Реферати українською » Биология и химия » Вісмут - "Відрядження" в космос


Реферат Вісмут - "Відрядження" в космос

Предыдущая страница | Страница 2 из 2
кристалічною структури, навпаки, розширюється (аналогічні явища відбуваються і із жовтою водою у її перетворення у кригу). Очевидно, цим обумовлена й інша особливість поведінки вісмуту. Зі збільшенням тиску температура плавлення речовин зазвичай підвищується. Цьому правилу підпорядковуються все метали, а вісмуту, виявляється, закон неписаний: що стоїть тиск, тим він "погоджується" перейти на рідке стан.


Вісмут - самий діамагнітний метал: якщо його помістити між полюсами звичайного магніту, він, намагаючись із однаковою силою відштовхнутися від обох полюсів, займе становище на рівному від нього відстані. Під упливом магнітного поля електричне опір вісмуту збільшується більшою мірою, ніж в інших металів; цим його властивістю користуються для виміру індукції сильних магнітних полів (прилад, службовець цієї мети, називаєтьсявисмутовой спіраллю). Після розплавлювання вісмуту йогоелектросопротивление падає вдвічі, а при охолодженні різко зростає (наприклад, при зниженні температури від нуля до -180° З опір цього металу збільшується в $60 раз).


Що стосується хімічних властивостей вісмут поводиться куди скромнішою, намагаючись скидатися у своїх найближчих сусідів по п'ятої групі (точніше, її правої підгрупі) періодичної системи - сурму і миш'як. Хіба що металеві властивості в нього вираженіпосильней, але його просто зобов'язує становище у таблиці елементів: він ближчі один до "полюсаметалличности" (лівий нижній кут таблиці), ніж інші елементи його підгрупи. У сухому повітрі вісмут стійкий, а й у вологому він облачається в надзвичайно тонкий покривало оксиду. Якщо ж метал нагріти вище 1000 °З, він згоряє гарним блакитнуватим полум'ям.


Як відомо, при електролізі іони металу переносяться з анода на катод. Так вважали майже півтора століття - відтоді як англійський учений Майкл Фарадей встановив найважливіші закони електролізу. Та ось 1975 р. співробітники Інституту загальної економічної й неорганічної хімії Академії наук УРСР виявили, деякі метали при електролітичних процесах кидаються до аноду. Досліди українські вчені катод було виготовлено з вісмуту, анод - з нікелю, а роль електроліту виконував розплавлений їдкий натр. Коли було включений струм, вісмутовий катод скресла очах, вже невдовзі лежить на поверхні анода з'явилися блискучі кульки з чистої вісмуту.


Це відкриття не спростовує, а лише уточнює закон Фарадея. Більшість металів справді виділяється на катоді, і тільки деякі - вісмут, свинець, олово, сурма - "воліють" анод, щоправда, за умови, що електролітом служить розплав солей лужних іщелочноземельних металів.


"Поправка до Закону" можна використовувати очищення багатьох металів і сплавів від домішок вісмуту, свинцю та інших "порушників порядку". І тому металеву заготівлю, яку потрібно піддатирафинированию, вводять у електроліт як катода. Починається електроліз, і непотрібні домішки, розпрощавшись із більшістю металу, перебазуються на анод. Цей економічний спосіб названо катодного очищенням.


Як відомо, все метали, та й взагалі більшість твердих тіл, мають кристалічну структуру, коли він їх атоми (іони, молекули) містяться у просторі у суворо певному порядку. Інша річ - рідини чи гази. Той самий звичайну воду. Що вона являє собою? Цілком хаотичне скупчення молекул ">ашдвао". Але варто остудити воду нанівець, як його замерзаючі молекули прагнуть зайняти не випадкове становище, а лише те, що він відповідає кристалічній решітці льоду. Так непримітна крапелька дощу перетворюється накрасавицу-снежинку. У результаті перебудови істотно змінюються як "зовнішні дані", а й багато фізико-хімічні властивості речовини.


Проте чи все тверді тіла "визнають" кристалічну структуру. Таке, наприклад, скло - воно аморфно й у рідкому, й у твердому стані. А чи можна аморфні металеві розплави змусити переходити в тверде, але й аморфне стан, т. е. отримувати "металеві скла"? Ця смілива задачу продиктована пустопорожнім цікавістю учених: в нових матеріалів могли опинитись несподівані властивості. Але чого ж вирішити завдання? Зазвичай процес кристалізації речовини протікає у часі, і молекули тому мають можливість "помізкувати" з того, як він поводитися під час перебудови. Хіба якщо здійснити миттєве затвердіння і, отже, не дати молекулам часу на "міркування"?


Ніхто на допомогу довелося закликати глибокий вакуум і пекельний холод. Саме вони допомогли створити такі умови, опинившись у яких, молекули змушені були, як із знайомої всім грі моментально підпорядковуватися команді: "Завмри!". У результаті численних дослідів встановили, що й напереохлажденную металеву платівку, розташовану за камері, де забезпечені зазначені умови, завдати пари будь-якого металу, то, на платівці відразу утворюється "скляна" плівка. Такий експеримент, зокрема, виконано з вісмутом. Виявилося, що плівка звисмутового "скла" завтовшки лише кількох мікрон має буквально казковими магнітними ісверхпроводящими властивостями. Навіть якби звичайній температурі її опір електричному струму в багато разів нижче, ніж в тієї самої вісмуту в кристалічному стані.


Магнетизм і надпровідність - це чи не найважливіші якості матеріалів, без яких немислимим є розвиток багатьох напрямів сучасної техніки. І, можна вважати, металеві "скла" (чи, якщо хочете, "скляні" метали) скажуть з цього приводу вагоме слово.


Вісмут - останній мало радіоактивний елемент періодичної системи. Саме практично, оскільки тонке експерименти показали, що ядра атомів його основного природного ізотопувисмута-209 все-таки піддаються радіоактивним перетворенням, але період піврозпаду цього ізотопу на сотні мільйонів разів перевищує вік Землі. Тому його цілком обгрунтовано можна характеризувати як стабільний, чого не скажеш інших 19изотопах вісмуту - період піврозпаду кожного з них більше кількох діб.


Нещодавно вісмут допоміг радянським фізикам синтезувати ядра 107-го елемента періодичної системи.Помещенная в прискорювачвисмутовая мішень піддалася жорстокої бомбардуванню іонами хрому. Більше двох місяців безперервно працювали прискорювач,сопоставлялись і аналізувалися результати десятків найтонших експериментів, і вже, нарешті, можна з упевненістю заявити, що з злитті іона хрому з ядром вісмуту утворюються ядра 107-го елемента, період піврозпаду яких лише близько двохтисячних часткою секунди.


Інтерес до вісмут зростає рік у рік. Останні 40 років ціна нею на світовому ринку підскочила ушестеро. По запасів у земної корі вісмут посідає дуже скромне місце у восьмому десятці, позаду більшості рідкісних і розсіяних елементів. У той самий час мінералів цього металу непогані мало - понад 70 відсотків. Щоправда, скупчень де вони утворюють, й видобувати вісмут доводиться як попутний продукт під час виробництва свинцю, міді, срібла та інших поширених металів, руди яких містять часом всього 0,0001% вісмуту. Найвідомішівисмутовие родовища перебувають у Болівії, на острові Тасманія й у Перу.


У нашій країні пошуки родовищ цього металу почалися роки першої Першої світової, коли різко зросла потреба у лікувальних і антисептичних засобах.Висмутовие препарати, використовувані для медичних цілей, ввозили в царську Росію в Німеччині. Із початком бойових дій на старого торгового "партнера" розраховувати було, і Управління верховного начальника санітарної і евакуаційної частини звернулося до Академію наук з проханням вказати, чи є Росії руди вісмуту і чи можна виплавляти їх цей метал.


Прохання було передано найбільшому геологу академіку У. І. Вернадського, що у роки очолював Комісію з вивченню природних продуктивних сил Росії. Дослідивши зразкиМинералогического музею академії, учений дійшов висновку, що пошукові роботи слід ведуть у Забайкаллі, і туди вирушив з його учнівК.А.Ненадкевич (згодом член-кореспондент АН СРСР). Згодом знайшла вШерловой горі новий мінерал, під назвою їмбазобисмутитом. Мінерал містив значна частина вісмуту і бути відмінним сировиною щодо його виробництва. Надалі геолог знайшла ще рядвисмутових родовищ, а в 1918 року з руд однієї з них -Букукинского - їм буливиплавлени перші десятки кілограмів вітчизняного вісмуту.





Предыдущая страница | Страница 2 из 2

Схожі реферати:

Навігація