Оповідання з хімії - Юрій Якович Фіалков

Реній — один з найтугоплавкіших металів. Тепер, коли з високими температурами доводиться мати справу в багатьох галузях техніки, ця властивість надзвичайно цінна.

Друга дуже цінна властивість ренію — хімічна інертність. Навіть при 1600° він не сполучається з киснем повітря. При звичайних температурах він зовсім незмінний. Блискуча пластинка з ренію не потьмяніє ніколи. Більшість кислот, навіть гаряча плавикова кислота, прославлена своєю агресивністю, на нього не діє. Невеликий додаток ренію до сплавів робить їх кислотостійкими. Хімічна апаратура, виготовлена із сплавів ренію, служить на десятки років довше, ніж та, що з звичайних сплавів.

У майбутньому реній замінить вольфрам у багатьох галузях техніки, бо при високих температурах реній міцніший. Вже тепер у найбільш цінних машинах поверхні деталей, які швидко спрацьовуються від тертя при високих температурах, покривають ренієм. Крім того, реній дуже легко і добре утворює електролітичні покриття, а це теж цінна властивість.

Отже, одна галузь застосування ренію полягає у використанні його прекрасних механічних якостей і хімічної інертності. Але наскільки реній інертний в реакціях з одними речовинами, настільки він активний до реакцій інших речовин, тобто він виявився чудовим каталізатором багатьох важливих хімічних реакцій. Реній-каталізатор — друга велика галузь застосування цього металу майбутнього.

Через кілька років після відкриття ренію довідались, що він каталізує реакцію взаємодії вуглекислого газу з воднем. Продуктом реакції при цьому є метан. Важко переоцінити значення такої реакції. Метан — чудове висококалорійне пальне, яке легко транспортується, не коптить, не димить. Найголовніша цінність метану та, що він може бути сировиною для одержання багатьох хімічних продуктів.

Вуглекислий газ і водень — побічні продукти багатьох виробництв. При згорянні вугілля і нафти в повітря за добу виділяється сотні тисяч тонн вуглекислоти. Водень теж утворюється як побічний і до того ж шкідливий продукт при електролізі цинку і багатьох інших металів. Реній дозволяє легко і просто перетворювати ці відходи виробництва в цінний продукт для народного господарства. Окиси ренію, як виявилось, прекрасно каталізують такий важливий для хімічної технології процес, як окислення киснем повітря сірчистого газу, а саме на цій реакції оснований процес добування сірчаної кислоти.

Тепер вже ясно — майбутнє за ренієм. Основне завдання — вишукати методи швидкого й дешевого видобування його з руд. Над цим варто потрудитись.

Якщо від відкриття до практичного застосування ренію минуло не більше десятка років, то протилежна доля спіткала інший елемент періодичної системи — титан. Його відкрили в 1795 р. Німецький хімік Клапрот назвав його так на честь Титана, міфологічного сина Землі. Навряд чи вчений пророкував цією назвою своєму «хрещенику» велике майбутнє, — просто в той час була мода на еллінську міфологію. Та зовсім несподівано назва ця згодом стала пророчою.

Титан ніяк не можна зарахувати до рідкісних елементів, бо тільки 8 елементів є в земній корі в більших кількостях. Проте майже до кінця минулого століття він «ходив» у безумовно рідкісних металах. Та і тепер дехто з хіміків і особливо металурги дивляться на цифру вагового вмісту титану в земній корі просто як на цифру, а нишком кладуть мінерал на полицю рідкісних.

Та як не вважати його рідкісним, коли добувати його у вільному стані навчились лише півсотні років тому? Певно, тоді ж склалась думка, що титан належить до розсіяних металів, тобто до таких елементів, які хоч і зустрічаються в земній корі в значній кількості, але не мають концентрованих руд і мінералів. Склалась така думка, мабуть, тому, що ні в кого не виникло особливого бажання шукати поклади титану, бо зразу ж після виділення перших порцій йому був винесений суворий вирок: цей метал за своїми якостями безперспективний, бо неміцний, крихкий, погано піддається механічній обробці. Видобувати титан і виділяти його в чистому вигляді важко. А коли так, то чи не краще зовсім відмовитись від спроб застосування його в промислових цілях? Подумали і… відмовились.

Ось чому ще років 25 тому металевий титан можна було побачити хіба що в демонстраційних колекціях на лекціях з неорганічної хімії. Та й то професор, виймаючи з жилетної кишені запаяну пробірку з непоказним темним порошком, не пускав її по руках, щоб бува не розбили, а лише вдавався у спогади, як йому дістався цей зразок.

У міру наближення до сорокових років хімікам з кожним роком ставала все більш очевидною ідея, що некорисних хімічних елементів нема і бути не може. В числі інших елементів титан почали докладно досліджувати, і результати не забарились. У 1947 р. одержали перші дві тонни відносно чистого металевого титану. За якихось вісім років ця цифра виросла в десять тисяч разів. Десять тисяч! Для цього гігантського стрибка були поважні причини.

Почати з того, що титан має найбільшу серед усіх металів питому міцність (питома міцність — це міцність, віднесена до одиниці ваги). Питома вага титану лише в 1,7 раза більша, ніж алюмінію, але міцність його втричі більша. Ось і виходить, що титанова деталь може мати вдвічі меншу вагу і в той же час не поступатися міцністю перед алюмінієм. Як тільки про це дізнались авіаконструктори, вони зразу ж насторожились. Для них це дуже цінна властивість. Адже більшого ворога, ніж вага різних частин повітряного корабля, нема. Святом для конструктора є той день, коли йому вдається знайти спосіб зменшити вагу якогось вузла літака хоча б на кілька сот грамів.

У наш час загального поширення набула реактивна авіація. З’явились літаки різних конструкцій і різноманітних призначень. Головним «героєм», який зумовив такий прогрес у літакобудуванні, є титан, той самий титан, якому ще 50 років тому не надавали ніякого значення.

Обшивка літаків, що летять із швидкістю звуку, нагрівається при терті об повітря до температури вище 300°. Алюмінійові сплави при такій високій температурі втрачають свою міцність, стають дуже м’якими. Титану ж таке нагрівання не страшне. Навіть при нагріванні ще на 100° він лишається таким самим міцним і твердим.

Титан — найтугоплавкіший з так званих «легких» металів. Мабуть жодний елемент періодичної