Помоги проекту - поделись книгой:
МЕТАЛЛ ВЕКА
ВМЕСТО ПРЕДИСЛОВИЯ
Стремительно развивается научно-технический прогресс в наш бурный век. И многим своим завоеваниям обязан он тем, что люди научились получать великолепные конструкционные материалы, среди которых одно из первых мест занимает титан.
Первыми металлами, которые стали использовать люди, были золото, серебро и медь. Эти материалы встречаются в самородном состоянии и отличаются своим внешним видом от обычных камней. Из них сразу же, без обработки, можно делать вещи. Но заменить кремень или нефрит они не могли, так как были слишком мягкими для того, чтобы из них можно было сделать нож, топор и молот. К тому же самородки встречаются очень редко. Поэтому из металлов сначала изготовляли только украшения и предметы домашнего обихода.
Потом, очевидно, люди заметили, что если в костер случайно попадали хрупкие зеленые камни (медный колчедан), то они превращались в медь. И тогда наши предки стали искать зеленые камни и намеренно класть в костер, чтобы получить больше меди.
Так, по всей вероятности, родилась металлургия — искусство извлечения металлов из руд. Произошло это около шести тысяч лет назад. Вскоре люди научились выплавлять серебро, олово, свинец.
Хотя добывать медь было сравнительно легко и она хорошо обрабатывалась, изделия из нее для работы не годились — меди недоставало твердости. А твердость имела решающее значение. Сплав меди с оловом — бронза — оказался тверже, прочнее, чем каждый из этих металлов в отдельности. И бронза пришла на смену камню. Наступил бронзовый век. Он продолжался около двух тысячелетий.
Во втором тысячелетии до нашей эры открыли способ извлечения железа из руды, и сначала в странах Древнего Востока, а затем и в других наступает последний период первобытной эпохи — железный век.
Обладая полезными свойствами, железо вместе с тем было недорогим металлом, что выгодно отличало его от меди и бронзы. Неудивительно, что сравнительно быстро железо сделалось главным материалом в военной технике того времени, общественном производстве, в быту. Железные орудия труда намного ускоряли и облегчали расчистку лесов под пашни, способствовали развитию полеводства и различных ремесел.
Однако дерево и камень долго не уступали места металлам. Еще двести лет тому назад они безраздельно господствовали в строительстве, из дерева в основном строили суда. Только с развитием крупного машинного производства металлы становятся важнейшими конструкционными материалами, без которых немыслимы современная жизнь и культура.
Вплоть до XVIII века людям были знакомы лишь семь металлов: золото, серебро, медь, олово, железо, свинец и ртуть. Но затем начинается бурный расцвет химии и металлургии. Развитие металлургии идет параллельно с развитием техники, промышленного производства. Появляются все новые виды стали и чугуна, цинк, никель, хром, целая группа драгоценных и тугоплавких металлов. Благодаря развитию электротехники своеобразную "эпоху возрождения” переживает медь.
Значение металлов в человеческом обществе все более возрастает. Переворот в технике происходит с интенсивным развитием алюминиевой и магниевой промышленности. В последние десятилетия человечество получило в свое распоряжение группы редких металлов. И вот уже в наши дни, в самые последние годы на авансцену истории "поднимается” новый промышленный металл — титан.
Титан — распространенное многозначное слово. С детства наслышаны мы о титанах — легендарных героях-гигантах, один из которых, по имени Прометей, подарил людям огонь, научил их ремеслам и жестоко поплатился за это.
Титанами называют людей, обладающих колоссальной творческой энергией, подвижников, борцов. Получил имя Титан и самый большой спутник планеты Сатурн. Но чаще всего, пожалуй, словом ”титан" называют большой кипятильник.
И, может быть, не все знают, что есть еще одно значение слова ”титан” — химический элемент, металл и что в этом значении слово с каждым годом становится все более распространенным. Это говорит о том, что растет популярность и самого металла, расширяется его применение в народном хозяйстве.
Титан с большим правом, чем алюминий, можно назвать металлом нашего века, точнее — второй его половины, так как этот новый конструкционный материал впервые стали производить и использовать только в пятидесятые годы. Впрочем, титан называют металлом XX века. И как много значений у слова "титан”, так много эпитетов и наименований у самого металла. "Вечный”, "парадоксальный”, "металл сверхзвуковых скоростей”, ”металл будущего” — вот только некоторые из них.
Почему же столько имен у титана? Отчего только совсем недавно стали использовать материал, открытый еще в XVIII веке? Что он собой представляет, каковы его свойства, как его получают и где применяют? Об этом и рассказывает книга.
Часть I. ИСТОРИЯ ТИТАНА
Глава 1. ОТКРЫТИЕ ЭЛЕМЕНТА
ХОББИ СВЯЩЕННИКА
Семь металлов древности, а также сера и углерод — вот и все элементы, с которыми человечество познакомилось за многие тысячелетия своего существования вплоть до XIII века нашей эры. Восемь веков назад начался период алхимии. Он продолжался пятьсот лет, и за эти пять веков в качестве побочных продуктов алхимических поисков и при переработке руд металлургами было выделено еще пять химических элементов: мышьяк, сурьма, цинк, висмут, фосфор. В первой половине XVIII века были открыты платина, кобальт и никель. Таким образом, еще двести с небольшим лет назад людям были известны всего 17 химических элементов.
Со второй половины XVIII века начала формироваться современная химия. На смену алхимикам, пытавшимся искусственно получить золото, пришли химики-аналитики. Многовековой застой в химии кончился. За несколько десятилетий были исследованы сотни ранее неизвестных соединений, открыты многие химические элементы. Поисками новых веществ занимались не только ученые-химики, но и многочисленные любители. Одним из таких любителей был английский священник Уильям Грегор.
Грегор родился в 1762 году в графстве Корнуэлл, окончил полный курс Оксфордского университета и, будучи еще студентом, обращал на себя внимание незаурядными и разносторонними способностями. Молодой человек увлекался музыкой и литературой, живописью и математикой. Но самым серьезным его увлечением была минералогия. В 1783 году он стал бакалавром искусств, а еще через шесть лет получил ученую степень магистра.
Внешне жизнь его нисколько не была выдающейся и если бы не занятия минералогией, никто бы сейчас и не помнил, что жил когда-то на свете такой человек.
В своих записках об открытиях и свойствах новых минералов, о их химических свойствах выдающийся шведский ученый
Якоб Берцелиус неоднократно упоминал Грегора, называя его ^знаменитым минералогом”. Но был ли Грегор по-настоящему знаменит? Да и был ли он минералогом в самом точном значении этого слова? Вряд ли можно ответить на эти вопросы утвердительно.
Конечно, у Грегора имелась неплохо оборудованная лаборатория, поиску и анализу минералов он отдавал много времени и энергии (он стал со временем одним из создателей Геологического общества Корнуэлла и активнейшим членом этой организации) , но все это было занятием для души, своеобразным видом отдыха, то есть тем, что мы называем сейчас словом ”хобби”. И вполне вероятно, что на этом поприще, во время досуга святой отец мог бы и не добиться успехов. Но ему повезло.
ЭТО НЕ ИЗВЕСТЬ!
Однажды, исследуя окрестности прихода, в долине Менакин Уильям Грегор нашел любопытный песок. Песок был черный, как антрацит, притягивался магнитом, между его черными крупицами находилось небольшое количество обычного песка — мелкого, грязно-белого.
Придя к себе в лабораторию, Грегор первым делом растворил пробу найденного песка в соляной кислоте и тогда стало ясно, почему крупицы притягивались магнитом: они почти наполовину состояли из соединений железа. Остаток пробы Грегор поместил в серную кислоту и все вещество, кроме незначительного количества кремнезема, растворилось. Нагревание раствора привело к образованию мутноватой, напоминающей молоко суспензии, которая не стала прозрачной и после добавления значительного количества кислоты. После упаривания раствора на дне сосуда остался белый порошок.
Поначалу Грегор решил, что это особый вид извести. Но, оказалось, это была не известь. Порошок, подвергавшийся прокаливанию, желтел, а если при этом добавляли активированный древесный уголь, то он приобретал голубой цвет. Исследования порошка привели Грегора к выводу, что это соединение представляет собой оксид неизвестного металла.
У молодого священника был приятель, некто Хавкинс, занимавшийся минералогией профессионально. Грегор и сообщил ему о своем открытии. Хавкинс, ознакомившись с материала
-ми опытов, подтвердил, что Уильяму Грегору действительно удалось открыть новый химический элемент, и посоветовал передать в "Физический журнал” статью о результатах анализа темного магнитного железняка. Грегор так и сделал. И его сообщение вскоре увидело свет. Было это в 1791 году.
Минерал, обнаруженный Грегором, по имени местности, где он впервые был найден, вскоре назвали менаканитом, а белый оксид нового элемента получил название — менакин. Не получил имени только новый металл.
МЕТАЛЛ ОБРЕТАЕТ ИМЯ
Известный немецкий химик, член Берлинской Академии наук Мартин Генрих Клапрот познакомился со статьей Грегора в том же 1791 году. Публикация не произвела на него особого впечатления. Новый металл? Что же в этом особенного? Тогда новые элементы открывали один за другим едва ли не каждый год. Правда, нередко случалось, что открытия на поверку оказывались мнимыми, но многие исследователи в самом деле обнаруживали новые вещества.
Сам Мартин Клапрот, например, двумя годами раньше открыл уран и цирконий, а незадолго до этого были открыты теллур, молибден, марганец, барий, вольфрам. В то время Клапрот не был еще иностранным почетным членом Академии наук в Петербурге и профессором Берлинского университета, однако уже был достаточно авторитетным ученым.
Клапрот был сторонником воззрений великого французского химика Антуана Лавуазье, внесшего большой вклад в химию как в науку, основанную на точных измерениях, начало которой положил Михаил Васильевич Ломоносов.
Руководствуясь законом сохранения массы, открытым Ломоносовым, Лавуазье впервые правильно объяснил явление горения как процесс соединения вещества с кислородом и целым рядом работ опроверг ошибочную теорию флогистона.
Как и у каждого незаурядного человека, у Лавуазье было много противников и немало сторонников. Положения французского химика поддержали многие ученые в разных странах, в том числе и Мартин Клапрот, способствовавший распространению этих воззрений в Германии.
Но, разделяя взгляды великого химика на процессы превращений веществ, Клапрот в корне не соглашался в проектом новой химической номенклатуры, предложенным Лавуазье и другими французскими химиками. Создатели номенклатуры предложили называть элементы, основываясь на свойствах веществ. Для большинства известных в то время элементов предложено было оставить прежние названия, только в наименованиях трех из них решено было отразить основные химические свойства.
Кислород был назван оксигеном (родящим воздух), водород — гидрогеном (родящим воду), а слово ”азот” означало ” безжизненность” газа. Но уже тогда было очевидно, что азот далеко не безжизненный элемент. А что можно было сказать о названиях, даваемых впервые открытым химическим элементам? Требовалось быть по меньшей мере пророком, чтобы предвосхитить основные их свойства и отразить в наименовании . . .
Принцип, предложенный французской химической школой, подвергся резкой и справедливой критике. Клапрот тоже критиковал этот принцип.
Проект новой химической номенклатуры был завершен в 1787 году, а когда два года спустя Клапрот открыл новые элементы, он дал им наименования, основанные на совершенно иных принципах, чем предлагали французские химики.
Один из открытых им элементов Клапрот назвал ураном, так как исследование этого металла почти совпало с открытием планеты Уран. По старой, идущей еще от алхимиков,традиции каждой из планет небесной сферы соответствовал определенный металл. Немецкий химик помнил об этой традиции и, не мудрствуя лукаво, последовал ей.
С цирконием дело обстояло иначе. На Цейлоне был давно известен как драгоценный камень минерал гиацинт. В XVIII веке гиацинту дали минералогическое название "циркон”. Обнаружив в этом камне соединение нового элемента, Клапрот назвал металл по имени минерала, в котором он был найден, то есть цирконием.
В 1795 году, анализируя минерал, известный в то время как "красный венгерский шерл”, Клапрот выделил из него оксид неизвестного элемента. Предстояло назвать новый металл. Клапрот по этому поводу писал следующее: ”Для вновь открываемого элемента трудно подобрать название, указывающее на его свойства, и я нахожу, что лучше всего подбирать такие названия, которые бы ничего не говорили о свойствах и не давали бы таким образом повода для превратных толкований. В связи с этим мне захотелось для данной металлической субстанции подобрать, так же, как и для Урана, имя из мифологии; поэтому я называю новый металлический осадок титаном — в честь древних обитателей земли”.
Догадываясь, что титан и элемент, обнаруженный Грегором, один и тот же металл, Клапрот провел сравнительный анализ красного венгерского шерла и менаканита. Из минерала, открытого английским священником, немецкий химик выделил точно такой же металлический белый оксид, какой недавно получил при анализе венгерского шерла. Плотности обоих веществ оказались одинаковыми, и Мартин Клапрот признал приоритет Уильяма Грегора в открытии нового элемента. Но "крестным отцом” титана все же был признан Клапрот.
Немецкий ученый назвал новый химический элемент титаном, как он полагал, временно. Но это название прижилось. Давно уже нет в помине ни "менакина", ни "менаканита”, ни "красного венгерского шерла”: все эти вещества носят другие названия. А имя ”титан” осталось. Красивое и величественное, оно уводит нас в древнегреческую мифологию.
ДЕТИ ЗЕМЛИ
. . . Все произошло из вечного источника жизни — безграничного Хаоса. Из Хаоса возникли и сама Земля — богиня Гея, и Тартар — подземная бездна, черная и ужасная. Из Хаоса же появилась и Любовь — Эрос, неодолимая, всепобеждающая. И когда родилась Любовь, начал* создаваться мир.
Богиня Гея родила Урана — огромное Небо, раскинувшееся над нею. Уран стал владыкой мира и Гею он взял себе в жены. Но дети у них рождались уродами. Сначала это были три великана. Пять-десять голов у каждого из них и сто рук.
Против Сторуких ничто на целом свете не могло устоять, сила их была безгранична. Затем произвела Гея на свет трех других великанов — Циклопов с одним глазом во лбу. Уран ненавидел своих детей и возвращал в лоно Земли-матери, чтобы не видеть. Это вызывало у Геи страдание, давило и мучило ее.
Но вот, наконец, родились титаны — боги, похожие на огромных людей. Эти божества были бессмертны, умели перевоплощаться и ведали всем на свете. Одни титаны летали над землей ветрами, поднимались бурями и гремели грозами, другие — высоко в небе сияли звездами, иные владели морями и реками, лугами и лесами, горами и долинами. Сколько их было— никто не знает.
Не было у титанов врагов, множилось их счастливое племя, не зная страданий. И все было бы хорошо, да уж очень мучилась мать-Земля, благодатная Гея. Не давали вздохнуть ей гиганты, заключенные в ее недрах. Призвала она детей своих, титанов, и повелела восстать против власти Урана. Но титаны не посмели поднять руку на отца. Только самый младший из них, любимец Геи, коварный Крон согласился исполнить материнскую
волю и хитростью низверг Урана. Сам же захватил власть и воцарился над миром.
Облегченно вздохнула Гея: вышли на свет Сторукие и Циклопы. Но как только увидел их Крон — испугался безудержной мощи гигантов, поручил Циклопам сковать адамантовые цепи. Циклопы выковали оковы и Крон надел эти цепи на самих кузнецов и на Сторуких и снова вверг их в бездну Тартара.
Предание гласит, что, когда к власти пришел Крон, наступил золотой век. Дети земли не знали ни страданий, ни огорчений. Во всей красе раскрылась присущая им моральная чистота. Титаны на редкость правдивы, верны своему слову, необыкновенно стойки. Хитрость — качество, о котором они даже не подозревают. Они уверены в своей могучей силе и всегда рассчитывают только на нее. Титаны не знают ни в чем предела, они как сама природа — такие же неистовые и безудержные. Если они любят — то навсегда, если борются — то до победы или полного изнеможения и даже гибели, а если страдают — то чашу страдания выпивают до дна.
Титанам чуждо коварство. Но не таков титан Крон. Хитростью пришел он к власти, жестокостью пытается удержаться на царском троне. Знает он, что свергнет его один из потомков, и поэтому заставляет жену свою, титаниду Рею, приносить ему каждого родившегося ребенка и проглатывает его. Так погубил он уже пятерых. Не хотела Рея потерять еще одно свое дитя. И поэтому, когда подошел ей срок разрешиться от бремени, удалилась она на остров Крит и там, в пещере, родила сына Зевса. В этой пещере Зевс остался расти, а Рея завернула в пеленки продолговатый камень и дала проглотить его Крону. Тот не заметил обмана.
Вырос могучий бог Зевс и восстал против жестокого отца. С помощью волшебного зелья освободил он своих братьев и сестер, томившихся в чреве у Крона, а затем, по совету Геи, вывел из Тартара подземных кузнецов — одноглазых Циклопов.
И в благодарность за освобождение те выковали ему грозный перун, мечущий громы и молнии, а также и оружие для братьев.
И разгорелась жестокая битва двух поколений богов. Титаны сражались за свою вольность, за независимость, а младшие боги — за власть над миром. Десять лет длилась эта борьба, но никому не удалось добиться победы. Тогда решился Зевс освободить Сторуких, перед силой которых не могло устоять ничто.
В горной Фессалии разыгрался решающий бой. Титаны стояли на отрогах Офридского хребта, а дети Крона укрепились на горе Олимпе. Огонь охватил землю, закипели моря и реки. Но титаны были несокрушимы и уже подступали к Олимпу. Вот кликнул Зевс сторуких чудовищ и вступили они в бой. Сторукие отрывали от гор целые скалы и бросали в титанов. Сотни рук у чудовищ и сотни скал бросали они. Застонала Земля, все заходило ходуном. Зевс пронзал титанов огненными стрелами молний.
И дрогну ли титаны. Уступили они силе, соединенной с лукавством. Гордость не позволяла им прибегнуть в бою к обману, к хитрости, наивная вера в собственную природную мощь как в силу, которая может победить без помощи оружия, подвела их. Правдивость и простота сослужили им плохую службу. Заковали олимпийские боги титанов и сбросили в Тар- тар — самую глубокую часть преисподней, а вокруг вечно бушуют вихри. Приставлены к побежденным титанам Сторукие, чтобы стеречь их как самых грозных и сильных узников.
Властвуют над миром боги-олимпийцы во главе с громовержцем Зевсом. Глубоко в черной бездне томятся титаны. Они бессмертны и потому осуждены вечно жить в подземелье. Но жизнь их похожа на небытие, так как от мира земного они навсегда отлучены.
Титаны же вод и неба покорились власти богов-олимпийцев и остались в своей стихии, чтобы исправно действовали светила, моря, реки и ветры, чтобы был в мире порядок.
Но борьба олимпийцев с титанами закончилась далеко не сразу. Многие из побежденных не покорились и время от времени выступали против Зевса и его приближенных, и долгие века Зевс и его сын Аполлон будут снова низвергать восставших в Тартар.
Некоторых титанов олимпийцы наказали иначе.
. . . Небо стоит на трех столпах, подножия которых уходят в преисполню. Восточный столп — Кавказ. Средний столп, на котором держится небо, — гора Этна, а на западе стоит столпом титан Атлант. Накрепко приросли к краю небес у Атланта руки и вросли в землю ноги. На веки вечные обречен он держать страшную тяжесть небесного свода. Так наказал его Зевс за попытку свергнуть власть олимпийцев.
За Атлантом находится крайняя грань земли, которую омывает мировая река — океан. По небесной дороге к океану спускается Солнце — титан Гелиос. Он выпрягает из своей колесницы коней, купает их, затем плывет вместе с ними в золотой лодке на восток, туда, где прикован к кавказской скале титан Прометей — непримиримый борец с произволом богов-олимпийцев, бесстрашный защитник людей. Это он похитил отнятый богами огонь и снова принес его людям, научил их зодчеству и медицине, мореплаванию и письму и многим другим искусствам. В наказание Зевс и велел приковать Прометея к скале, собственноручно пробил грудь титана копьем. Каждое утро к скале прилетает огромный орел и клюет печень титана, страдающего за людей и за правду. Каждую ночь вновь отрастает печень, а наутро снова вонзает свой клюв орел в живую плоть.
Так продолжалось тысячелетия, и все это время не сдавался титан, жестокие муки не сломили его несокрушимую волю, пока, наконец, непобедимый герой Геракл не убил хищную птицу и не освободил Прометея . . .
Вот что поведали миру древние греки о своих богах и героях. И с тех пор Прометей и другие титаны стали символом мужества, бесстрашия, исполинской мощи.
В их честь и назван металл, обладающий, как выяснилось впоследствии, богатырской прочностью и несокрушимой стойкостью. Имя, случайно данное элементу Клапротом, оказалось пророческим.
ТИТАН В ПРИРОДЕ
Титан входит в первую десятку самых распространенных элементов нашей планеты.
В пятнадцатикилометровой толще земной коры его более половины процента: почти все кристаллические горные породы, пески, глины и прочие составляющие поверхности нашей планеты содержат титан. Содержание титана в почвах (а речь может идти только о его соединениях, так как в свободном виде титана в природе нет) в различных районах земного шара колеблется от половины до полутора процентов. В землях Европы, к примеру, полпроцента титана, в землях Азии — вдвое больше. В основных почвенных зонах Европейской части СССР содержание титана колеблется от одной до трех четвертей процента. Больше всего титана в глинах, в суглинках его меньше и совсем немного в известковых почвах. Меньше всего титана в пахотных землях и в пустынях. Высокий процент титана обнаружили в глинистых грунтах Средиземноморских Альп, в окрестностях Дели, в почвах Бразилии. На острове Святой Елены, где провел свои последние годы Наполеон Бонапарт, количество титана в земле доходит до двух с половиной процента. Но никакие другие земли не могут соперничать с красноземами Западного Самоа, содержание титана в которых колеблется от восьми до двенадцати процентов!
Титан находят в вулканической пыли, в газах, выделяющихся из кратеров вулканов, в каменных материалах. В 1866 году с помощью метода спектрального анализа наличие титана обнаружено в атмосфере Солнца. Элемент этот находится на ближайшей к нам звезде в ионизированной форме. Линии, соответствующие титану, открыты в спектрах большинства звезд.
Но вернемся на Землю. Теми же методами спектрального анализа титан обнаружен в морской воде, в водах Дуная, в горячих ключах Японии и минеральных водах Испании, в каменном угле и в торфе, в сырой нефти и других веществах.
В различных лабораториях мира подвергают исследованиям сотни видов зерен, плодов, стеблей, деревьев, кустарников, определяя содержание в них микроэлементов. Во многих растениях есть титан, правда, его меньше, чем в почвах, на которых они растут. Титан в растениях исчисляется сотыми и тысячными долями процента. Впервые он был там обнаружен немецким химиком Адергольдом в 1852 году.
Довольно высокое содержание этого элемента характерно для листьев табака, для водорослей, сахарного тростника, лука. Из других культур наиболее богаты им бобовые и гречиха. А вот плоды какао совсем не имеют титана. Бедны титаном морковь, люцерна, картофель, земляной и лесной орехи. Но о кокосовом и грецком орехах этого сказать нельзя. Наличие титана отмечено в семенах хлопка, подсолнечника, в красном клевере, каштане, тыкве, кукурузе, а также в различных деревьях.
Титан в живых организмах впервые обнаружил английский химик Риз в 1835 году. Растения, как правило, концентрируют титан в больших количествах, чем животные, но многие организмы тоже содержат немало этого элемента. К ним в первую очередь необходимо отнести крабов, устриц, ракушек, целый ряд рыб и других обитателей морей.
Титан найден в тканях лошадей, овец, собак, кроликов, телят, причем больше всего титана содержится в легких, печени, волосяном покрове и в почках животных.
В организме взрослого человека находится около 20 миллиграммов титана. Особенно богаты этим элементом селезенка, надпочечники и щитовидная железа. Так как титана сравнительно много в почвах, то мы постоянно вдыхаем его вместе с обычной пылью и, по-видимому, именно этим обстоятельством объясняется тот факт, что у пожилых людей в легких чуть ли не в сто раз больше титана, чем у новорожденных, тогда как в других органах количество элемента постоянно и с возрастом не меняется.
До сих пор неизвестно, какую роль выполняет титан в человеческом организме, но степень его концентрации позволила советскому академику В.И. Вернадскому высказать предположение о том, что титан нужен для организма и выполняет какие-то определенные жизненно важные функции. Во всяком случае на сегодняшний день точно установлено, что титан безвреден для людей и животных.
В медицинской литературе описан случай, когда один человек, очевидно, желая покончить с собой и не найдя под рукой ничего более существенного, принял внутрь почти полкилограмма диоксида титана. Никаких серьезных последствий для организма эта лошадиная доза не вызвала.
Небольшое количество титана есть в костях и зубах человека, в материнском молоке. Японские ученые установили, что титан находится и в волосах, но только в светлых, так что, выходит, шатены, брюнеты и рыжие этим элементом "обделены”.
Обнаружено также, что титан — составная часть коровьего молока, куриных яиц и многих других пищевых продуктов.
Таким образом по распространенности в природе титан занимает среди металлов четвертое место (после алюминия, железа и магния). В земной коре он составляет 0,6 %, то есть втрое больше, чем медь, цинк, никель, ванадий, хром и марганец вместе взятые.
Глава 2. НА ВТОРЫХ РОЛЯХ
ОШИБКИ И ЗАБЛУЖДЕНИЯ
Первую ошибку в исследованиях свойств титана совершил Клапрот. Наблюдая реакцию взаимодействия диоксида титана с железосинеродистым калием, немецкий химик отметил, что при этом образуется осадок зеленого цвета, тогда как в действительности осадок был желто-коричневым. На это указал русский ученый Товий Егорович Ловиц, тщательно изучивший свойства соединений титана, которые находятся в титано-магнетитовых рудах. О своих исследованиях Ловиц рассказал в статье "Показание некоторых замечаний о титане”, опубликованной в химических анналах Крелля за 1799 год. Правда, ошибка Клапрота была не столь уже принципиальной. Дальше последовала целая цепь ошибок намного серьезнее, сменявших друг друга на протяжении более чем вековой истории.
В течение всего XIX века ученые разных стран безуспешно пытались получить металлический титан, который практически был бы свободен от примесей. В природе не существует титана в чистом виде и предстояло извлечь этот металл из его чрезвычайно прочных соединений. Задача была не из легких и многие авторитетные химики попадали впросак.
В 1822 году ошибся известный английский химик Волластон. Исследуя найденные в шлаке металлургического завода кристаллы, он пришел к выводу, что они представляют собой титан, свободный от примесей. Выдающийся шведский ученый Йенс Якоб Берцелиус присоединился к мнению Волластона. Это заблуждение просуществовало почти 30 лет, пока, наконец, немецкий химик Фридрих Вёлер, сжигая эти кристаллы в струе хлора, не доказал, что ”титан” Волластона представляет собой химическое соединение титана с азотом и углеродом. Впрочем, принять соединения титана за чистый металл было нетрудно: ведь они отливали металлическим блеском, отличались твердостью и тугоплавкостью. Но всем нитридам, карбидам и низшим оксидам титана присуща хрупкость, и хрупкость эту ошибочно приписывали самому элементу.
В 1825 году, восстанавливая фтортитанат калия, Берцелиус пытался получить свободный титан, но эта попытка не дала ожидаемых результатов: металл был загрязнен большим количеством примесей. На протяжении XIX века выделить элемент пробуют многие ученые из разных стран: Вёлер и Девиль, Мерц и Керн, Эбельман, Нильсон и Петерсон, Леви, Муассан и другие. Шведские химики Ларе Фредерик Нильсон и Отто Петерсон получили металл из четыреххлористого титана при помощи натрия в герметическом стальном сосуде. Титан шведских химиков содержал 5 процентов примесей.
Относительно чистый титан в прошлом веке был получен, по всей вероятности, французским химиком Анри Муассаном. Муассан восстанавливал диоксид титана древесным углем, представляющим собой почти чистый углерод. Реакция проходила в известковом тигле при очень высокой температуре. Извлеченный таким способом металл содержал 5 процентов углерода, а последующей очисткой удалось снизить количество примесей в два с половиной раза. Спустя много лет два музейных металлических образца титана, полученного Муассаном, подвергли химическому анализу. Выяснилось, что образцы снаружи были окружены как бы стенкой из железа и карбида титана, а внутри находился относительно чистый металлический титан.
В России опыты над соединениями титана проводил Дмитрий Кириллович Кириллов. Талантливый ученый был тяжело болен, но вынужден был тратить свои личные средства не на серьезное лечение, а на проведение сложных опытов над титановыми рудами, так как царское правительство денег на научные исследования ему не давало. Работе с титаном Кириллов уделял почти все свое время, остающееся после чтения лекций в Московском университете. Результаты своих экспериментов Дмитрий Кириллович опубликовал в брошюре "Исследования над титаном", увидевшей свет в 1875 году.
Но научный поиск Кириллова остался незамеченным. Полученные результаты не привлекли внимания, не послужили базой для дальнейших исследований, не стали отправной точкой для более совершенных опытов и уже через небольшой промежуток времени были забыты. Такое пренебрежение к отечественной науке, равнодушие к ее достижениям и судьбам незаурядных ее представителей были характерными для всего периода существования царского самодержавия.
Наступил XX век, а элемент титан так и не был выделен в свободном состоянии. И Дмитрий Иванович Менделеев, делая обзор элементов IV группы, в своем последнем прижизненном издании "Основ химии", вышедшем в 1906 году, говорил не о металлическом титане, а о четырех его минералах — рутиле, титанистом железняке-ильмените, сфене и перовските. Впрочем, и о соединениях титана в книге говорилось немного. Почему? Об этом сказано буквально следующее: ”Так как титан и цирконий довольно редки в природе, имеют мало практического применения и не представляют новых форм соединений, то мы над ними не можем подробно останавливаться в этом сочинении”.
НЕОПРАВДАННЫЕ НАДЕЖДЫ
Поделиться книгой: