От водорода до …? - Таубе Петр Рейнгольдович - Страница 44

Исследованиями американских ученых установлено, что даже малое лучевое воздействие, безусловно, вредно для здорового человека. Если же учесть, что и при крайне малых дозах этого воздействия наступают резкие изменения в тех клетках организма, от которых зависит воспроизводство потомства, то вполне понятно, что ядерные взрывы несут смертельную опасность еще … не родившимся!

В некоторых учебниках химии утверждается, что соединения стронция применяют в сахарной промышленности для выделения сахара из патоки. Может быть. Однако один из авторов этого рассказа был на многих сахарных заводах и нигде не видел применения соединений стронция. Можно и следует ли применять окись стронция в сахарном производстве? Да! Можно, но пожалуй, не следует. Окись кальция для этой цели и дешевле, и доступнее.

Свое название стронций получил от минерала — стронцианита (углекислой соли стронция), найденного в 1787 г. в Шотландии близ деревушки Стронциан. Английский исследователь А. Крофорд, изучая стронцианит, высказал предположение о наличии в нем новой еще не известной «земли». Индивидуальную особенность стронцианита установил также и Клапрот. Английский химик Т. Хоп в 1792 г. доказал наличие в стронцианите нового металла, выделенного в свободном виде в 1808 г. Г. Дэви.

Однако, независимо от западных ученых, русский химик Т. Е. Ловиц в 1792 г., исследуя минерал барит, пришел к заключению, что в нем, помимо окиси бария, в качестве примеси находится и «стронцианова земля». Чрезвычайно осторожный в своих заключениях, Ловиц не решился опубликовать их до окончания вторичной проверки опытов, требовавших накопления большого количества «стронциановой земли». Поэтому исследования Ловица «О стронциановой земле в тяжелом шпате», хотя и были опубликованы после исследований Клапрота, фактически же проведены раньше его. Они свидетельствуют об открытии стронция в новом минерале — сернокислом стронции, называемом теперь целестином. Из этого минерала простейшие морские организмы — радиолярии, акантарии — строят иглы своего скелета. Из иголочек отмирающих беспозвоночных образовались скопления и самого целестина.

Давно известный, но не применяемый

Более полутораста лет тому назад, в 1794 г., Гадолином (Финляндия) была открыта неизвестная «земля», как тогда называли окислы. Лишь в 1828 г. Ф. Велеру удалось выделить из этого окисла новый металл. Его назвали иттрием. Это название происходит от слова «иттерби», имеющего своеобразную историю. Недалеко от столицы Швеции Стокгольма, в районе небольшого городка Иттерби, была обнаружена пегматитовая жила (пегматит — крупнозернистая горная порода). Своеобразный рисунок на изломе пегматитовой породы напоминает древние письмена. Отсюда второе название пегматита — письменный гранит. В этой жиле было найдено большое количество элементов, что принесло ей всемирную известность. По имени города ее стали называть «жилой Иттерби». Найденные в ней новые элементы получали «имена», производные от слова Иттерби. Иттрий, тербий, эрбий, иттербий — вот перечень элементов, которые найдены в Иттербийской жиле и увековечили городок Иттерби.

Но после выделения металла и изучения его свойств иттрий продолжал лежать в земле, входя в состав сложных и редких минералов. Они содержали целую группу, похожих друг на друга и трудно разделимых элементов. Поэтому иттрий, подобно скандию, относится к числу редких элементов, хотя иттрия в земной коре немногим меньше олова и в 5 раз больше свинца. Не так уже мало! И не так уж редко!

Не совсем правильно будет утверждать, что иттрий изучен. Еще и ныне во многих справочниках по химии, в таблицах физических величин против химического знака иттрия (Y) можно увидеть знак — «?». Например, температура плавления иттрия 810 °C также сопровождается знаком вопроса в скобках. Но и там, где такой осторожности не проявляют, температура плавления не утверждается категорически. Так в учебниках по химии температура плавления иттрия после оговорки «по-видимому, содержащего примеси» определяется величиной в 1490 °C. Подробнее и полнее изучен не сам иттрий, а его соединения. Хорошо известно, что иттрий встречается лишь в отдельных местах на земном шаре и не склонен к миграции. Иттрий и его производные еще не находят практического применения. Велик вред от его радиоактивного изотопа (иттрий-90). Образуясь при взрывах атомных бомб — стронций-90, иттрий-90 поглощается икрой рыб и, повреждая её, резко сокращает воспроизводство рыбы в мировом океане.

Металл техники высоких температур

В одном из учебников химии, изданном сравнительно недавно, написано следующее: «…по-видимому, цирконий найдет применение в будущем, но трудность получения чистого металла не позволяет думать, что это будет скоро». Автор заблуждался! Уже в настоящее время цирконий применяется в самых различных отраслях техники. Производство циркония, а также его соединений растет с каждым днем.

От могучей Волги, превращающей энергию воды в электрический ток, через реки и луга, равнины и взгорья шагают ажурные вышки линий электропередач. Они несут на себе гирлянды изоляторов, в состав которых входят соединения циркония… Подобно молнии по небу промелькнул реактивный самолет, оставляя за собой грохот разорванного воздуха. Турбина самолета, работающая при температуре 750–800 °C, также содержит цирконий.

Цирконий — металл высоких температур, громадных скоростей и потрясающих мощностей. Двуокись циркония — одно из самых тугоплавких веществ природы. Она плавится при температуре 2680 °C, в сплавленном состоянии необычайно устойчива к самым разнообразным химическим воздействиям. Поэтому двуокись циркония применяется для изготовления огнеупорных изделий, тиглей для плавки кварца, кирпичей для обкладки стенок металлургических печей, жароустойчивых эмалей, тугоплавкого стекла. Замечательной особенностью двуокиси циркония является весьма незначительное изменение ее объема от температуры. Поэтому стенки плавильных печей, сделанные из двуокиси циркония, не растрескиваются при нагревании и охлаждении, что намного увеличивает срок службы.

Цирконий, введенный в небольших количествах в сталь (0,1 %), значительно повышает ее твердость и вязкость, что очень важно для сопротивления кратковременным, но сильным ударам. Поэтому циркониевая сталь находит применение в броневых плитах и щитах. Добавка циркония к меди резко увеличивает ее прочность, почти не снижая электропроводности. Сплавы циркония с алюминием и магнием обладают высокой прочностью и устойчивостью при температурах 150–200 °C. Смесь порошка металлического циркония с горючими соединениями применяется при изготовлении осветительных ракет, дающих большое количество света.

Минерал, содержащий двуокись циркония, бесцветный и прозрачный или буровато-оранжевый, розовый с сильным алмазным блеском был известен еще в древности под названиями: гиацинт, яцинт, яргон. В поисках объяснения слова «цирконий» приходится обращаться, правда, без особого успеха, к восточным языкам. Например, арабское слово «царгун» означало «золотой цвет», «золотистый» и служило для названия некоторых разновидностей минерала циркона, содержащего цирконий. Очевидно от названия этого золотисто-желтого минерала и произошло название — циркон. Новый элемент, открытый в минералах, был назван цирконием. В свободном виде цирконий был получен в 1824 г. Берцелиусом. Однако до самого недавнего времени не было единства взглядов на его физические свойства. Одни утверждали, что цирконий — твердый и хрупкий металл, с плотностью 6,4 и температурой плавления 2350 °C, другие для плотности давали цифру 6,1 и температуру плавления 1860 °C. Только выделив цирконий в чистом виде, исследователи установили, что этот металл внешне похож на сталь, его плотность 6,5, температура плавления 1900 °C, хорошо поддается механической обработке, а в обычных условиях вполне устойчив к воздуху и воде.