Оловянные солдатики, оловянные припои, оловянные консервные банки, лужёное (то есть покрытое оловом) железо можно придумать много ассоциаций на оловянную тему. В наше время многие области, в которых трудилось олово, можно считать устаревшими, но нужно помнить, что именно олово поменяло вектор развития нашей цивилизации. Бронзовый век сменил короткий (по эволюционным и цивилизационным меркам) медный вскоре после того, как стало ясно, что сплавление меди с оловом даёт более прочный материал, чем просто медь материал, который можно было не только просто обрабатывать ковкой или отливкой, но материал, который не так быстро как медь затуплялся при использовании.
Бронза сплав меди с оловом, и во времена античных империй и демократий олово было стратегическим ресурсом. У древних греков ходила легенда об оловянных островах «Касситеридах», которые лежали на северо-запад от побережья известной им Европы. Возможно, этими оловянными островами были британские острова, где действительно находились залежи оловянных руд, хотя эллины и не ввозили олово оттуда греческие города получали олово морем, но с территорий, расположенных чуть ближе шахт на Севере Пиренейского полуострова. Когда во времена расцвета Римской Империи границы Европы стали шире, стало известно и об оловянных залежах на территории современного Корнуолла, ради которых в том числе римляне вторглись в Британию.
Олово настолько необычный металл, что он «болеет» чумой. Оловянной чумой называют протекающий при низкой температуре (для чистого олова 13.2 °C, однако примеси в олове понижают её) процесс перехода одной аллотропной модификации олова в другую, которая выглядит как порошок. Появление порошкообразной аллотропной модификации ускоряет трансформацию металлического олова, «заражая» его, поэтому этот процесс и назвали чумой. Оловянная чума одна из причин гибели экспедиции Скотта к Южному полюсу в 1912 году. Путешественники остались без горючего из-за того, что топливо просочилось из запаянных оловом баков, поражённых «оловянной чумой». В книге Пенни Лекутера и Джея Берресона «Семнадцать молекул, изменивших мир», оловянной чумой объясняется провал зимней компании Наполеона в России в 1812 году сильные морозы заставляли оловянные пуговицы на мундирах французских солдат рассыпаться в порошок (возможно, это и было, но вряд ли можно назвать это главной причиной бегства Наполеона из России). Какое-то время проблему оловянной чумы удавалось избежать, применяя вместо олова свинцово-оловянные сплавы, однако в наши дни вопрос вновь стал актуальным. В соответствии с современным законодательством Евросоюза свинец из сплавов было велено убрать, оставив только олово. Тем не менее, законы природы еще никому не удавалось отменить, и переход на чистое олово опять привел к проблемам, главная из которых даже не в том, что при низких температурах металлическое олово рассыпается в серый, не проводящий электрический ток порошок, а в том, что этот порошок может попадать внутрь электронных приборов, при повышении температуры снова образуется электропроводное олово, которое может стать причиной коротких замыканий. Волей-неволей, борясь с оловянной чумой приходится возвращаться назад, в бронзовый век и заменять олово и свинцово-оловянные сплаву на бронзу.
Кстати, с наступлением железного века человечество не отказалось от бронзы, просто немного сузило области его применения. Сейчас бронза, содержащая кроме меди и олова ещё и свинец, применяется для литья колоколов и создания органных труб. Тональность колокола или трубы можно поменять, изменяя соотношение компонентов в сплаве.
51. Сурьма
За годы своего существования человечество знало много войн за честь, за веру, за любовь, за ресурсы. В 1600-х годах разразилась одна из самых долгих и бессмысленных войн «сурьмяная война». Эта не была война, в которой, гремя огнём и железом, сходились полки в битве за ценный ресурс (сурьма не относилась к стратегическим ресурсам семнадцатого, равно как и других веков). На сурьмяной войне орудием были перья, чернила и риторика врачи того времени пытались прийти к консенсусу по поводу одного вопроса, который сейчас кажется нелепым можно ли лечить сурьмой.
Первым осознанно применять соединения сурьмы для врачевания стал Парацельс, и это раскололо врачей на два лагеря одни все же считали сурьму лекарством, а другие просто ядом. Спор о сурьме был решен, когда король Людовик XIV заболел брюшным тифом. Король проболел две недели, после чего к нему пригласили какого-то врача, который обещал исцелить монарха. Королю дали дозу сурьмы, после чего Людовик выздоровел. Королевское выздоровление (которое, скорее всего не имело отношения к сурьме) снова изменило отношение к сурьме, и ее продолжили применять в медицинской практике вплоть до XIX века. Поскольку один из симптомов отравления сурьмой тошнота и рвота, многие доктора прописывали пациентам «для очищения организма» соли сурьмы. По одной из версий отравление Моцарта было вызвано именно передозировкой препаратов сурьмы при лечении. В девятнадцатом веке, к счастью, медицина отказалась от применения сурьмы, и на какое-то время этот элемент стал орудием отравителей.
Один из важных источников этого элемента-неметалла стибнит токсичный сульфидный минерал сурьмы. Также стибнит одно из самых древних косметических средств. Еще в древнем Египте, в третьем тысячелетии до нашей эры, стибнитовую пасту применяли для нанесения рисунков около глаз не столько для декоративных и ритуальных целей, а в первую очередь для защиты глаз от инфекций и насекомых. Латинское название этой пасты, stibium, происходит от греч. stimmi, которое, в свою очередь, восходит к древнеегипетскому stm. Краска для чернения волос, бровей и ресниц на Руси называлась сурьмой (от турец. sürme) отсюда выражение «сурьмить брови» и название химического элемента. Применение стибнита в косметике продолжилось и в средние века: считалось, что стибнит обостряет и укрепляет зрение, уменьшает слезотечение и способствует росту ресниц. Из стибнита также делали столовую утварь, что нередко приводило к отравлению из-за попадания в организм производных сурьмы.
Открытие сурьмы приписывают жившему в XVIXVII веке монаху-алхимику Василию Валентину (Basilius Valentinus). Валентин описал выделение элементарной сурьмы из стибнита в своем трактате «Триумфальная колесница антимония» (Currus triumphalis antimonii). Происхождение названия сурьмы «антимоний» (antimonium), оставшегося в ряде языков (ср. англ. antimony), неясно. Народная этимология толкует его как «действующий против монахов», возможно из-за частых случаев отравления монахов-алхимиков соединениями сурьмы в процессе алхимических изысканий. В начале XIX века шведский химик Йонс Якоб Берцелиус предложил для сурьмы латинское название stibium (так называлась паста из молотого антимонита/стибнита) и символ (Sb).
Сурьма представляет собой твердое и хрупкое вещество с серебристо-белым блеском, которое можно растереть в порошок, она плохо проводит тепло и электрический ток. По распространенности в земной коре сурьма занимает 63-е место, ее содержание ниже, чем у олова, мышьяка и редкоземельных металлов, но больше, чем у висмута, ртути и серебра. Сурьма обычно концентрируется с сульфидными рудами вместе с медью, свинцом и оловом, очень редко встречается в виде простого вещества, но не в самородном виде, а обычно совместно с мышьяком, висмутом или серебром. Второй по важности после стибнита минерал для получения сурьмы джемсонит. Кроме сурьмы он содержит железо и свинец.
Из стибнита в результате обычного обжига при температуре выше 300 °C получают триоксид сурьмы, до 90 % которого применяется для изготовления огнезащитных материалов. Композитные антипирены, содержащие Sb2O3, могут существенно замедлять скорость движения фронта пламени и даже препятствовать его распространению. Их добавляют в клеевые композиции, краски, полимерные, строительные и текстильные материалы.
52. Теллур
Если верить «Путеводителю для автостопщиков по галактике», на языке других цивилизаций, населяющих наш сектор галактики, название нашей планеты звучит как «Грязь». В этом смысле даже не удивительно, что элемент, названный в честь Земли, добывают из грязи, а, если точнее, из «анодной слизи» отходах производства, образующихся на аноде во время электролитической очистки сырой меди.
Чистый теллур в основном применяется для вулканизации каучука и получения специальных сортов резины. Введение 0.05 % теллура в свинец снижает потери этого металла в результате растворения в серной кислоте в 10 раз и это используется при производстве известных каждому автолюбителю свинцово-сернокислотных аккумуляторов. Теллуриды элементов главных, побочных подгрупп и даже лантаноидов представляют собой либо квантовые точки, либо материалы для изготовления солнечных батарей.
Теллур не так ядовит как селен, но все же его лучше не принимать вовнутрь половина микрограмма теллура (это количество теллура не так просто разглядеть невооружённым глазом) съеденная человеком случайно или преднамеренно, не отразится на здоровье любителя уникальных диет, но снабдит его зловонным дыханием, отчасти напоминающим запах чеснока на целых тридцать часов (да, дорогой читатель, мне самому тоже очень интересно выяснить, как был установлен этот факт специально или случайно, кто хронометрировал продолжительность несвежего дыхания, чистил ли поедатель теллура при этом зубы, но деталей я не мог найти).
С чесночным запахом, которым теллур одаривает того, кто его хочет съесть, хорошо гармонирует тот факт, что этот элемент впервые был найден в самом вампирском уголке Европы в Трансильвании. В 1782 году главный горный инспектор золотоносных шахт Франц Йозеф Мюллер понял, что что-то пошло не так с анализом одного из образцов, содержащих золото. Мюллеру удалось выделить из образца то, что он посчитал металлом, и назвал выделенный продукт aurum problematicum (проблемное золото). Образец проблемного золота (который на самом деле был теллуридом золота Au2Te3) был послан Мартину Клапроту, который к 1798 году смог выделить оттуда новый химический элемент, назвав его «теллур». Чтобы выяснить мотивы, которые двигали им в выборе названия, нужно сделать экскурс в историю.