Иридий - Все цвета радуги - статья

С.И. Венецкий

14 июля 1789 года восставший люд Франции штурмом взял Бастилию - началась Величавая французская революция. Наряду со многими декретами и постановлениями, носившими политический, соц, экономический нрав, революционное правительство приняло решение ввести четкую метрическую систему мер. По предложению комиссии, в которую вошли авторитетные ученые, в качестве единицы длины - метра - была принята одна десятимиллионная Иридий - Все цвета радуги - статья часть четверти длины парижского географического меридиана. В течение 5 лет Ж. Деламбр и П. Мешен - наикрупнейшие спецы в области астрономии и геодезии - проводили скрупулезные измерения дуги меридиана от Дюнкерка до Барселоны.

В 1797 году расчеты были завершены, а спустя два года сделали 1-ый идеал метра - платиновую линейку, получившую заглавие "метр Иридий - Все цвета радуги - статья архива", либо "архивный метр" (по месту хранения). За единицу массы - килограмм - приняли массу 1-го кубического дециметра воды (при 4 °С), взятой из Сены. Образцом килограмма стала платиновая цилиндрическая гиря.

С возрастом, но, выяснилось, что естественные макеты этих стандартов - парижский меридиан и вода из Сены - не очень комфортны для проигрывания Иридий - Все цвета радуги - статья, ну и к тому же не отличаются примерным всепостоянством. Такие "грехи" ученые-метрологи сочли непростительными. В 1872 году Интернациональная метрическая комиссия решила отрешиться от услуг природного макета длины: эту почетную роль доверили "архивному метру", по виду и подобию которого сделали 31 идеал в виде брусков, но уже не из незапятанной платины, а из сплава Иридий - Все цвета радуги - статья ее с иридием (10%). Через 17 лет подобная участь поняла и воду из Сены: макетом килограмма была утверждена гиря, выполненная из такого же платиноиридиевого сплава, а международными образцами стали 40 ее четких копий.

Иридий не случаем оказался союзником платины в эталонном сплаве. Требования к этому материалу очень высоки: он должен Иридий - Все цвета радуги - статья владеть необыкновенно большой прочностью и твердостью, быть тугоплавким и износоустойчивым, не знать ужаса перед коррозией и совсем не реагировать на конфигурации температуры. Сама платина не может сдать на "отлично" все эти экзамены, а вот ее сплав с иридием искрометно выдерживает тяжелое испытание уже в течение столетия. Правда, за этот период времени Иридий - Все цвета радуги - статья "архивный метр" обязан был уйти в отставку (в 1960 году образцом метра стала длина, равная 1650763,73 длины волны оранжевого излучения атома изотопа криптона-86), но самый главный в мире килограмм как и раньше остается в строю.

Служба мер и весов - никак не единственное занятие платиноиридиевых сплавов. Из их делают жаростойкие тигли, которые Иридий - Все цвета радуги - статья безболезненно переносят сильный нагрев в брутальных средах; в таких тиглях, а именно, выращивают кристаллы для лазерной техники. С уважением относятся к этим сплавам и ювелиры: они охотно изготовляют из их прекрасные изделия, всегда пользующиеся огромным спросом.

Детали хим аппаратуры и точнейших устройств, электроконтакты, хирургические инструменты, пружины, лабораторная посуда Иридий - Все цвета радуги - статья - вот далековато не полный послужной перечень сплавов платины с иридием.

Пару лет вспять этим сплавам предложили новейшую ответственную роль: из их были сделаны зажимы электродов электронных стимуляторов сердечной деятельности. Электроды вживляются в сердечко человека, страдающего стенокардией; в теле хворого находится и крошечный приемник, присоединенный к электродам и генератору с кольцевой Иридий - Все цвета радуги - статья антенной, фиксируемой на теле рядом с приемником (генератор же может размещаться, к примеру, в кармашке костюмчика). Как начинается приступ стенокардии, нездоровой включает генератор. Поступающие при всем этом в кольцевую антенну импульсы передаются в приемник, из него - на электроды, а потом через платиноиридиевые зажимы - на нервишки, которые принуждают сердечко Иридий - Все цвета радуги - статья работать активнее.

Многие ценные характеристики присущи и сплавам иридия с другими металлами. Обширно известен природный сплав осмия и иридия - осмиридий (тщательно о нем поведано в очерке об осмии "Обида великодушного металла"). Малозначительные добавки иридия к вольфраму и молибдену позволяют им сохранять крепкость при больших температурах. Титан и хром без сторонней Иридий - Все цвета радуги - статья помощи снискали для себя репутацию стойких бойцов с кислотами, но иридий смог повысить и без того высочайшие их антикислотные "личные рекорды".

Может быть, у читателя сложилось воспоминание, что иридий удачно выступает только как "соучастник" больших дел. Совершенно нет: ему по плечу и хорошие "сольные номера". У Иридий - Все цвета радуги - статья этого серебристо-белого металла не только лишь приятная наружность, да и красивые физические данные. Он обладает значимой твердостью и прочностью, стойко сопротивляется высочайшим температурам, износу и другим небезопасным воздействиям. Его соответствующая черта-очень большая плотность (22,4 г/см3). Тут он уступает только собственному наиблежайшему соседу-осмию. Совместно с другими членами Иридий - Все цвета радуги - статья семейства платины иридий относится к великодушным металлам. Настолько авторитетное происхождение обеспечивает ему независящее положение в обществе всех кислот, которые не способен подействовать на него ни при обыкновенной, ни при завышенной температурах. Даже встреча с таковой каверзной и едкой особенной, как королевская водка, проходит для иридия безо всяких следов, не оставляя Иридий - Все цвета радуги - статья никаких грустных мемуаров. К огорчению, этого не скажешь о расплавленных щелочах и перекиси натрия - им иридий противостоять не способен.

Бесспорное достоинство иридия - его способность фактически вечно сохранять свои ценные характеристики, вроде бы ни изменялись окружающие условия. Если б не высочайшая цена (он дороже самой платины!), перед ним могли быть распахнуты двери Иридий - Все цвета радуги - статья во многие сферы научной и инженерной деятельности человека. Пока же такая роскошь ученым и конструкторам нередко не по кармашку, и потому иридий работает сейчас только там, где он фактически незаменим. Так, из этого металла изготовляют лабораторные тигли для проведения опытов с суровым фтором и его брутальными соединениями. Из иридия Иридий - Все цвета радуги - статья делают также мундштуки для выдувания тугоплавкого стекла. Для измерения больших температур (2000- 2300 °С) сконструирована термопара, электроды которой выполнены из иридия и его сплава с рутением либо родием. Пока таковой термопарой пользуются только в научных целях, а на пути внедрения ее в индустрия стоит все тот же барьер Иридий - Все цвета радуги - статья - высочайшая цена.

Очень перспективны крепкие и износоустойчивые иридиевые покрытия. Сейчас их используют пореже, чем, скажем, платиновые, палладиевые, родиевые. Это разъясняется, пожалуй, сначала технологическими трудностями, возникающими при нанесении иридия на другие металлы. Иридиевое покрытие можно получить электролитическим методом из расплавленных цианидов калия и натрия при 600 °С.

Несколько проще другой способ-плакирование Иридий - Все цвета радуги - статья. В данном случае на тот либо другой металл накладывают узкий слой иридия, а потом образовавшийся "бутерброд" попадает под жаркий пресс, в итоге чего покрытие крепко прилипает к основному металлу. Схожим методом изготовляют и иридированную проволоку: на заготовку из вольфрама либо молибдена надевают "рубаху" - иридиевую трубку и жаркой ковкой Иридий - Все цвета радуги - статья с следующим волочением получают биметаллическую проволоку подходящей толщины. Такая проволока служит для производства управляющих сеток в электрических лампах.

Разработан и хим метод нанесения иридиевых покрытий на металлы и керамику. При всем этом на поверхность изделия наносят раствор всеохватывающей соли иридия, к примеру с оксибензолом либо другим органическим соединением, и Иридий - Все цвета радуги - статья в контролируемой атмосфере нагревают изделие до 350 - 400 °С: органическое вещество улетучивается, а слой иридия остается.

В чистом виде или в союзе с другими металлами иридий находит применение в хим индустрии: иридиево-никелевые катализаторы помогают получать пропилен из ацетилена и метана; платиновые катализаторы, в состав которых заходит иридий, ускоряют реакцию образования оксидов Иридий - Все цвета радуги - статья азота в процессе получения азотной кислоты.

Очень красивы и многообразны по цвету соли иридия. Практической полезности эта краса пока не приносит, но зато конкретно ей элемент должен своим заглавием. В 1804 году британский химик Смитсон Теннант, исследуя темный порошок, остающийся после растворения самородной платины в королевской водке, открыл в Иридий - Все цвета радуги - статья нем два новых элемента. Соли 1-го из их были покрашены практически во все цвета радуги.

Теннанту не пришлось длительно разламывать голову в поисках подходящего для него имени: элемент был назван иридием, потому что по-гречески "ириоэйдес" - радужный.

Судьбы платиновых металлов переплелись так тесновато, что рассказ об одном из их немыслим без Иридий - Все цвета радуги - статья упоминания о других. В 1840 году доктор Казанского института К.К. Клаус заинтересовался неуввязками переработки уральской платиновой руды. По его просьбе петербургский Монетный двор прислал ему пробы платиновых остатков - нерастворимого осадка, образующегося после обработки сырой платины королевской водкой. "При самом начале работы, - писал позже ученый, - я был удивлен богатством моего Иридий - Все цвета радуги - статья остатка, ибо извлек из него, не считая 10% платины, большое количество иридия, родия, осмия, несколько палладия и смесь разных металлов особого содержания..."

Если в 1-ое время Клаус ставил впереди себя только чисто практическую цель - отыскать метод переработки остатков платиновой руды в платину, то уже скоро эти исследования заполучили Иридий - Все цвета радуги - статья более глубочайший научный нрав и вполне захватили ученого. "Два полных года, - вспоминал Клаус, - я кряхтел над этим с ранешнего утра до поздней ночи, жил исключительно в лаборатории, там обедал и пил чай, и при всем этом стал страшным эмпириком".

Последнее утверждение имело полностью определенный смысл: по словам А.М Иридий - Все цвета радуги - статья. Бутлерова - ученика Клауса, тот "имел привычку... при растворении платиновых руд в королевской водке мешать жидкость прямо всеми пятью пальцами и определял крепость непрореагировавших кислот на вкус".

Вобщем, это было характерно не только лишь Клаусу, да и другим химикам старенькой школы, которые, получив какое-либо вещество, всегда "дегустировали" его (до середины XIX Иридий - Все цвета радуги - статья века при описании параметров вещества нужно было указать и его вкус), подвергая себя большой угрозы: так, известный шведский ученый Карл Шееле умер, распробовав на вкус полученную им безводную синильную кислоту.

Труды Клауса увенчались фуррором: метод переработки платиновых остатков был найден, и сейчас ученому предстояло ехать в Петербург, чтоб сказать об Иридий - Все цвета радуги - статья этом министру денег Е. Ф. Канкрину, заинтересованному в успешном решении препядствия. Для поездки в столицу Клаус обязан был занять 90 рублей у 1-го из собственных друзей (возвратить долг ученый сумел только спустя пару лет, когда заполучил всемирную известность). По приезде в Петербург Клаус был уже через два денька принят Иридий - Все цвета радуги - статья министром и достигнул от него санкции на получение нужных для продолжения исследовательских работ материалов. Ему были выданы 1/2 фунта платиновых остатков и 1/4 фунта сырой платины.

Возвратившись в Казань, ученый вновь с головой погрузился в работу, которая длилась много лет и отдала блестящие результаты. Важным из их стало открытие в 1844 году Иридий - Все цвета радуги - статья неведомого ранее хим элемента - последнего "российского члена платинового семейства".

"Уже при первой работе, - писал Клаус, - я увидел присутствие нового тела, но поначалу не отыскал метода отделения его от примесей. Более целого года трудился я над этим предметом, но в конце концов открыл легкий и верный метод добывания его в чистом Иридий - Все цвета радуги - статья состоянии. Этот новый металл, который назван мною рутением в честь нашего отечества (от латинского наименования Рф - С. В.), принадлежит вне сомнения к телам очень любознательным".

Но открытие Клауса не сходу получило признание. 1-ые пробы соединений нового элемента ученый послал в Стокгольм Й.Я. Берцелиусу, пользовавшемуся не малым авторитетом у Иридий - Все цвета радуги - статья всех химиков. Каково же было разочарование Клауса, когда он вызнал, что, по воззрению этого маститого ученого, присланное ему вещество не содержит новый элемент, а представляет собой плохо очищенное соединение иридия.

Убежденный в собственной правоте Клаус опять и опять проводил опыты, запамятывая иногда об простых мерах защиты. Правда, спустя Иридий - Все цвета радуги - статья пару лет ученый предупреждал собственных коллег: "При работе с осмиевым иридием нужно остерегаться от паров осмиевой кислоты. Это очень летучее вещество принадлежит к самым вредным телам и действует в большей степени на легкие и на глаза, производя сильные воспаления.

Я много вытерпел от нее". Очень велико было желание Клауса Иридий - Все цвета радуги - статья уверить научный мир в том, что вправду открыт новый элемент, и он, в конце концов, смог это сделать. Препараты соединений рутения снова были посланы Берцелиусу, и тот, проведя кропотливые исследования, сообразил, что до этого ошибался в собственных выводах.

"Примите мои искренние поздравления с потрясающими открытиями и роскошной их Иридий - Все цвета радуги - статья обработкой, - писал он Клаусу, - благодаря им Ваше имя будет неизгладимо начертано в истории химии".

Итогом напряженной работы Клауса стал размещенный в 1845 году труд "Хим исследование остатков уральской платиновой руды и металла рутения", в каком в первый раз были всесторонне описаны и характеристики иридия, при этом сам Клаус отмечал, что Иридий - Все цвета радуги - статья иридием он занимался больше, чем другими металлами платиновой группы. Советы ученого стали научной базой для сотворения технологии получения иридия и других платиноидов. В наше время незапятнанный иридий выделяют из самородного осмиридия и из остатков платиновых руд, но до этого из их, действуя разными реагентами, извлекают платину, осмий, палладий и Иридий - Все цвета радуги - статья рутений и только после чего наступает очередь иридия. Приобретенный при всем этом порошок или прессуют в полуфабрикаты и сплавляют, или переплавляют в электронных печах в атмосфере аргона. При обыкновенной температуре иридий хрупок и не поддается никакой обработке, но в жарком состоянии он более "сговорчив" и позволяет себя ковать.

Природа бедна Иридий - Все цвета радуги - статья иридием: земные припасы его не превосходят миллионных толикой процента. Во всех странах мира за год делается менее тонны этого металла. Но энтузиазм ученых к нему не слабеет. Все новые и новые области внедрения находят, а именно, радиоактивные изотопы иридия. Так, не так давно спецы центра атомных исследовательских Иридий - Все цвета радуги - статья работ в Кадараше (Франция) разработали гамматрон - проницательный прибор, позволяющий бдительно смотреть за состоянием мостов, плотин и других сооружений из железобетона: под действием гамма-лучей радиоактивного иридия-192 на стеклянной пластинке, покрытой светочувствительным слоем, возникает точное изображение "внутренностей" контролируемых узлов и деталей. При помощи схожих дефектоскопов инспектируют качество изделий из металла и Иридий - Все цвета радуги - статья сварных швов: на фотопленке фиксируются все пустоты, непроваренные места и посторонние включения. В доменном производстве компактные контейнеры с этим же изотопом иридия служат для контроля уровня материалов в печи.

Так как часть испускаемых гамма-лучей поглощается шихтой, по степени ослабления потока можно довольно точно найти, какое расстояние лучам пришлось "пробираться" через Иридий - Все цвета радуги - статья шихту, т.е. узнать ее уровень.

Кстати, об изотопах. Кроме уже известного вам иридия-192, имеется еще 14 радиоактивных изотопов этого элемента с массовыми числами от 182 до 198. У самого томного изотопа - самая маленькая жизнь: его период полураспада меньше минутки. Интересно, что период полураспада иридия-183 - ровно час. Размеренных же Иридий - Все цвета радуги - статья изотопов у элемента всего два - иридий-191 и иридий-193. На долю более "веского" из их в природной консистенции приходится приблизительно 62% атомов.

С изотопом иридия связано открытие так именуемого эффекта Мёссбауэра, на котором основаны поразительно четкие способы измерения малых величин и слабеньких явлений, обширно используемые в физике, химии, биологии, геологии. Этот Иридий - Все цвета радуги - статья эффект (либо, выражаясь строго научно, резонансное ядерное поглощение гамма-квантов в жестких телах без отдачи) был найден юным физиком из ФРГ Рудольфом Мёссбауэром в 1958 году.

За пару лет ранее, когда учеба в Высшем техническом училище в Мюнхене подходила к концу, он стал подыскивать тему для дипломной работы. Один из Иридий - Все цвета радуги - статья профессоров разлюбезно предложил студенту длиннющий список тем. Как вспоминает сам Мёссбауэр, ни одна из их не пришлась ему по вкусу, не считая последней (кстати, тринадцатой по счету), главное достоинство которой, по воззрению грядущего физика, заключалось в том, что он не имел о ней ни мельчайшего представления. Речь шла о Иридий - Все цвета радуги - статья резонансном поглощении гамма-квантов атомными ядрами. "Самым основным, - вспоминает физик, - было то, что меня ткнули носом в это дело".

И "это дело" пошло на лад. Поначалу был защищен диплом, спустя два года пришел черед диссертации, а еще через год состоялось открытие. Работая в Гейдельберге, в Институте мед исследовательских работ имени Макса Иридий - Все цвета радуги - статья Планка, ученый продолжал заниматься резонансным поглощением. Особым счетчиком он определял число гамма-квантов, прошедших через железный иридий, поточнее, через один из его изотопов; источниками этих гамма-квантов были возбужденные атомные ядра такого же самого изотопа. Ядра, пребывающие в обыкновенном состоянии, могут также "возбудиться", но для этого они должны, поглотив Иридий - Все цвета радуги - статья гамма-квант, получить такое количество энергии, которое в точности соответствует разности меж энергиями ядра в возбужденном и основном состояниях (это поглощение и именуется резонансным). Обычно же энергия гамма-квантов оказывается чуток меньше, чем необходимо, потому что часть ее пропадает при испускании на отдачу испускающего ядра (нечто схожее Иридий - Все цвета радуги - статья происходит, к примеру, при выстреле из пушки либо ружья).

Чтоб убрать некие побочные процессы, способные исказить результаты опытов, Мёссбауэр решил охладить иридий до температуры водянистого азота. При всем этом он считал, что из-за уменьшения скорости движения ядер резонансное поглощение уменьшится, а число прошедших через иридий гамма-квантов соответственно вырастет (такого же Иридий - Все цвета радуги - статья представления придерживались и другие физики). К удивлению экспериментатора все оказалось напротив. В чем все-таки причина?

Ученый делает вывод: в жестких телах при довольно низкой температуре отдачу принимает не отдельное ядро, а все вещество в целом, и потому энергопотери на отдачу исчезающе малы, т. е. энергия Иридий - Все цвета радуги - статья гамма-кванта точно равна разности энергии ядра в возбужденном и основном состояниях. Это открытие было признано одним из более принципиальных научных событий нашего времени (в 1961 году Мёссбауэр удостоен Нобелевской премии).

Сейчас эффект Мёссбауэра найден уже на нескольких 10-ках частей, но история науки навечно связала открытие этого важного физического явления Иридий - Все цвета радуги - статья с героем нашего рассказа - иридием.


inzhenerno-tehnicheskie-sistemi-i-oborudovanie.html
inzhenernoe-obespechenie-bezopasnih-uslovij-truda.html
inzhenernoe-oborudovanie-vnutrennego.html