Как связаны сливки с волками и лампочкой? Можно ли выпить царской водки? Окрашивают ли стекло драгоценными камнями? И зачем в авиастроении призывают духов? Ученые Пермского Политеха рассказали о материалах и химических соединениях с необычными названиями.
Почему лучше не жечь калоши?
Об этом рассказал Александр Долгих, ассистент кафедры химических технологий Пермского Политеха. Бензин «Калоша» или «Галоша» — это наименование товарных бензинов, начальная буква в словах идет из разных языков: «К» — из немецкого варианта, а «Г» — из французского. Само же название всем известной резиновой обуви пошло от слова «калашировать», то есть обрабатывать материал для придания ему мягкости и гибкости. Но каким образом это связано с бензином? Доподлинно неизвестно, возможно, причина в аналогии: как в калошах можно пройти в любую грязь, так и этот бензин проникает в любые материалы, являясь прекрасным растворителем.
Заправить автомобиль бензином «калоша» нельзя. Узкий фракционный состав и отсутствие ароматических углеводородов в нем не смогут обеспечить устойчивость и плавность работы двигателя. Растворитель станет причиной поломки мотора, повреждения соединений из пластика и резины. Поэтому он нашел свое применение как растворяющее средство, обезжириватель, топливо для горелок, очиститель коррозии, применяемый также в ювелирном деле. В резиновой промышленности бензин «калоша» используется для приготовления клеев, труб и ремней.
Напиток к лабораторному столу
Смесь концентрированных азотной и соляной кислот получила название «царская водка» (лат. aqua regia). Однако с алкогольным напитком ничего общего она не имеет. В русском языке «водка» использовалось как уменьшительное слово от «воды» и применялось в таком значении примерно до 14 века. Вторая часть названия говорит об уникальной способности смеси кислот растворять «царя металлов» — золото.
— Платина, никель и палладий также растворяются в царской водке. Стойкими же к его воздействию остаются хром и титан. Где используется это свойство? Для пробирного анализа драгоценных металлов, очистке их от различных примесей (аффинаже). Кроме того, раствор используется для очистки стеклянной лабораторной посуды от остатков органических соединений, — рассказывает Вадим Лядов, старший преподаватель кафедры химических технологий Пермского Политеха.
Свежеприготовленная царская водка имеет неприятный удушливый запах, который раздражает слизистую оболочку глаз и дыхательных путей. Пить ее смертельно опасно, это приведет к химическому ожогу ротовой полости, пищевода, желудка и кишечника.
Делают ли стекла из драгоценных камней?
В ноябре 1937 года на пяти башнях Кремля — Никольской, Спасской, Водовзводной, Боровицкой и Троицкой — установили звезды, сделанные из стекла цвета «Рубинового золота» или «Золотого рубина». Так его назвали из-за красивого красного оттенка, который получается в результате окрашивания прозрачного стекла золотом. Как это происходит: золото измельчают до состояния коллоидных частиц (песчинок, отличающихся по составу от среды, в которую их помещают) и добавляют в стекло. Когда на него попадает свет, отражаются электромагнитные волны красного цвета, которые мы и видим. Насыщенность цвета зависит от размера коллоидных частиц металла. Чем размер частиц больше, тем насыщенней будет цвет стекла. Об этом рассказал Александр Юрченко, старший преподаватель кафедры «Металловедение, термическая и лазерная обработка металлов» ПНИПУ.
В наши дни вместо золота используют медь и селен — стекла будут иметь цвета «Медный рубин» и «Селеновый рубин». Эти металлы заменили золото из-за его дороговизны.
Окрашенные стекла, в том числе и рубиновое, применяют в производстве украшений, в дизайнерских проектах при строительстве домов и изменении интерьера помещений (двери, окна, перегородки, мебель и т.д.). Кроме того, цветные стекла используют в качестве светофильтров в оптических приборах для изменения спектрального состава света, который попадает на светочувствительный материал. Как пример — световой металлографический микроскоп, который позволяет таким образом обнаружить дефекты в металле, оценить его структуру и наличие неметаллических составляющих.
Какая связь между рентгеном и сливками?
— Более 500 лет назад немецкие металлурги выяснили, что выплавка олова им не дается из-за образования пенистого шлака. Виной всему была примесь вольфрамита (FeMn)WO4. Впоследствии название элемента вольфрам произошло от немецких слов Wolf — «волк» и Rahm — «сливки» или «пена». Говорили: «эти руды пожирают олово, как волк овцу», — объясняет Александр Юрченко.
В природе вольфрам встречается в виде сложных соединений, образованных оксидом вольфрама с попутными металлами: оловом, молибденом, железом, медью и др. Наибольшее промышленное значение имеют вольфрамит ((FeMn)WO4) и шеелит (CaWO4), поскольку их объем залежей больше, чем у остальных соединений.
Нить накала в лампах — это самое распространенное и известное применение вольфрама. Основные его преимущества — высокая твердость и температура плавления, а также возможность подвергать металл ковке при нагреве. Поэтому его используют для производства высококачественной стали, а также вводят как компонент в твердые сплавы, из которых изготавливают инструменты. Кроме того, этот металл используется в электроосветительной (различные виды ламп) и электровакуумной технике. К последней можно отнести рентгеновскую трубку, в которой находится вольфрамовый катод. Такие трубки используют в приборах для рентгеноскопии, компьютерной томографии, в аэропортах с их помощью просвечивают багаж, а на производстве выявляют дефекты в продукции. Помимо этого, из вольфрама изготавливают электроды для сварки и электронагреватели высокотемпературных печей.
Озорной дух, который уносит людей в космос
Эту руду, похожую на медь, обнаружили еще саксонские горняки. Однако получить из нее медный сплав у них не получалось. Из-за этого ее прозвали Kupfernickel, то есть «дьявольская руда». Выделить металл «никель» из нее удалось только в 1751 году. Интересно, что «никкел» — ругательное слово на языке шахтеров, которое образовалось от «Nicolaus», что означало «озорной маленький дух», «обманчивый бездельник».
— В наши дни на основе никеля производят суперсплавы. Их еще называют жаропрочными сплавами или нимониками. Количество никеля в таких сплавах может составлять больше 50%. Из суперсплавов изготавливают лопатки и другие детали авиационных газотурбинных двигателей. Также их применяют в промышленных газовых турбинах, атомных реакторах, подводных лодках. Жаропрочные сплавы используют в качестве покрытия космических кораблей, которое выдерживает быстрое нагревание и высокие температуры, вызванные прохождением через земную атмосферу, — отмечает преподаватель кафедры «Металловедение, термическая и лазерная обработка металлов» Александр Юрченко.
По данным из научных источников, никель является сильным аллергеном. Однако организм человека реагирует не на сам металл, а на его соль, образующуюся в процессе коррозии металла при длительном контакте с человеком.
