Книга по химии для домашнего чтения - Борис Степин

В 1844 г. русский химик Багратион (см. 5.22) разработал новый метод извлечения золота Au из бедных руд. Он предложил обрабатывать их водным раствором цианида натрия NaCN и одновременно продувать воздух:

4Au + 8NaCN + 2Н2О + O2 = 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH.

Полученный раствор дицианоаурата натрия отфильтровывали от пустой породы и перемешивали с цинковой пылью; цинк вытеснял металлическое золото. Метод Багратиона широко используют сейчас при извлечении золота из золотоносных песков (см. 6.36).

10.14. ПЛАТИНА, «СЕРЕБРЕЦ» И «СЕРЕБРИШКО»

Самородную платину вначале принимали за разновидность серебра; свое название она получила от уменьшительного испанского названия серебра «плата» и звучит вроде «серебришко», «серебрецо».

В 1557 г. итальянский ученый и поэт Юлий-Цезарь Скалигер никак не мог понять, почему белый природный металл, похожий на серебро, не плавится при нагревании (температура плавления платины 1770°C, а серебра почти вдвое ниже — 960°C).

Старинное русское название платины — «серебрец». В XVIII в. в России платину считали бесполезным металлом, отделяли от золота и выбрасывали. В лучшем случае ее использовали для изготовления охотничьей дроби. Когда испанское правительство узнало, что ювелиры стали добавлять платину к золоту, то был отдан приказ уничтожить всю платину, добытую в Америке. В соответствии с этим распоряжением накопленную платину вывозили на кораблях на середину рек Боготы и Каухи и там при свидетелях топили. Это продолжалось до 1778 г., когда король Испании убедился в полезности изготовления монет из сплава золота и платины. Интересно, что платина редко содержит примесь серебра, а серебро — примесь платины. Обычные спутники платины — палладий (до 3%), иридий (до 28%), железо (до 20%), медь (до 13%) и родий (до 5%). Самородки платины имеют массу от 5 до 9000 г, а цвет — от серебряно-белого до желтовато-серого («палладистая платина»).

Первое описание платины как особого металла дал в 1748 г. испанский морской офицер Антонио де Ульоа (1716–1795).

10.15. «МОРСКОЕ ЗОЛОТО» И ЕГО КРИСТАЛЛЫ

Природные кристаллы золота Au имеют октаэдрическую форму и встречаются крайне редко. Самородное золото — это не кристаллическое золото. Для получения кристаллов золота следует золотое украшение или самородок опустить в ртуть Hg и перемешивать до образования жидкой пастообразной массы — амальгамы (см. 5.44). Затем сосуд с амальгамой ставят в чашу с холодной водой и приливают к пасте концентрированную азотную кислоту. Когда вся ртуть прореагирует:

Hg + 4HNO3 = Hg(NO3)2 + 2NO2↑ + 2Н2O,

раствор нитрата ртути Hg(NO3)2 сливают и остаток промывают водой. На дне сосуда после промывки заблестят октаэдрические кристаллики золота. Заметим, что золото с азотной кислотой не взаимодействует.

В морскую воду золото попадает вместе с грунтовыми водами и водами минеральных источников, размывающими горные золотоносные породы. Обильное содержание кислорода в морской воде способствует окислению металлического золота и переводу его в растворимое состояние. Было установлено, что в морской воде золота содержится около 4 мг/м3. Часть золота находится в растворе в виде тетрахлороаурата натрия Na[AuCl4], который поглощается поверхностью иловых частиц и скапливается на дне. Донный «голубой минерал» из Красного моря, например, содержит 1–5 г золота на 1 т. Для добычи золота из морской воды предлагали различные восстановители: древесный уголь, освинцованные цинковые стружки, металлический алюминий и даже древесные стружки… Однако концентрация золота в море так мала, что пока извлечение этого металла из морской воды неэкономично.

10.16. ПЛАТИНОВЫЕ МОНЕТЫ РОССИИ

В России платину обнаружили в 1819 г. в золотоносных месторождениях Верх-Исетского округа на Урале, затем в течение пяти последующих лет — еще в нескольких уральских золотых россыпях. Самые крупные самородки платины имели массу 9,44; 7,86 и 4,31 кг. Они были найдены на Нижнетагильских приисках. Если золотые самородки образовались при кристаллизации из водных растворов солей, то платиновые выделились из расплава магмы в период ее остывания.

В начале XIX в. не умели плавить платину, поэтому после очистки от примесей и получения губчатого металла ее прессовали в различные изделия, в частности делали монеты достоинством в 3, 6 и 12 рублей. Всего с 1828 по 1845 г. было выпущено платиновых монет на сумму 4 251843 рубля, на что израсходовано 14400 кг платины. Значительная часть этой платины добыта на Нижнетагильских приисках. В 1845 г. чеканка платиновых монет была прекращена. В 1913 г. в России добывалось 90% мирового производства платины.

10.17. «ЖЕЛЕЗНЫЙ ГОЛОД» — КОНЕЦ ЦИВИЛИЗАЦИИ?

Бурное развитие металлургии привело к устойчивому истощению месторождений железных руд. По различным оценкам геологов и экономистов, запасы железных руд будут исчерпаны на Земле к 2300 г. Уже к 2000 г. население Земли возрастет до 6,5 млрд., человек, и ему потребуется ежегодная выплавка более 50 млрд., тонн стали. Железо — второй среди металлов элемент по распространенности в земной коре. Доля его потребления среди других металлов — 95%. Мировые разведанные запасы железных руд составляли на 1985 г. 232 млрд. т. Только четыре страны обеспечены собственной железной рудой: это наша страна — 100 млрд., т, Бразилия — 34 млрд., т, Канада — 26 млрд., т и Австралия — 21 млрд. т. В районе Курской магнитной аномалии сосредоточено около 30 млрд., т железных руд.

Колоссальные запасы железа сконцентрированы в железо-марганцевых конкрециях — комках размером с фасоль или репу, — находящихся на дне океанов и морей. Конкреции состоят из оксидов и гидроксидов железа и марганца. Запасы железа в них оцениваются на 1984 г. в 3000 млрд., т и они ежегодно увеличиваются на 10 млн. т. Так что «железный голод» цивилизации в ближайшие 100 лет не угрожает.

10.18. ГЛАЗ БАГИРЫ

«“Это ярче глаз Багиры”, — сказал Маугли, с восхищением поворачивая рубин… “Многие люди убивали бы трижды в ночь ради одного этого красного камня”, — заметил Каа».

(Редьярд Киплинг, «Маугли»)

Рубин (древние названия «яхонт» и «карбункул») — прозрачная, окрашенная в кроваво-красный цвет примесью хрома Cr разновидность тугоплавкого минерала корунда — оксида алюминия Al2O3. Среди минералов рубин занимает второе место после алмаза по твердости. Кристаллы рубина обладают той степенью блеска, которой не имеют другие прозрачные драгоценные камни, кроме алмазов.

У А. Конан-Дойла в рассказе «Голубой карбункул» вы прочитаете: «Он протянул руку, и на его ладони мы увидели ярко сверкающий голубой камень величиной чуть поменьше горошины. Камень был такой чистой воды, что светился на темной ладони, точно электрическая искра». Писатель ошибся, голубых рубинов в природе не бывает; этот камень был, скорее всего, голубым сапфиром.

Старинный русский лечебник советует: «Кто яхонт червленный при себе носит, снов страшных и лихих не увидит… Аще кто яхонт носит в перстне при себе, тот и скрепит сердце свое и в людях честен будет». По распространенному мнению того времени человек, носящий рубин, не подвержен проказе, чесотке, чуме и эпилепсии. Он сам и его слова приятны людям. Главное мистическое свойство рубина — рождать влечение к великому.

Среди рубинов наиболее высоко котируются камни «цвета голубиной крови». Цена кристаллов рубина высшего качества массой всего 6 г может достигать 250 000 фунтов стерлингов. Крупные рубины встречаются в природе реже алмазов. В Британском музее в Лондоне хранится самый крупный кристалл рубина массой 82 г, найденный в Бирме.

10.19. ЦВЕТА ОГНЯ

«Посредине браслета возвышались, окружая какой-то странный маленький зеленый камешек, пять прекрасных гранатов-кабошонов, каждый величиной в горошину. Когда Вера… повернула браслет… то в них… вдруг загорелись прелестные густо-красные живые огни. “Точно кровь”, — подумала с неожиданной тревогой Вера».

(А. Куприн, «Гранатовый браслет»)

Гранат — минерал густо-красного цвета, цвета «чистого пламени», и высокой твердости. Химическое название граната — алюмосиликат магния-железа-марганца (Mg,Fe,Mn)3Al2(SiO4)3. По форме и цвету кристаллы граната напоминают зерна плодов гранатового дерева, отсюда и его название. Старое русское название граната — «виниса», «бечет». Красную окраску минералу придает примесь хрома Cr, содержание которого может достигать 10%: хром замещает алюминий в структуре граната. «Зеленый камешек» — это редко встречающийся в природе гранат изумрудно-зеленого цвета — гроссуляр Ca3Al2(SiO4)3. Зеленый цвет ему придают примеси железа и хрома. Гроссуляр также называют «пакистанским изумрудом».