Сергей Венецкий - Рассказы о металлах [4-е изд.]

В наши дни к титану приковано внимание тысяч ученых. В многочисленных лабораториях образцы этого металла ежедневно подвергаются жестоким пыткам: его рвут на части, гнут, варят в кислотах и щелочах, раскаляют, охлаждают до сверхнизких температур, воздействуют на него чудовищными нагрузками, током высокой частоты, ультразвуком.

И титан раскрывает человеку свои тайны…

Находка на месте катастрофы. — Идея воплощается в жизнь. — Богиня не отвечает на стук. — Досадная ошибка. — Пока Вёлер болел. — "Я был настоящим ослом… ". — Сорок лет спустя. — Баснословная цена. — В заоблачных далях. — Необычная нефть. — Руда с Венеры? — Секрет неутомимости. — Пушка поднимается в воздух. — Атака и оборона. — "Дипломаты" хитрят. — На Крайнем Севере. — Чернильная радуга. — Не хуже платины. — Свиньи довольны. — Морские коллекционеры. — Плантации на дне моря. — Дела давно минувших дней. — Как предсказать будущее?

"Если бы не было ванадия — не было бы и моего автомобиля". Эти слова принадлежат автомобильному королю Генри Форду. В 1905 году он присутствовал на крупных автомобильных гонках. Как часто случается на подобных состязаниях, здесь не обошлось без катастрофы. Спустя некоторое время Форд подошел к месту, где разыгралась трагедия, и подобрал там обломок детали одной из двух столкнувшихся машин — французской. Это была часть стержня клапана. Казалось бы, деталь как деталь, но искушенный в этих вопросах Форд обратил внимание на ее небольшие размеры, и он решил подвергнуть металл испытаниям. Интуиция не подвела Форда: сталь оказалась очень прочной и твердой. Из лаборатории, куда был отправлен обломок для химического анализа, сообщили, что металл содержит ванадий.

Идея широко использовать такую сталь в производстве автомобилей всецело овладела Фордом. Еще бы: ведь если ее удастся воплотить в жизнь, автомобиль станет значительно легче; это позволит сэкономить много металла, и машины можно будет продавать по более низкой цене. Значит, резко увеличится число покупателей, а следовательно, возрастут и его собственные прибыли. И Форд принялся за осуществление своей идеи. Немало трудностей пришлось ему преодолеть, прежде чем цель была достигнута. Когда через несколько лет после гонок, неожиданно сыгравших в истории автомобилестроения немаловажную роль, французский департамент торговли и промышленности провел испытания отдельных деталей новой фордовской машины, выяснилось, что американская сталь по всем показателям намного превосходит французскую.

Что же представляет собой ванадий, совершивший поистине революцию в автомобильной промышленности? Вот как описывает историю открытия ванадия известный шведский химик Берцелиус: "В давние-давние времена на далеком севере жила Ванадис, прекрасная и любимая всеми богиня. Однажды кто-то постучал в ее дверь. Богиня удобно сидела в кресле и подумала: "Пусть он постучит еще раз". Но стук прекратился, и кто-то отошел от дверей. Богиня заинтересовалась: кто же этот скромный и неуверенный посетитель? Она открыла окно и посмотрела на улицу. Это был некто Вёлер, который поспешно уходил от ее дворца.

Через несколько дней вновь услышала она, что кто-то стучится к ней, но на этот раз стук настойчиво продолжался до тех пор, пока она не встала и не открыла дверь. Перед ней стоял молодой красавец Нильс Сефстрём. Очень скоро они полюбили друг друга, и у них появился сын, получивший имя Ванадий. Это и есть имя того нового металла, который был открыт в 1830 году шведским физиком и химиком Нильсом Сефстрёмом".

В этом рассказе имеется неточность. Первым, кто постучал в комнату богини Ванадис, был не немецкий химик Фридрих Велер, а мексиканский химик и минералог Андрее Мануэль дель Рио. Еще задолго до Вёлера, в 1801 году, изучая бурые свинцовые руды Мексики, дель Рио обнаружил, что в них присутствует неизвестный в то время металл. Соединения этого металла были окрашены в самые разнообразные цвета, поэтому ученый назвал новый элемент "панхромием", т. е. "всецветным", а позднее заменил это название на "эритроний", что означает "красный".

Однако подтвердить свое открытие дель Рио не смог. Более того, в 1802 году он пришел к ошибочному выводу, что новый элемент — это открытый незадолго до того хром. Был близок к успеху и Вёлер, проводивший исследование тех же мексиканских руд, но ему помешал… фторид водорода. В разгар работы ученый отравился этим газом и пришлось несколько месяцев провести в постели. Выздоровев, Вёлер не сразу вернулся к своим опытам со свинцовой рудой. Это и дало Берцелиусу повод упрекнуть его в том, что он слишком робко стучался в дверь богини Ванадис.

А пока Вёлер болел, и состоялось второе рождение ванадия. На этот раз у колыбели новорожденного стоял ученик Берцелиуса шведский ученый Нильс Габриэль Сефстрём. В то время в Швеции начала развиваться металлургия. В разных частях страны появлялись заводы. И вот что было замечено: металл, выплавленный из железных руд одних месторождений, был хрупким, в то время, как из других руд получался весьма пластичный металл. Чем объяснить такое различие? Сефстрём решил найти ответ на этот вопрос.

Исследуя химический состав руд, из которых был выплавлен металл высокого качества, ученый после долгих опытов сумел доказать, что в этих рудах содержится новый элемент, причем именно тот, который в свое время был обнаружен дель Рио и ошибочно принят им за хром. По совету Берцелиуса новый металл был назван ванадином, а позднее стал именоваться ванадием.

Ни дель Рио, ни Вёлеру не суждено было стать "крестными отцами" нового элемента, хотя они находились на подступах к открытию. После успеха Сефстрёма Вёлер писал своему другу: "Я был настоящим ослом, что проглядел новый элемент в бурой свинцовой руде, и прав был Берцелиус, когда он не без иронии смеялся над тем, как неудачно и слабо, без упорства стучался я в дом богини Ванадис".

На протяжении многих лет никому не удавалось выделить ванадий в чистом виде. Только в 1869 году английский химик Генри Роско сумел получить чистый металлический ванадий. Впрочем, чистым он мог считаться лишь по тем временам, так как содержал более 4 % примесей. А между тем даже небольшие примеси резко меняют свойства этого элемента. Чистый ванадий — серебристо-серый металл, обладающий высокой пластичностью, — его можно ковать. Самые незначительные количества примесей, особенно азота, кислорода, водорода, делают металл хрупким и твердым, неохотно поддающимся обработке. Получить чистый ванадий долгое время не могли из-за его необычайной активности при высоких температурах: не удавалось подобрать такой материал для тигля, который бы не растворялся ванадием и не загрязнял его при плавке. Тогда ученые пошли по другому пути: был разработан электролитический метод рафинирования ванадия до чистоты 99,99 %. Что и говорить, 4 и 0,01 % — разница существенная.