Металлы и человек - Михаил Васильев

Используется галлий и в сплавах с висмутом, свинцом, кадмием, индием, оловом, таллием и т. д. Эти сплавы имеют низкие температуры плавления— в 16, 20, 45 градусов в зависимости от назначения.

Галлий — очень рассеянный элемент. Основной источник производства этого металла — отходы алюминиевого и цинкового производств.

Индий уже был известен химикам, когда мир поразило гениальное открытие Менделеева. Этот металл был открыт в 1863 году немецкими химиками Рейхом и Рихтером с помощью спектрального анализа. Название ему было дано по ярко-синей — цвета индиго — спектральной линии.

Он не будет наказан за свое любопытство.

Первооткрыватели индия определили его атомный вес — 75,6, однако с этим не согласился русский ученый. Он переправил эту цифру на 113. Дальнейшие исследования подтвердили правоту Менделеева. Это было одним из первых творческих применений открытой Менделеевым периодической системы элементов.

Индий — мягкий металл, похожий по многим своим свойствам на галлий, только температура плавления у него повыше— 155 градусов, а температура кипения пониже— 1450 градусов. На воздухе он устойчив, в воде медленно корродирует.

В последние десятилетия он начинает применяться все чаще. Производство его уже в 1942 году достигло 20 тонн (без СССР). Он используется для антикоррозионных покрытий высококачественных подшипников.

Можно изготовлять из индия и зеркала. Хотя этот металл и обладает меньшей, чем серебро, отражательной способностью, он, однако, не в пример серебру не тускнеет.

Мы уже говорили о легкоплавких сплавах, в состав которых входит и индий. Известен и его сплав с оловом (половина по весу — индий, половина— олово), применяемый в вакуумной промышленности, в лабораториях научно-исследовательских институтов. Этот сплав обладает редкой способностью смачивать стекло и поэтому применяется для спаивания стекол между собой или с металлами.

Добывают индий из отходов производства цинка и свинца.

Таллий, открытый в 1861 году англичанином У. Круксом, также получил имя по характерной для него зеленой линии спектра. Этот голубовато-серый металл, быстро тускнеющий на воздухе, более мягкий, чем свинец, также принадлежит к числу рассеянных элементов. Он ковок, имеет значительный удельный вес—11,85 г на куб. см, плавится при 303 градусах, кипит при 1457 градусах. Уже на воздухе он тускнеет, покрываясь черной окисной пленкой, а при нагревании сгорает, образуя бурые пары.

Соединения таллия — сильные яды. Применение их против грызунов, начавшееся в 20-х годах нашего века, было и первым практическим применением таллия. Для этой цели, впрочем, они используются и сегодня.

Некоторые другие соединения таллия нашли себе место в фотоэлементах, при производстве искусственного стекла, в подшипниковых сплавах.

Главный источник добычи таллия — также отходы и полупродукты переработки сульфидных руд.

Кадмий — сосед индия в периодической системе, серебристо-белый металл, ковкий и тягучий, — был открыт в 1817 году немецким химиком Ф. Штромейером. Именем его называли в древности руды цинка.

Кадмий плавится при 321 градусе, кипит при 767 градусах. На воздухе при обычных условиях не окисляется.

Кадмий входит в типографские сплавы, применяется для покрытия железных и стальных изделий. Добавка этого металла к меди увеличивает ее прочность. Трамвайные провода, содержащие кадмий, меньше изнашиваются от трения дуги.

Используется этот металл и в щелочных аккумуляторах.

Добывают кадмий также из отходов цинковых руд. Содержание его там в среднем составляет 1 кг на 100 кг цинка. Значит, добыв 1 млн. кг цинка, можно получить 10 тысяч кг кадмия.

В 1959 году добыча кадмия в капиталистическом мире перевалила за 7 тысяч тонн.

Вот и все редкие и рассеянные металлы, о которых не рассказано в других главах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Во втором издании Большой советской энциклопедии, в 27-м томе, на стр. 261 помещена интересная таблица. В ней металлы расположены не по их атомным или удельным весам, химической активности или распространенности в природе. Нет, таблица показывает, когда какой металл (в чистом ли виде, в сплаве ли или соединении — безразлично) нашел себе практическое применение, пришел на службу человеку.

Вот первая графа этой таблицы. Она посвящена глубокой древности, тому времени, от которого лишь крохотные обрывки воспоминаний сохранились в памяти человечества. Весь период от тех затерявшихся в бездне времени дней, когда человек впервые поднял самородный кусок золота, до 3500 года до нашей эры, когда уже существовали могучие государства Двуречья и Египта, — период, затянувшийся на десятки тысячелетий, охватывает эта графа. За все эти тысячелетия человечество узнало всего шесть металлов: железо, золото, медь, олово, свинец и серебро.

Следующая графа занимает значительно меньший период времени — всего три с половиной тысячи лет: от той крайней даты, на которой отсекла время первая графа, до начала нашей эры. Что ж, человечество ускорило свое движение по пути прогресса. К шести «первобытным» металлам оно прибавило десять новых: висмут, калий, кальций, кобальт, магний, мышьяк, натрий, ртуть, сурьму и цинк.

Третья глава по охвату времени еще короче. Она оценивает период с начала нашей эры до XIX века. Сюда попадает страшный провал средних веков, когда мракобесие христианской церкви остановило всякое биение живой человеческой мысли, всякое движение вперед. И все же эти годы прибавили к используемым человеком металлам еще одиннадцать. Вот они: барий, иридий, литий, марганец, никель, платина, стронций, торий, хром, цезий и церий.

Прошло меньше века. Следующая графа констатирует положение на начало XX века. Но каким стремительным стал темп развития человеческой культуры! Как много новых помощников понадобилось людям! Ведь за этот период человек призвал к себе на службу еще 15 новых металлов. Поистине эти немногие десятилетия несравненно вместительнее доисторических тысячелетий. Как длинен список этих ставших слугами человека металлов: алюминий, ванадий, вольфрам, кобальт, магний, молибден, осмий, палладий, радий, родий, рутений, таллий, титан, уран и цирконий.

Не так уж много осталось в таблице Менделеева металлов, не нашедших применения. Но десятилетие между 1920 и 1930 годами находит применение еще одному металлу: кадмию.

Следующее десятилетие— 1930–1940 годы — включило в круг используемых металлов четыре новых: бериллий, индий, ниобий, тантал.

Можно подумать, что ученые и инженеры только и заботились о том, как бы найти дело еще какому-нибудь металлу. А ведь в действительности все обстоит наоборот. И ученые и инженеры стремятся, конструируя новую машину, агрегат, создавая новый прибор, в первую очередь обойтись уже известными материалами. И производство их уже налажено, и свойства испытаны — не подведут. И только когда старые материалы явно не удовлетворяют требованиям, они обращаются к новым. С препятствиями, мукой и сомнениями встречается человек каждый раз, когда приглашает к себе на службу новый металл.

Еще десятилетие— 1950–1960 годы. Еще пяти металлам нашлось применение. Вот они, новые металлы-труженики: галлий, германий, кальций (металлический), нептуний, плутоний.

В предпоследней графе приводится список металлов, еще не имеющих применения. Авторы таблицы сочли необходимым предупредить, что они не отвечают за точность данных, сообщаемых в этой графе: ведь большинство сведений о применениях редких металлов является военными тайнами различных государств. Поэтому, может быть, и некоторые из металлов, которые приведены в этом списке бездельников, уже применяются. Впрочем, ведь даже если и не найдено им еще сейчас дело, оно обязательно найдется в ближайшем будущем. Итак, вот «незанятые» металлы: актиний, гадолиний, гафний, гольмий, диаспрозий, европий, иттербий, иттрий, лантан, лютеций, неодим, полоний, празеодим, протактиний, рений, рубидий, самарий, скандий, тербий, тулий, эрбий.

Многие из этих металлов принадлежат к редким землям, другие содержатся в земной коре в ничтожных количествах. Но все равно и им будет найдено применение, ибо каждый из металлов обладает каким-либо свойством, только ему принадлежащим, и это свойство будет разгадано и использовано людьми. Просто до них еще не дошла очередь.

Может быть, это именно вам, читатель, выпадет счастье поставить на службу человеку еще один из неиспользуемых металлов.

Ну, а чему же посвящена последняя графа таблицы?

В ней записаны те металлы, которые человек получил искусственно. Их, исключая нептуний и плутоний, следы которых можно обнаружить в урановых рудах, уже десять штук. Со времени выхода тома энциклопедии до появления этой книги их число увеличилось еще на два. Их уже вдвое больше, чем было перечислено металлов в первой графе этой таблицы. Здесь и заурановые элементы: америций, кюрий, беркелий, калифорний, эйнштейний, фермий, менделевий, и искусственно полученные элементы «пустых клеток» периодической системы: астатин, технеций, франций.