Оповідання з хімії - Юрій Якович Фіалков
Завдяки літію цю реакцію, яка по суті є джерелом життя на Землі, пощастило відтворити штучно. Неважко уявити собі значення цього відкриття.
Ми вже згадували, що літій має властивість сполучатися з азотом повітря, утворюючи сполуку нітрид літію:
6Li + N2 = 2Li3N.
Нітрид літію розкладається водою з виділенням аміаку: Li3N + ЗНаО = 3Li(OH) + NH3.
Аміак є одним з найважливіших продуктів хімічної промисловості. Аміак — це дуже цінне добриво, сотні штучних матеріалів, сода, вибухові речовини, азотна кислота.
Проект синтезу аміаку з азоту повітря давно вже привертав увагу вчених. Це й зрозуміло, бо повітря на 80 % складається з азоту і тому є його невичерпним джерелом.
Перший здійснив цей синтез у промисловому масштабі німецький хімік Габер. Це відкриття дало можливість кайзерівській Німеччині відтягнути свою поразку в Першій світовій війні на кілька років. За це відкриті Габер був проголошений національним героєм, що, одінак, не завадило фашистам, які прийшли до влади, вислати його за межі Німеччини як неарійця.
Згодом з’явились нові проекти зв’язування атмосферного азоту, але всі вони потребують надто багато енергії. Розрахунки показали, що в енергетичному відношенні синтез аміаку з нітриду літію з використанням і наступною регенерацією цього металу вимагає значно меншої затрати енергії, ніж існуючі методи.
Слід також зазначити, що літій знаходить широке застосування в різноманітних сплавах. Додача лише 0,012 % літію до міді значно підвищує її електропровідність; незначна кількість цього металу в чавуні сильно підвищує його текучість у рідинному стані.
Інтерес до літію зростає з кожним днем і, безсумнівно, ще чимало доведеться зробити майбутньому хімікові.
Не можна обминути ще один чудовий елемент, про який до недавнього часу знали дуже небагато, про сусіда літія в періодичній системі елементів — берилій.
Мабуть, жодний інший метал періодичної системи елементів не має такого розриву між часом його відкриття і виділення в чистому вигляді і часом, коли він почав запроваджуватись у промисловість, як цей елемент з порядковим номером 4 — берилій.
…Важко сказати, що спонукало французького вченого Вокелена в бурхливі для Франції часи кінця XVIII ст. зайнятися хімічними дослідами. Є всі підстави гадати, що причиною були гроші. Він вирішив дослідити властивості і склад чудового каменю берилу, який, як відомо, лежить в основі ізумруду. Знаючи склад берилу, може, і пощастить добути його в лабораторії?
Вокелен почав досліди над потовченим у ступці ізумрудом. Скоро йому вдалося виділити речовину, яку він назвав за її солодкий смак «солодкою землею», або гліциною від грецького слова «глікос» — солодкий (землями в той час хіміки називали більшість окисів).
Гліцина була відкрита ним в 1798 році. Рівно через 20 років з гліцини був виділений сірий блискучий метал, який дістав назву гліциній. Згодом харківський професор Ф. І. Гізе запропонував назвати цей елемент берилієм. Назва прижилась. Та навіть через 40 років властивості берилію були вивчені так мало, що Д. І. Менделєєв довго вагався, в яку саме клітину помістити цей елемент. Якби не геніальна інтуїція Д. І. Менделєєва, хто знає, скільки б ще тинявся берилій по періодичній системі, поки не знайшов би своєї законної комірки № 4.
Повторюю, біографія берилію дуже оригінальна. Не менш незвична і його «анкета». Рік народження на ній зазначено — 1798. Рік вступу на «роботу» — 1932. Саме в цьому році вперше були застосовані в промисловості деякі сплави берилію. І, подібно до Іллі Муромця, який «тридцять три роки сидьма сидів» і тільки потім розвернувся «на всю свою молодецьку силу», берилій зразу ж після того, як «увійшов у життя», став показувати чудеса.
Найважливіша властивість, що забезпечує берилію велике майбутнє — це його мала питома вага. Хоч міцність берилію значно менша, ніж сталі, але різниця в їх питомих вагах така велика, що конструкція певної ваги з берилію в багато разів міцніша, ніж із сталі.
Відомо, що застосування алюмінію зробило переворот у літакобудуванні. Нескладні розрахунки показують, що дальність польоту літака, зробленого з берилію, була б на 40 % більша від дальності алюмінійового.
Значне застосування знаходить берилій у виготовленні рентгенівських трубок. Берилій на відміну від багатьох інших матеріалів дуже добре пропускає рентгенівські промені, тому в рентгенівських трубках, виготовлених із скла, «віконце» для променів роблять з берилію. Цей метал пропускає промені, але непроникний для повітря, а це дозволяє зберігати у трубці вакуум.
Особливий інтерес становлять сплави берилію. Лише 2 % домішок до міді — і сплав, або так звана берилійова бронза, після гартування стає вдвоє твердішою від нержавіючої сталі. А окремо і мідь, і берилій дуже м’які метали. Інструменти, зроблені з берилійової бронзи, не іскрять при ударі об камінь, тому цей сплав незамінний для роботи в шахтах, млинах, на порохових заводах і скрізь, де розжарена іскра становить небезпеку.
Все більше визнання завойовує обробка сталі, яка називається берилізацією. Цей процес полягає в тому, що стальну деталь, нагріту до 1000°, вміщують у порошок берилію, який у дуже незначній кількості проникає в поверхневий шар металу. Ця нескладна операція різко підвищує міцність стального виробу. Крім того, берилізована сталь дуже стійка до окислювачів. Навіть при нагріванні до 800° ця сталь не окислюється на повітрі.
Положення берилію в періодичній системі робить його незамінним і в виробництві атомної енергії. Легкі елементи періодичної системи добре затримують нейтрони. Для того щоб в урановому котлі здійснювалась ланцюгова реакція ділення ядер і утворення плутонію, необхідно, щоб швидкість нейтронів, які виділяються при спонтанному діленні урану, була значно знижена. Для цього в котел поміщають берилійові стержні або стержні із сплавів берилію. Це дозволяє регулювати швидкість ланцюгової реакції.
З кожним роком методи дослідження, зв’язані з впливом елементарних частинок на речовину,
