Популярная библиотека химических элементов. Книга первая. Водород — палладий - Коллектив авторов (электронные книги без регистрации TXT) 📗
Русским ученым Федотьевым был в свое время исследовал кобальтовый сплав (до 75% кобальта), предназначенный для замены платиновых электродов гальванических ванн. Оказалось, что этот сплав не только не уступает драгоценному металлу, но и превосходит его по нерастворимости в крепких кислотах, а обходится несравненно дешевле.
Мы не замечаем, что кобальт окружает нас в нашей повседневной жизни, в быту, конкретнее — в эмалированных кастрюлях, причем не только синего цвета. Широко известный ныне процесс эмалирования жести рождался в муках. Эмаль накладывалась, но держалась плохо и отскакивала от основного металла при нагреве, толчке, а то и без всяких видимых причин. Лишь тогда, когда стали наносить эмаль в два слоя (грунт и эмаль), с содержанием в первом слое всего лишь 0,6% кобальта, покрытие стало удерживаться прочно. Объясняется же это тем, что в процессе нагрева окислы кобальта восстанавливаются железом до металла; этот кобальт при дальнейшем нагреве диффундирует в железо, образуя с ним твердый сплав. Мы сказали лишь о кастрюле, а сколько эмалированной посуды используется в медицине, фармацевтической, химической промышленности. И везде кобальт, всего лишь 0,6%.
Использование кобальта, его сплавов и соединений ширится с каждым днем. В последнее время, например, они стали нужны для изготовления ферритов, в производстве «печатных схем» в радиотехнической промышленности, при изготовлении квантовых генераторов и усилителей. Это металл с большим настоящим и большим будущим.
Немного статистики
Интересны цифры, которые дают некоторое представление о том, на что расходуется кобальт в промышленно развитых странах Запада.
Вот усредненные статистические данные (в %):
Магнитные сплавы … 27
Жаропрочные материалы … 21,5
Краски и лаки … 13
Износоустойчивые и коррозионно-стойкие сплавы для химической и металлургической промышленности … 8,5
Керамика и эмали … 7
Сплавы с низким коэффициентом расширения для контрольно-измерительных приборов, сплавы с низким модулем упругости для пружин и т. п. … 7
Стали с высоким пределом текучести (в самолето- и ракетостроении) … 6,5
Порошок металлического кобальта для изготовления твердых сплавов … 4
Катализаторы в химических производствах и микроэлементы в сельском хозяйстве (в животноводстве) … 3
Быстрорежущие стали … 2,5
Приведенные цифры относятся к началу 70-х годов, но вряд ли за последние годы здесь что-то существенно изменилось. Ультрановых областей применения элемент № 27 в эти годы не нашел. Известно, что в 1975 г. в США спрос на кобальт по сравнению с 1974 г. упал почти на четверть. Впрочем, экономический кризис отразился подобным образом на производстве и потреблении многих металлов.
В мире, по американским данным, в 1980 г. было получено около 30 тыс. т кобальта. Перед началом второй мировой войны производство кобальта едва превышало 3 тыс. т. Крупнейший поставщик кобальта на мировой рынок — республика Заир. Достаточно богаты кобальтом недра Канады, США, Франции, Замбии. В Советском Союзе кобальтовые руды есть на Урале, в Казахстане, в Восточной Сибири. Кобальтсодержащие медно-никелевые руды есть на Кольском полуострове и в районе Норильска.
Будущее, надо думать, откроет нам еще не одно ценное свойство элемента № 27.
К ВОПРОСУ ОБ ИМЕНИ. Относительно вредоносности существ, по имени которых получил свое название кобальт, имеется мнение, диаметрально противоположное приведенному в статье об элементе № 27. Ознакомьтесь со следующим документом:
Эта вполне положительная служебная характеристика дана подземным гномам достаточно авторитетным знатоком немецкого средневековья — Иоганном Вольфгангом Гёте. Вы можете найти ее во второй части «Фауста».
В ГРОБНИЦЕ ТУТАНХАМОНА. Уже в глубокой древности люди умели изготовлять цветные стекла и смальты, в том числе и синие. Остатки посуды, мозаики, украшений из синего стекла археологи находят во многих центрах древних цивилизаций.
Однако в большинстве случаев — об этом непреложно свидетельствуют результаты химического анализа — эти стекла окрашены соединениями меди, а не кобальта. Например, в гробнице египетского фараона Тутанхамона было найдено множество предметов из синего стекла. Но только один из них оказался окрашенным кобальтом, все остальные — медью.
Удивляться тут, разумеется, нечему — медные минералы встречаются на нашей планете гораздо чаще кобальтовых.
УЧИТЕЛЬ И УЧЕНИК. Георг Брандт, открывший кобальт, начал заниматься химией чуть ли не с детства, помогая своему отцу — сначала аптекарю, а затем управляющему металлургическими предприятиями — ставить опыты.
Свои студенческие годы Брандт провел в голландском городе Лейдене. Здесь он изучал медицину и химию под руководством знаменитого химика, ботаника и врача Германа Бургаве.
Бургаве первым среди ученых применил в своих исследованиях лупу и термометр. Его лекции пользовались широчайшей популярностью — на них бывал даже русский царь Петр I. Немало сделал Бургаве для того, чтобы опровергнуть различные домыслы алхимиков. В этом он проявлял редкостное упорство. Например, желая доказать, что вопреки утверждениям алхимиков ртуть при длительном нагревании не превращается в твердое тело, Бургаве нагревал ртуть в замкнутом сосуде в течение… 15 лет.
Проучившись в Лейдене 3 года, Брандт направился в Реймс, где получил диплом доктора медицины, затем в Гарц для изучения горного дела и металлургии. Только после этого он вернулся в Швецию.
Важнейшие свои исследования Брандт провел в лаборатории Монетного двора. (Между прочим, и в России одна из первых химических лабораторий находилась при Монетном дворе.) Брандт изучал мышьяк и его соединения, соду и поваренную соль; организовал производство шведской латуни на базе местного цинка. Но наибольшую славу Брандту принесло, конечно, открытие кобальта.
ИЗ ДНЕВНИКА ПЕРВООТКРЫВАТЕЛЯ. «Так же, как есть шесть видов металлов, есть — я доказал это достоверными экспериментами… — шесть видов полуметаллов… Я имел счастье быть первооткрывателем нового полуметалла, названного кобальт регулус, который ранее путали с висмутом…»
КОММЕНТАРИЙ К ДНЕВНИКУ. Весьма гармоничная схема Брандта — шесть металлов и шесть полуметаллов — просуществовала недолго. Через 10 лет после того, как он сделал процитированную выше запись в дневнике, его коллега по лаборатории Монетного двора Аксель Фредерик Кронстедт открыл следующий новый элемент — никель, нарушив тем самым приятную, но искусственную гармонию.
Упомянутые Брандтом шесть металлов — это золото, серебро, медь, железо, олово, свинец. А шесть «полуметаллов» — ртуть, висмут, цинк, сурьма, кобальт, мышьяк. Под полуметаллами ученый понимал вещества, по внешнему виду и весу подобные металлам, но в отличие от них не поддающиеся ковке.
«Кобальт регулус» — это королек кобальта, т. е. чистый металлический кобальт. Брандт употребил этот термин, чтобы отличить металлический кобальт от кобальта-минерала.
ЧТО ТАКОЕ УЧЕНЫЙ. Когда Георг Брандт умер, выдающийся шведский естествоиспытатель Карл Линней сказал: «Король может потерять свою армию, — но не пройдет и года, как он получит новую, нисколько не хуже. Король может потерять свой флот, — но не пройдет и двух лет, как будет снаряжен другой. Но другого Брандта королю не получить за все время пребывания на престоле».
Чтобы полностью оценить значение этих слов, надо вспомнить, что как раз на годы жизни Брандта приходится крушение военного могущества Швеции. Ему было 15 лет, когда произошла Полтавская битва.
