Рано или поздно каждая консервная банка попадает на мусорную свалку, но олову (а в одной банке его примерно полграмма) не грозит быть здесь навеки погребенным: человек заботится о том, чтобы извлечь ценный металл и вновь использовать для своих нужд. Отделить олово от жести несложно: ведь олово легко растворяется в щелочах, а из щелочного раствора его извлекают при помощи электрического тока. Для этой цели пользуются и другим свойством олова: оно «охотно» вступает во взаимодействие с хлором. Если над старой банкой пропустить струю сухого хлора, образуется летучее хлорное олово, извлечь из которого олово уже не представляет труда.
Олово - сравнительно легкоплавкий металл. Помните, как в сказке Ганса Христиана Андерсена мгновенно растаял в огне стойкий оловянный солдатик, когда злой мальчик бросил его в печку? Легкоплавкость олова обусловила широкое применение этого металла в качестве основного компонента припоев.
Интересно отметить, что сплав олова (16%) с висмутом (52%) и свинцом (32%) может расплавиться даже в кипятке: температура плавления этого сплава всего 95°С, в то время как его составляющие плавятся при значительно более высокой температуре: олово - при 232°С, висмут - при 271°С, а свинец - при 327°С. Еще более охотно переходят в жидкое состояние сплавы, в которых олово служит добавкой к галлию и индию: известен, например, сплав, плавящийся уже при 10,6°С. Сплавы такого типа применяют в электротехнике как предохранители.
Олово входит также в состав различных бронз, типографских сплавов, баббитов (подшипниковых сплавов, обладающих способностью хорошо сопротивляться истиранию).
Широко используют в технике и химические соединения олова. Хлористое и хлорное олово, например, служит протравой при крашении хлопка и шелка. Натуральный шелк очень легок и плохо прокрашивается; при обработке же его растворами соединений олова на поверхности шелковых волокон откладывается гидрат двуокиси олова (в количестве, иногда вдвое превышающем вес самой ткани), и волокно приобретает способность удерживать на своей поверхности краситель.
Для придания фарфору и стеклу красных оттенков применяют так называемый кассиев пурпур, образующийся при действии хлористого олова на раствор хлористого золота. В качестве золотистой краски может служить двусернистое олово - «сусальное золото».
В военной деле хлорным оловом пользовались для создания дымовых завес: это вещество легко взаимодействует с водой, образуя густой дым из двуокиси олова.
Начало знакомства человека с оловом теряется в глубине веков. Поначалу олово применяли лишь в союзе с медью: сплав этих металлов, называемый бронзой, был известен задолго до начала нашей эры. Бронзовые орудия были значительно тверже медных. Видимо, этим и объясняется латинское название олова «станнум» - от санскритского слова «стан» - твердый. Само же олово в чистом виде - мягкий металл, совсем не оправдывающий свое название. История узаконила этот парадокс, а металлурги легко обрабатывают податливое олово, не подозревая, что имеют дело с «твердым» материалом.
Изделия из бронзы были найдены при раскопках захоронений, сделанных почти 60 веков назад. Плиний Старший, говоря о зеркалах, утверждал, что «наилучшие из известных нашим праотцам были сделаны в Брундизиуме из смеси меди и олова».
Установить точно период, когда человеческое общество стало использовать олово в чистом виде, довольно трудно. В одной из египетских могил, относящейся к эпохе восемнадцатой династии (от 1580 до 1350 года до н. э.), найдены кольцо и бутылка из олова, которые и считаются наиболее ранними оловянными изделиями.
Гомер рассказывает в «Илиаде», как древнегреческий бог огня и кузнечного ремеела Гефест ковал щит для героя Ахилла. На этом легендарном щите Гефест нанес рисунок.
«Сделал на нем отягченный гроздием сад виноградный
Весь золотой, лишь одни виноградные кисти чернелись;
И сто ял он на сребряных, рядом вонзенных подпорах.
Около саду и ров темно-синий и белую стену вывел из олова».
Выковав щит и броню, Гефест принялся за другие «предметы туалета» Ахилла:
«Сделал и тяжкий шелом...
Пышный, кругом изукрашенный, гребнем златым повершенный;
После из олова гибкого сделал ему и поножи».
В одной из древних крепостей перуанских индейцев инков ученые обнаружили чистое олово, предназначенное, по-видимому, для получения бронзы: обитатели этой крепости славились как отличные металлурги и искусные мастера по изготовлению бронзовых изделий. Должно быть, инки не использовали олово в чистом виде, так как в крепости не удалось найти ни одного оловянного изделия.
Испанский конкистадор Фернандо Кортес, в начале XVI века завоевавший Мексику, писал: «Несколько небольших кусочков олова были найдены у туземцев провинции Такско в виде очень тонких монет; продолжая мои поиски, я обнаружил, что в этой провинции, а также во многих других, оно использовалось в качестве денег...»
В 1925 году в Англии проводили раскопки у старинного замка, который был построен в III веке до н. э. Археологам удалось найти плавильные ямы, а в них - шлак, содержащий олово. Это означало, что здесь свыше 2000 лет назад была развита оловянная промышленность. Кстати, и Юлий Цезарь в своей книге «Комментарий по поводу Галльской войны» упоминает о производстве олова в некоторых районах Британии.
В 1971 году в Англии состоялась посмертная реабилитация 94 чеканщиков монет, которые были осуждены ... 847 лет назад. Еще в 1124 году английский король Генрих I обвинил рабочих своего монетного двора в мошенничестве: кто-то донес ему, что при чеканке серебряных монет в металл добавляют слишком много олова. Королевский суд был скор, и суровый приговор - отрубить преступникам правую руку - придворные палачи тут же привели в исполнение. И вот спустя восемь с половиной столетий один из оксфордских ученых, подвергший злополучные монеты тщательному анализу при помощи рентгеновских лучей, пришел к твердому выводу: «Монеты содержат очень мало олова. Король был неправ».
С давних пор основным источником олова служил минерал касситерит, или оловянный камень. Наиболее крупные месторождения этого ценного минерала расположены на Малайском архипелаге. В Советском Союзе оловянные руды встречаются на Дальнем Востоке, в Забайкалье. Казахетане. В музее комбината «Дальолово» в Уссурийске хранится редчайший сросток оловянного камня. Его размеры невелики: 30 на 20 сантиметров при толщине 8 сантиметров. Однако поднять этот камень не так-то просто: он весит почти полцентнера.
Несколько лет назад был создан портативный переносной прибор - гамма-резонансный оловоискатель. Чтобы определить содержание олова в руде с точностью до сотых долей процента, геологу, вооруженному таким прибором, потребуется всего несколько минут. Ценность прибора заключается еще и в том, что он реагирует на касситерит и не обращает внимания на другой минерал, содержащий олово, - станнит, который в качестве оловянного сырья практически не интересует промышленность.
Крупное открытие было сделано недавно советскими учеными, установившими, что своеобразным индикатором присутствия олова в том или ином геологическом районе может служить фтор. Многочисленные анализы и эксперименты позволили ученым как бы воспроизвести картину рудообразования, происходившего многие миллионы лет назад.
В те далекие времена олово, как выяснилось, находилось в виде комплексного соединения, в котором непременно присутствовал фтор.
Постепенно олово и его соединения выпадали в осадок, образуя месторождения, а его бывший компаньон фтор оставался вблизи залежей оловянных руд «на вечное поселение». Это открытие позволит определять возможные районы залегания олова и даже прогнозировать его запасы.
Геологи ищут касситерит не только на суше, но и под водой. Поиски уже увенчались успехом: россыпи оловянного камня удалось обнаружить на дне Японского моря, в бухте Тихангоу. Богаты им и прибрежные воды морей Северного Ледовитого океана - Ванькина губа, акватория мыса Святой Нос и другие районы. Большую помощь морским рудознатцам оказывают аквалангисты. Да и сами геологи к своей обычной экипировке добавили акваланг, без которого в Святом Носу не поковыряешь.
Дефицитность олова заставляет ученых и инженеров постоянно искать ему заменители. В то же время олово находит все новые области применения. Американская фирма «Форд мотор» не так давно построила завод, на котором применен любопытный метод производства непрерывной ленты оконного стекла шириной 2,5 метра. Расплавленное стекло из печи попадает в длинную 53-метровую ванну и здесь растекается по слою жидкого олова. Поскольку металлический расплав имеет идеально гладкую поверхность, стекло, остывая и затвердевая на нем, тоже становится совершенно гладким. Такое стекло не нуждается в шлифовке и полировке, что существенно сокращает производственные расходы.
Необычное стекло, которое служит своеобразной «ловушкой» для солнца, создали советские ученые. Выглядит оно совсем как простое, но отличается от него тем, что покрыто тончайшей пленкой двуокиси олова. Эта невидимая для глаза пленка беспрепятственно пропускает солнечные лучи, но очень «бдительно следит» за тем, чтобы тепло «не переходило границу» в обратном направлении. Такое стекло - находка для овощеводов: в нагретой солнцем за день теплице ночью сохранится почти та же температура, в то время как через обычное стекло тепловые калории одна за другой к утру без труда проскользнут наружу. В новых теплицах растения чувствуют себя уютно, даже если на улице стоит десятиградусный мороз. Стекло с оловянным покрытием пригодится для различных солнечных нагревателей и других устройств, где энергия дневного светила превращается в тепло.
Биография олова будет неполной, если не рассказать об одной почти детективной истории со счастливым концом, в которой этот металл сыграл далеко не последнюю роль.
...Вторая мировая война подходила к концу. Понимая, что ближайшее будущее не сулит ничего приятного, правители «независимого» Словацкого государства, сфабрикованного Гитлером в 1939 году на территории Чехословакии, задумали кое-что припрятать на черный день. Проще всего, как им казалось, было запустить руки в золотой фонд, созданный трудом словацкого народа. Однако группа патриотов, занимавших ответственные банковские посты, решила не допустить этого. Часть золота была тайно переведена в швейцарский банк и блокирована там до конца войны в пользу Чехословацкой Республики. Другую часть удалось переправить партизанам. Но часть золота все же оставалась еще в сейфах Братиславского банка.
Один из главарей марионеточного правительства по секрету сообщил немецкому послу в Братиславе о ценностях, хранящихся в бронированных подвалах, и попросил выделить солдат для «банковской операции» по изъятию золота. Пришлось, правда, брать третьим компаньоном еще и генерала войск СС, но зато в успешном проведении грабежа можно было не сомневаться.
Эсэсовцы окружили здание банка, и офицер, угрожая служащим расстрелом, приказал сдать ценности. Через несколько минут ящики с золотом перекочевали из сейфов в эсэсовские грузовики. Дельцы радостно потирали руки, не подозревая, что в ящиках хранятся слитки «золота», предусмотрительно изготовленные директором Монетного двора из... олова. А служащие банка еще раз проверили замки на тайниках, где хранилось настоящее золото, и стали с нетерпением дожидаться освобождения своей страны от гитлеровских войск.
Sn
Sb
Te
I
Hf
Ta
W
Re
Pb
Bi
Po
At
РОЖДЕННЫЙ В МУКАХ
Муки Тантала. - Сходство вводит в заблуждение. - Генрих Розе вносит ясность. - Рука об руку. - На 101-м году жизни. - Предчувствия не обманули. - «Представьте характеристику». - Со спичечную головку. - Интерес растет. - Бессилие «царской водки». - «Здесь ремонтируют черепа?» - Танталовые нервы. - Точный диагноз. - Гуманная миссия. - Солидный заказчик. - Чудовищные температуры не страшны. - Тесные связи. - На горячей работе. - Солидарность с Танталом. - Завидное постоянство. - В руках ювелиров. - Затраты окупаются.
Однажды фригийский царь Тантал - любимый сын Зевса, желая потрясти приглашенных к нему на пиршество богов, подал к столу мясо собственного сына Пелопса. Разгневанные этой жестокостью боги решили обречь Тантала на вечные муки жажды, голода и страха.
С тех пор стоит он в преисподней по горло в прозрачной воде. Под тяжестью созревших плодов склоняются к нему ветви деревьев. Когда томимый жаждой Тантал открывает уста, чтобы напиться, вода уходит от его губ. Стоит ему протянуть руку к сочным плодам, ветер поднимает ветвь, и обессилевший от голода грешник не может ее достать. А над его головой нависла скала, грозя вот-вот обрушиться.
Так мифы древней Греции повествуют о «муках Тантала».
Должно быть, не раз пришлось шведскому химику Андерсу Экебергу вспомнить о мучениях этого мифологического страдальца, когда он безуспешно пытался растворить в кислотах окисел открытого им в 1802 году элемента. Столько раз, казалось, ученый был близок к цели, но выделить новый металл в чистом виде ему так и не удалось. В конце концов он вынужден был отказаться от этой затеи, но, видимо, в память о сбэих мучениях решил назвать новичка «танталом».
Спустя некоторое время выяснилось, что у тантала есть близнец, который, правда, появился на свет годом раньше, но почти не отличался от него по свойствам. Этим близнецом был колумбий, открытый в 1801 году англичанином Чарльзом Гатчетом. Столь поразительное сходство ввело в заблуждение многих химиков. После долгих споров они пришли к ошибочному выводу, что речь идет об одном и том же элементе - тантале.
Заблуждаться ученым суждено было более сорока лет. Лишь в 1844 году немецкому химику Генриху Розе удалось внести ясность в этот запутанный вопрос и доказать, что колумбий, как и тантал, имеет полное право претендовать на индивидуальное место под Солнцем. А уж поскольку налицо были родственные связи этих элементов, Розе дал Колумбию новое имя - «ниобий», которое подчеркивало их семейственность (мифологическая богиня Ниоба - дочь Тантала).
С тех пор тантал и ниобий шагают рука об руку по жизненному пути. А путь этот был тернистым...
На протяжении многих десятилетий промышленный мир не проявлял к танталу никакого интереса. Да, собственно говоря, тантала, как такового, попросту и не существовало: ведь в чистом компактном виде тантал удалось получить лишь после того, как он отпраздновал столетие со дня своего рождения.
Это произошло в самом начале нашего века - в 1903 году. И тогда же, т. е. на 101-м году жизни, он получил наконец приглашение на работу: узнав, что этот металл обладает весьма тугоплавким «характером», ученые решили использовать его для нитей электроламп. Не имея других предложений, тантал вынужден был дать согласие, хотя чувствовал., что это не его признание.
И, действительно, суровые законы конкурентной борьбы, царящие в мире металлов, вскоре лишили тантал работы. На его место был взят другой металл - вольфрам, который оказался еще более тугоплавким, а потому и более счастливым.
Снова потянулись годы вынужденного безделья. На «бирже труда» котировались лишь те металлы, которые либо были давно известны, либо успели представить свои отличные характеристики, заверенные физиками, химиками и другими учеными. Тантал в то время имел мало знакомств в мире науки и техники и вынужден был сидеть «сложа руки». Но удача все же пришла: в 1922 году он был успешно применен в выпрямителях тока, а спустя год - в радиолампах. Тогда же началась разработка промышленных методов получения этого металла.
Любопытно, что первый промышленный штабик тантала (полуфабрикат, подвергаемый дальнейшей обработке), который был получен в 1922 году, не превышал по величине спичечную головку. В последнее время на танталовых заводах рождаются штабики иногда в 1000 раз крупнее «первенца».
Земная кора содержит лишь 0,0002% тантала, однако природа сравнительно богата его минералами - их насчитывается более 130 (как правило, тантал в этих минералах неразлучен с ниобием). Наиболее важное сырье для получения тантала - танталит и колумбит. Большие месторождения их имеются в Африке и Южной Америке.