Рентген, сливки и звезды Кремля: в Пермском Политехе рассказали о химических соединениях с необычными названиями

❋ 4.7

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, истории их получения, свойствах и современном применении.

ПНИПУ

# звезды

# кремль

# никель

# рентген

# сливки

# химические соединения

# царская водка

Кремлевские звезды / © Getty images / Автор: Екатерина Лебедева

О том, почему лучше не жечь калоши, 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» (от латинского — 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 XIV 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.

Царская водка растворяет золото / © Getty images

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). 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 процентов. 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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.

Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.