Люди гибнут за металл?

«Золотце мое» – до сих пор говорят бабушки внукам. Вот как глубоко вошло в народное сознание достоинство этого металла! Именно его люди воспринимали (и отчасти воспринимают до сих пор) как синоним слова «деньги». («Все мое, сказало злато».) Между тем у него были и конкуренты – археологические раскопки показывают, что всякие другие металлы – железо, медь, бронза – в отдельные моменты пытались играть роль товарного эквивалента, причем часто в форме инструментов быта и войны – ножи, топоры, мечи, лопаты, кирки…

Были и куда более поздние попытки свергнуть короля – например, на парижской выставке 1855 года впервые широкой публике был представлен алюминий, и какое-то время казалось, что он может стать заменой драгоценным металлам. Наполеон III одно время настаивал на том, чтобы самым почетным гостям подавали еду именно на алюминиевой посуде, таким это считалось шиком…
Но потом быстро выяснилось, что алюминий обладает одним, но роковым недостатком – его слишком легко произвести в довольно большом количестве. Читать далее «Люди гибнут за металл?»

Li. Загадковий та важливий №3

Літій

Напевно, кожен предмет, явище, відкриття має свого винахідника, «батька». У випадку з такою речовиною, як літій, можна сказати, що у нього є не лише «батько», але і «дідусь» і навіть «прадідусь».

Починається історія літію в кінці вісімнадцятого століття, коли Бразільський учений і мінералог Хосе Боніфацио де Андрада Сильва, здійснюючи наукову подорож по Європі, виявив на копальні Уто в Швеції поблизу Стокгольма два нові мінерали, які він назвав петалітом і сподуменом.
Учений почав вивчати нові мінерали і зіткнувся із загадкою, яку так і не зміг вирішити, — маса відомих елементів виявилася менше маси мінералу! У 1817 році шведський хімік Август Арфведсон провів довгий і ретельний аналіз петаліта. Досить швидко Арфведсон встановив, що на долю трьох вельми поширених елементів – кремнію, алюмінію і кисню – доводиться 96% ваги мінералу. А де ж ще 4%? Після довгих роздумів учений прийшов до виводу, що в мінералі є якийсь лужний метал. На той момент були відомі лише дві подібні речовини – калій і натрій. А оскільки одна з солей нового металу розчинялася у воді в шість разів краще, ніж солі два вищеназваних, Арфведсон, вирішив, що відкрив новий елемент.
Назва для нового металу також була підібрана без довгих коливань. Знахідка була зроблена в каменях, тому вчитель Арфведсона, знаменитий Берцеліус, запропонував назвати її «літій» (від грецького  (Lithos) — камінь). Назва збереглася до наших часів, лише трохи видозмінившись. До цього дня в більшості європейських мов, як і в латині, елемент, що має в періодичній системі Менделєєва атомний номер 3, називається Lithium.
Берцеліус Арфведсон так і не зміг виділити із знайденого їм елементу вільний метал. Його справу, зрозуміло, підхопили колеги. У 1818 році німецький хімік Леопольд Гмелін встановив, що за допомогою солей літію безбарвне полум’я забарвлюється в карміново-червоний колір. Трохи пізніше з’ясувалося, що цей елемент є і в морській воді.
Ну а металевий літій вперше отримав видатний англійський учений Гемфрі Деві в 1818 році електролізом розплавленого гідроксиду літію. Отриманий метал мав сріблисто-білий колір, був м’яким, пластичним і по-своєму унікальним. Літій був і залишається найлегшим зі всіх відомих металів – його щільність майже в 2 рази менше щільності води, в 5 разів – алюмінію, в 15 – залоза і в 20 – свинцю.
Лише через 37 років, в 1855 році, метал літій був отриманий у великих кількостях. Ця знахідка – справа рук німецького хіміка Роберта Бунзена і англійця Августа Матіссена, причому зробили вони свої відкриття окремо один від одного. За прикладом Деві, літій вони отримували шляхом електролізу, лише електролітом в їх дослідах служив вже хлорид літію. У наш час даний метод як і раніше залишається головним промисловим способом здобуття елементу №3.
Родовища і вживання літію на сучасному світі Що стосується родовищ літію, то його промислові запаси можна знайти на всіх континентах нашої планети. Найважливіші з них знаходяться в Австралії, Бразилії, Іспанії, Канаді, Росії, США, Швеції, а також в країнах Південної Африки.
Варто виділити 3 очолюючих компанії, яка контролює майже весь видобуток мінералів літію в світі, – Sons of Gwalia (Австралія), Tanco (Канада) і Bikita Minerals (Зімбабве).
Мінерали літію зажадалися в самих різних галузях виробництва. Зразковий їх вжиток можна розподілити так:
— виробництво вогнетривких виробів – 25%
— виробництво скла – 20%
— виробництво керамічних виробів і глазурі – 20%
— хімічна промисловість – 12%
— металургійна промисловість – 10%
— виробництво скловолокна – 5%
— інші галузі – 8%
Прийнято вважати, що грунтовний поштовх промисловому освоєнню літію дала Перша Світова війна. В ті роки Німеччини катастрофічно не вистачало олова, яке є важливим компонентом антифрикційних сплавів, – сплавів, які призначені для підвищення довговічності поверхонь машин і механізмів, що труться.
Оскільки власних джерел олова в країни немає, німецькі учені довго сушили голову, чим його можна замінити. Вихід був знайдений за допомогою так званого «бана-металу» — сплаву свинцю з літієм, який виявився прекрасним антифрикційним матеріалом.
З тих пір літій зайняв своє тверде місце в металургії як елемент багатьох промислових сплавів. Було також встановлено, що літій покращує і властивості сталей — зменшує розміри «зерен», підвищує міцність. Але оскільки літій практично не розчиняється в залозі і, до того ж, закипає при температурі 1317°c, його широке вживання у виробництві сталей не представляється можливим.
В даний час відомо немало сплавів літію з різними металами. Але пріоритетним напрямом є розробка перспективного сплаву літію з іншим легковагим металом — магнієм.  У чому цінність і перспектива даного сплаву? У його унікальних конструкційних властивостях: якщо в такому сплаві міститиметься не більше 50% магнію, то він буде легко води! Також вченими давно розглядається варіант використання літію як компонент твердого ракетного палива.
Одна з найважливіших сфер застосування літію — це виробництво хімічних джерел струму. Літієві батареї і акумулятори мають одні з найвищих енергетичних показників (наприклад електричну ємкість на одиницю маси) і в даний час використовуються в большистве портативних електронних приладів.
А що ми маємо в перспективі вжитки металевого літію? Аналітики підтверджують зростання попиту на первинні літієві елементи (і на літій металевий в цілому), але, в той же час, відзначають зниження загального вжитку металу відносно літієвих солей.
Лаконічно і ємко визначає значущість літію в сучасній промисловості фраза з «Короткої хімічної енциклопедії»: «За значимістю в сучасній техніці літій є одним з найважливіших рідких елементів».

Антон Биков
15 лютого 2012