Реферати українською » Биология и химия » Иридий - Усі кольору веселки


Реферат Иридий - Усі кольору веселки

Страница 1 из 2 | Следующая страница

С.І. Венецкий

14 липня 1789 року повсталий народ Франції штурмом взяв Бастилію - почалася Велика французька революція. Поруч із багатьма декретами і постановами, носившими політичний, соціальний, економічного характеру, революційне уряд ухвалив рішення запровадити чітку метричну систему заходів. На пропозицію комісії, до якої ввійшли авторитетних учених, як одиниця довжини - метри - було прийнято одна десятимиллионная частина чверті довжини паризького географічного меридіана. П'ять років Ж. Деламбр і П. Мешен - найбільші фахівці з галузі астрономії і геодезії - проводили скрупульозні виміру дуги меридіана від Дюнкерка до Барселони.

У 1797 року обслуги були завершено, а два року виготовили перший еталон метри - платинову лінійку, що отримала назву "метр архіву", чи "архівний метр" (за місцем зберігання). За одиницю маси - кілограм - прийняли масу одного кубічного дециметра води (при 4 °З), взятій з Сени. Еталоном кілограма стала платинова цилиндрическая гиря.

З роками, проте, з'ясувалося, що природні прототипи цих еталонів - паризький меридіан і воду з Сени - невідь що зручні на відтворення, та й при цьому немає зразковим сталістю. Такі "гріхи" ученые-метрологи вважали непрощенними. У 1872 року Міжнародна метрична комісія вирішила відмовитися від послуг природного прототипу довжини: цю почесну роль довірили "архівному метру", за образом і подоби якого виготовили 31 еталон як брусків, але вже з чистісінької платини, та якщо з сплаву її з иридием (10%). Через 17 років аналогічна доля спіткала Каріна-Даниленка та воду з Сени: прототипом кілограма було затверджено гиря, виконана із такого самого платиноиридиевого сплаву, а міжнародними еталонами стали 40 її точних копій.

Иридий невипадково виявився союзником платини в еталонному сплаві. Вимоги до цього матеріалу дуже високі: він повинен мати надзвичайно великий міцністю та непорушністю, бути тугоплавким і износостойким, не знати страху перед корозією і немає не реагувати зміни температури. Сама платина неспроможна здати на "відмінно" всі ці іспити, тоді як її сплав з иридием блискуче витримує важке випробування вже протягом століття. Щоправда, цей час "архівний метр" змушений був піти у відставку (в 1960 року еталоном метри стала довжина, рівна 1650763,73 довжини хвилі помаранчевого випромінювання атома ізотопу криптона-86), але найголовніший у світі кілограм продовжує залишатися лавах.

Служба заходів і терезів - зовсім на єдине заняття платиноиридиевых сплавів. У тому числі роблять жаростойкие тиглі, які безболісно переносять сильний нагрівання в агресивних середовищах; в тиглях, зокрема, вирощують кристали для лазерної техніки. З пошаною ставляться до цих сплавів і ювеліри: вони охоче виготовляють їх гарні вироби, завжди користуються великий попит.

Деталі хімічної апаратури і точнейших приладів, электроконтакты, хірургічні інструменти, пружини, лабораторна посуд - ось далебі неповний послужного списку сплавів платини з иридием.

Кілька років тому цим сплавів запропонували нову відповідальну роль: були виготовлені затискачі електродів електричних стимуляторів серцевої діяльності. Электроды вживляются у серце людини, котрий страждає стенокардією; у тілі хворого і крихітний приймач, приєднаний до електродах і генератору з кільцевої антеною, закрепляемой на тілі поруч із приймачем (генератор ж можна розташовуватися, наприклад, у кишені костюма). Щойно починається напад стенокардії, хворий включає генератор. Поступающие причому у кільцеву антену імпульси передаються до приймальника, потім із нього - на електроди, та був через платиноиридиевые затискачі - на нерви, що змушують серце працювати активніше.

Багато цінні властивості властиві й сплавів іридію коїться з іншими металами. Широковідомий природний сплав осмію і іридію - осмиридий (докладно про неї розказано в нарисі про осмии "Образа шляхетного металу"). Незначні добавки іридію до вольфрамові і молибдену дозволяють зберігати міцність при високих температур. Титан і хром без сторонньої допомоги здобули собі репутацію стійких борців із кислотами, але іридій зумів підвищити і так високі їх антикислотные "особисті рекорди".

Можливо, у читача складається враження, що іридій успішно є лише як "співучасник" великих справ. Зовсім ні: йому за плечу і чудові "сольні номери". Це сріблисто-білого металу як привабливість викладача, а й прекрасні фізичні дані. Вона має значної твердістю і міцністю, непохитно пручається високим температур, швидкого зносу й іншим небезпечним впливам. Його характерна черта-очень велика щільність (22,4 г/см3). У цьому плані він поступається лише своєму найближчому соседу-осмию. Разом коїться з іншими членами сімейства платини іридій належить до шляхетним металам. Настільки знатне походження забезпечує йому незалежне становище у суспільстві будь-яких кислот, які може подіяти нею ні за звичайній, ні за підвищеної температурах. Навіть зустріч із такий підступній і їдкою особливої, як царська горілка, проходить для іридію безслідно, не залишаючи ніяких сумних спогадів. На жаль, цього скажеш розплавлених лугах і перекису натрію - їм іридій протистояти нездатна.

Безсумнівна гідність іридію - його спроможність практично вічно зберігати свої цінні властивості, хоч би як змінювалися оточуючі умови. Якби високу вартість (він дорожче самої платини!), проти нього було б распахнуты двері в багато сфер наукової і інженерної діяльності. Поки така розкіш вченим та конструкторам часто вже не не по кишені, і тому іридій працює нині лише там, де зараз його практично незамінний. Так, від цього металу виготовляють лабораторні тиглі щодо дослідів під грізною фтором та її агресивними сполуками. З іридію роблять також мундштуки для выдувания тугоплавкого скла. Для виміру високих температур (2000- 2300 °З) сконструйована термопара, електроди якої виконані з іридію та її сплаву з рутенієм чи родием. Поки немає ніякої термопарою користуються лише наукових цілях, але в шляху до впровадження їх у промисловість варто хоча б бар'єр - високу вартість.

Дуже перспективні міцні і износостойкие иридиевые покриття. На сьогодні їх застосовують рідше, ніж, скажімо, платинові, паладієві, родиевые. Це, мабуть, передусім технологічними труднощами, виникаючими під час іридію інші метали. Иридиевое покриття можна було одержати електролітичним шляхом з розплавлених ціанідів калію і натрію при 600 °З.

Кілька простіше інший способ-плакирование. І тут мали на той чи іншого метал накладають тонкий шар іридію, та був зчинений "бутерброд" потрапляє під гарячий прес, у результаті покриття міцно прилипає до основного металу. Сходным способом виготовляють і иридированную дріт: на заготівлю з вольфраму чи молібдену надягають "сорочку" - иридиевую трубку та гарячої куванням з наступним волочінням отримують биметаллическую дріт потрібної товщини. Така дріт служить для управляючих сіток в електронні лампи.

Розроблений і хімічний спосіб нанесення иридиевых покриттів на метали і кераміку. У цьому на поверхню вироби завдають розчин комплексної солі іридію, приміром, із фенолом або іншими органічним з'єднанням, й у контрольованій атмосфері нагрівають виріб до 350 - 400 °З: органічна речовина зникає, а шар іридію залишається.

У чистому вигляді або у союзі з Кримом іншими металами іридій застосовується у хімічній промисловості: иридиево-никелевые каталізатори допомагають отримувати пропілен з ацетилену і метану; платинові каталізатори, до складу яких входить іридій, прискорюють реакцію освіти оксидів азоту у процесі отримання азотної кислоти.

Дуже будуть вродливі й різноманітні за кольором солі іридію. Практичної користі ця краса доки приносить, зате саме їй елемент зобов'язаний своїм назвою. У 1804 року англійський хімік Смитсон Теннант, досліджуючи чорний порошок, що залишається після розчинення самородної платини царському горілці, відкрив ньому дві нові елемента. Солі однієї з них вирізняються буквально в усі кольори веселки.

Теннанту більше не довелося довго сушити мізки у пошуках придатного йому імені: елемент було названо иридием, оскільки грецькою "ириоэйдес" - райдужне.

Долі платинових металів переплелися настільки, що новела одного із них немислимий без згадування про інших. У 1840 року професор Казанського університету К.К. Клаус зацікавився проблемами переробки уральської платинової руди. На його прохання петербурзький Монетний двір надіслав йому проби платинових залишків - нерастворимого осаду, що утворюється після обробки сирої платини царської горілкою. "При на самому початку роботи, - писав пізніше учений, - був здивований багатством мого залишку, бо витяг із нього, крім 10% платини, багато іридію, родію, осмію, кілька паладію і суміш різних металів особливого змісту..."

Якщо спочатку Клаус ставив собі лише суто практичну мета - знайти метод переробки залишків платинової руди в платину, то вже незабаром дослідження придбали глибший науковий характері і повністю захопили вченого. "Два повних року, - згадував Клаус, - я кректав з цього з ранку до пізньої ночі, жив лише у лабораторії, там обідав і пив чай, і навіть став жахливим емпіриком".

Останнє твердження мало цілком конкретний зміст: за словами А.М. Бутлерова - учня Клауса, той "мав звичку... при розчиненні платинових руд царському горілці заважати рідина прямо усіма п'ятьма пальцями визначав фортеця непрореагировавших кислот на смак".

Втім, це були властиво як Клаусу, а й іншим хімікам старої школи, які, отримавши якесь речовина, завжди "дегустували" його (незалежності до середини ХІХ століття в описах властивостей речовини потрібно було вказати та її смак), піддаючи себе великій небезпеці: так, знаменитий шведський учений Карл Шееле загинув, спробувавши на смак отриману ним безводну синильну кислоту.

Праці Клауса увінчалися: спосіб переробки платинових залишків знайшли, і тепер вченому потрібно було їхати у Петербург, щоб повідомити звідси міністрові фінансів Є. Ф. Канкріну, зацікавленому в вдалому рішенні проблеми. Для поїздки до столицю Клаус змушений був зайняти 90 рублів одного з своїх друзів (повернути борг учений зміг лише кілька років, коли здобув усесвітню популярність). Приїхавши Петербург Клаус був два дні прийнято міністром та домігся від цього санкції отримання необхідні продовження досліджень матеріалів. Йому було видано 1/2 фунта платинових залишків і 1/4 фунта сирої платини.

Після повернення Казань, учений знову з головою поринає у роботу, що тривала багато і дала блискучі результати. Найважливішим із них стало відкриття 1844 року невідомого раніше хімічного елемента - останнього "російського члена платинового сімейства".

"Вже за першої роботі, - писав Клаус, - запримітив присутність нового тіла, але спочатку не знайшов способу відділення його від домішок. Більше всього року трудився я з цього предметом, але нарешті відкрив легкий і правильне добування їх у чистому стані. Цей новий метал, який названо мною рутенієм на вшанування нашої Батьківщини (від латинського назви Росії - З. У.), належить безперечно до тілах дуже цікаво".

Але відкриття Клауса не відразу отримав визнання. Перші проби сполук нового елемента учений послав у Стокгольм Й.Я. Берцелиусу, пользовавшемуся величезним авторитетом в усіх хіміків. Яке було розчарування Клауса, коли дізнався, що, на думку цього маститого вченого, надісланий йому речовина зовсім позбавлений новий елемент, а є погано очищене з'єднання іридію.

Переконаний у своїй правоті Клаус знову і знову проводив досліди, іноді забуваючи про елементарних заходи захисту. Щоправда, через кілька років учений попереджав своїх колег: "Працюючи з осмиевым иридием потрібно остерігатися від парів осмиевой кислоти. Це дуже летуче речовина належить до шкідливим тілах і діє переважно на легкі й у вічі, виробляючи сильні запалення.

Я багато терпів від нього". Занадто великим було бажання Клауса переконати науковий світ тому, що справді відкритий новий елемент, і він, нарешті, зумів це. Препарати сполук рутенію знову були Берцелиусу, і той, провівши ретельні дослідження, зрозумів, як колись помилявся у своїх висновках.

"Прийміть мої щиросердні вітання з чудовими відкриттями і витонченої їх обробкою, - писав Пауль Клаусу, - завдяки їм Ваша ім'я буде незгладимо написано історія хімії".

Результатом напруженої багатоденної роботи Клауса став опублікована 1845 року працю "Хімічне дослідження залишків уральської платинової руди і металу рутенію", у якому вперше всебічно описані і їхні властивості іридію, причому сам Клаус зазначав, що иридием він більше мав справу, ніж іншими металами платинової групи. Рекомендації вченого стали наукової базою до створення технології отримання іридію та інших платиноїдів. Нині чистий іридій виділяють з самородного осмиридия і із залишків платинових руд, але, перш їх, діючи різними реагентами, витягають платину, осмій, паладій і рутеній і лише після цього настає черга іридію. Отриманий у своїй порошок або пресують в напівфабрикати і сплавляють, або переплавляють в електричних печах у атмосфері аргону. При звичайній температурі іридій крихкий і піддається жодній обробці, але у гарячому стані він більше "поступливим" і дозволяє себе кувати.

Природа бідна иридием: земні запаси їх перевищують мільйонних часткою відсотка. В усіх країнах світу протягом року виробляється трохи більше тонни цього металу. Та найбільший інтерес учених звернулися до нього слабшає. Усі нові й нові області застосування знаходять, зокрема, радіоактивні ізотопи іридію. Так, недавно фахівці центру атомних досліджень, у Кадараше (Франція) розробили гамматрон - чуйний прилад, дозволяє пильно ознайомитися з станом мостів, гребель та інших споруд із залізобетону: під впливом гама-променів радіоактивного иридия-192 на скляній платівці, покритою светочувствительным шаром, з'являється чітке зображення "нутрощів" контрольованих вузлів і деталей. З допомогою подібних дефектоскопов перевіряють якість металевих виробів і зварних швів: на фотоплівці фіксуються все порожнечі, непроваренные місця та сторонні включення. У доменному виробництві малогабаритні контейнери

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація