по-разному плавят. Однако отладить их работу не смогли. Решили обратиться к химику Нильсу Сефстрёму. В шлаке плавильных печей он обнаружил черный порошок. Предположил, что причина в нем. По имени древнескандинавской богини красоты Ванадис назвал порошок «ванадием». Было это в 1830 году. Сефстрём опубликовал сообщение о ванадиевом порошке. Минуло еще 39 лет, прежде чем порошок сумели превратить в ковкий металл светло-серого цвета, который в 1,5 раза легче железа.

В перипетиях с открытием этого металла заложены не только случайности, но и природные закономерности. Земные недра богаты ванадием. Его больше, чем хрома, никеля, меди, свинца и цинка. Однако залежи собственно ванадиевых руд почти не встречаются. Его чаще всего добывают попутно из железных, свинцово-цинковых руд и других залежей. Имеется он и в нефти. Например, зола венесуэльского «черного золота» на 1/10 насыщена ванадием.

Есть он и в некоторых железорудных месторождениях Урала. Железа в них не очень много. Вроде бы можно считать руды бедными. Сначала сомневались: «Стоит ли осваивать залежи Качканара»? Теперь сомнения отпали. Наличие в руде ванадия стало главной ценностью.

Когда-то из подобных горных пород выплавляли одно железо, ковкий металл и другие полезные элементы выбрасывали в отходы. Теперь они превратились в полезные ископаемые, лежащие рядом с металлургическими заводами. Один из примеров добычи ванадия таким образом подал сам первооткрыватель черного порошка Сефстрём, когда искал причину «плохой» работы шведских домен.

Непохожие близнецы

Вначале их приняли за одно и то же. Причина в том, что минералы, содержащие эти металлы, во многом почти близнецы. Довольно мягкие, серебристо-серые, они, как графит, могли оставлять след на бумаге. Речь идет о свинцовом и молибденовом блеске. И только в 1778 году шведский химик Карл Шееле сумел открыть новый элемент, названный молибденом, что в переводе с греческого означает «свинец». Выходит, что, если не в свойствах, то в названии, двойственность сохраняется.

В конце прошлого века молибден вошел в металлургию. Добавки его улучшают сталь: придают ей прочность и упругость. Он помог раскрыть и древнюю тайну острых самурайских мечей, которые никогда не тупились. Русский ученый-металлург П. П. Аносов обнаружил в стали, из которой ковались эти мечи, молибден.

Обычно он встречается совместно с другими ценными металлами. Молибден относят к редким элементам земной коры.

Близок к нему по своим свойствам вольфрам. Он может прятаться в гранитах, в жилах кварца, в оловянных рудах и просто в речных россыпях. Выбирает для себя подчас совсем необычные места. Его нашли в соленых водах озера Сёрлс, которое находится в США. Этот металл долго препятствовал своему открытию. Узнали о нем в 1781 году. Сумели выплавить в чистом виде спустя 69 лет. Он плавится при температуре 3410–3460 °C. Тугоплавкость металла — великое достоинство. Но долгое время оно было и помехой. Это свойство запечатлено даже в названии металла. Он встречается в оловянной руде. Получить из такой руды много олова нелегко. Тугоплавкий металл как бы съедает своего соседа, переводя его в пену расплавленных шлаков. Вот и прозвали его за это «волчьей пеной». Так можно расшифровать немецкие слова «вольф» — волк и «рам» — пена.

С этим металлом знаком каждый. Кто не видел нить накаливания электролампы? Она из вольфрама. Лазерные аппараты видели пока немногие. И там необходим вольфрам.

Двуединые

Сын всемогущего Зевса, царь фригийский Тантал был любимцем богов. Хитрый и коварный, он решил проверить, так ли боги всевидящи, как об этом говорят. И вот на пиру он приказал подать им блюдо, приготовленное из тела убитого своего любимого сына Пелопса. Боги не притронулись к пище. Разгневанные, они обрекли Тантала на мучения в преисподней. Стоит он там по горло в воде, у самых губ его плещется она — чистая, прозрачная, чуть наклониться и… Но нет! Не может утолить жажду бывший любимец богов. Вода в миг исчезает, а потом снова появляется. И так все время. Он обречен на «танталовы муки». Именно за эти муки и назвал шведский химик А. Экеберг открытый им элемент — танталом. Ведь его окисел был тоже осужден на «неутолимую жажду». Он не растворялся в кислотах. К тому же долго не находил настоящего признания. И началось это с того, что открытие Экеберга опоздало.

Годом раньше, в 1801 году, английский химик Ч. Хат-чет обнаружил в минерале, найденном в Колумбии, дотоле неизвестный элемент и дал ему имя «Колумбии».

Ученые и не подозревали, что открыли одно и то же. Более 40 лет существовал двуликий элемент. Лишь в 1844 году немецкому химику Г. Розе удалось доказать, что в обоих случаях речь шла действительно о двух разных, но находящихся в смеси, металлах.

Старый элемент «тантал» и новый «Колумбии» содержали в себе попутчика. Ниобий — такое имя дал ему Г. Розе в честь дочери Тантала Ниобы.

Чистый тантал удалось получить лишь в 1903 году немецкому химику В. Больтону. Но на этом «танталовы муки» открытых металлов не закончились. В США до последних лет ниобий упорно называли и называют колумбием, его вообще долго не хотели признавать ценным и выбрасывали как вредную примесь руды. В чем дело?. Просто люди слишком мало знали о редких металлах. Только в последние годы сумели оценить их. На первый взгляд, оба металла ничем не примечательны. Ниобий — светло-серый. Тантал — чуть темнее, с синеватым оттенком. В обычных условиях они не выделяются среди других, зато в необычных ― это богатыри. И основной — ниобий. Тот самый, который еще в 30-х годах считался ненужной примесью танталовой руды.

Кому и где они так необходимы? Первое — в атомной энергетике. И прежде всего здесь нужен ниобий. Он тугоплавок, почти не изменяет своих первоначальных свойств при высоких температурах, а главное поглощает очень мало излучаемых частиц — нейтронов. Второе — в химической промышленности. Третье — в электронике, в фотографии, даже при изготовлении перьев для авторучек.

А где найти такие металлы? Ведь они редкие. Чаще всего их ищут в гранитных пегматитах и в россыпях, возникших от разрушения этих пород. Тантал и ниобий прячутся также в известняковых образованиях.

Энергетические элементы

Кто не знает английскую соль? Очень горькая, широко используется как слабительное средство. Впервые с ней познакомились в конце XVI века, когда стали выпаривать воду, вытекающую из недр вблизи города Эпсом. Английская соль была похожа на порошок, который в древности получали, прокаливая куски породы, близ греческого города Магнессии. Поэтому ей и дали такое имя — магнезия. А металл, найденный в этой соли, назвали магнием. Он серебристо-белый, очень легкий. Легче алюминия в 1,5 раза. И хотя плавится при температуре 651 °C, но может гореть лучше любых дров. Стали его применять там, где нужна яркая вспышка: в ракетах, в фотоделе, в зажигательных бомбах. В его свете можно загорать: выделяет ультрафиолетовые лучи. Магний хорош в легких сплавах, а они нужны повсюду.

Немало этого металла на Земле. В морской воде, в ископаемых солях, в осадочных породах — магнезитах и доломитах. Поэтому о самых больших его месторождениях говорить не приходится. В любом соленом море или озере можно добывать этот горючий металл.

Подобно магнию, и другой очень легкий металл встречается повсюду. Он есть в живых организмах, в растениях, в горных породах. В гранитных пегматитах минералы, содержащие литий, составляют иногда 1/4 часть всего массива. Но в отличие от магния литий причисляют к редким металлам. Добавим: он мягче воска, легче щепки, горит, как спичка. И вот представьте: именно такому мягкому, неустойчивому металлу дали имя, обозначающее в переводе с греческого «камень». Так назвал его шведский химик А. Арфедсон в 1817 году. Впрочем, ученый не догадывался, как будет выглядеть его открытие. Не знал он и об удивительных свойствах лития.

В 1855 году замечательному экспериментатору Р. Бунзену удалось получить из расплавленных хлоридов чистый металлический литий. Ему помог новый метод электролиза. И, конечно, чистый «камень» удивил Бунзена. Не понимали его странных свойств и другие исследователи. Кому нужен такой слабый металл? Металлургам — нет. Станкостроителям, автомобилестроителям — нет. Может быть, поэтому вплоть до 40-х годов нашего столетия литий оставался беспризорным. И вдруг обнаружилось, что он необходим всему человечеству. Производство термоядерной энергии тесно связано с литием, а она — энергия будущего.