Рассказы о металлах - Венецкий Сергей Иосифович (читать книги без .TXT) 📗
В качестве катализатора платина совершенно необходима для окисления аммиака при производстве азотной кислоты. Смесь аммиака и воздуха с большой скоростью продувают через тончайшую платиновую сетку (имеющую до пяти тысяч отверстий на каждый квадратный сантиметр), при этом образуются окислы азота и водяные пары. При растворении окислов азота в воде и получается азотная кислота.
В практику заводского производства азотной кислоты платина вошла благодаря работам пионера отечественной азотнокислотной промышленности И. И. Андреева, в течение долгого времени изучавшего влияние различных катализаторов на окисление аммиака. Произошло это в годы первой мировой войны, когда потребность в азотной кислоте, необходимой для получения взрывчатых веществ, резко возросла. Еще бы: ведь на каждый килограмм взрывчатки расходовалось более двух килограммов азотной кислоты. К концу 1916 года месячная потребность русской армии во взрывчатых веществах составляла около 6400 тонн. Естественное сырье для получения азотной кислоты имелось лишь в Чили, поэтому все участвовавшие в войне страны, испытывая острейший азотнокислотный «голод», лихорадочно искали пути его утоления.
Тогда-то И. И. Андреев и предложил использовать в качестве искомого сырья аммиак, содержащийся в отходах коксового производства. Проведенные им до этого исследования убедили его в высоких каталитических способностях платины и в том, что в ее присутствии аммиак окисляется очень энергично. По предложению и проекту И. И. Андреева в Донбассе, где были сосредоточены коксохимические предприятия, а следовательно, имелось достаточно аммиака, начали строить завод для производства азотной кислоты, который летом 1917 года уже дал свою первую продукцию. Азотнокислотная проблема была успешно решена.
О громадном значении, которое к этому времени придавалось платине, можно судить по такому факту: в грозном для нашей страны 1918 году в России был организован специальный институт по изучению этого металла, вошедший позднее в состав Института неорганической химии Академии наук СССР. Здесь и поныне ведется большая научно-исследовательская работа, связанная с химией и технологией элементов платиновой группы.
В платине сегодня нуждаются не только химики. Способность хорошо впаиваться в стекло делает ее незаменимой для изготовления многих стеклянных приборов.
Нанося тончайший слой этого металла на стекло, получают платиновые зеркала, обладающие удивительным свойством - так называемой односторонней прозрачностью: со стороны источника света зеркало непрозрачно и отражает находящиеся перед ним предметы, как и обычное зеркало. Но с теневой стороны оно прозрачно, как стекло, и, таким образом, вы можете видеть все, что находится по другую его сторону. Платиновые зеркала получили одно время широкое распространение в США. Их вставляли вместо стекол в окна нижних этажей различных контор и учреждений, а в жилых помещениях они с успехом заменяли занавеси.
Кстати, первые платиновые зеркала, но не стеклянные, а «цельнометаллические», представлявшие собой хорошо обработанный и отполированный до блеска лист платины, изготовляли еще древние ацтеки. Как они это делали, - до сих пор загадка: ведь платина сваривается и хорошо куется только при белом калении, т. е. при очень высокой температуре, недоступной металлургам того времени. Но, как бы то ни было, знаменитый вождь ацтеков Монтесума послал несколько таких зеркал в дар королю Испании. Монарх «не остался в долгу»: в 1520 году Монтесума был взят в плен конкистадорами, а затем казнен.
Свойство губчатой платины поглощать большие объемы газа лежит в основе удивительного явления: водород или кислород, заключенные в герметически закрытый платиновый сосуд, при нагревании «вытекают» из него, поскольку молекулы газа проходят сквозь платиновые стенки сосуда, как вода сквозь сито.
Плодотворно трудится платина и на поприще измерения высоких температур. В технике довольно широко применяют платиновые термометры сопротивления. Принцип их действия основан на том, что при нагревании электрическое сопротивление платины возрастает по очень строгой и постоянной зависимости от температуры. Подключенная к прибору, регистрирующему изменение сопротивления, платиновая проволочка без промедления сигнализирует ему о самых незначительных колебаниях температуры.
Еще более распространены так называемые термопары - несложные, но очень чуткие термоизмерительные приборы. Если спаять две проволочки из разных металлов, а затем нагреть место спая, то в цепи появится электрический ток. Чем выше температура нагрева, тем большая электродвижущая сила возникает в цепи термопары. Наиболее часто для изготовления этих приборов используют платину и ее сплав с родием или иридием.
Вместе с иридием платина уже довольно продолжительное время выполняет ответственнейшее «поручение» общества. В Ленинграде на Московском проспекте есть внешне ничем не примечательное здание, у входа в которое висят черные таблички, где на двух языках - по-русски и по-французски - написано: «Государственные эталоны
СССР». Это - один из корпусов Всесоюзного научно-исследовательского института метрологии имени Д. И. Менделеева. Здесь в сейфе за толстыми дверями хранится эталон килограмма, изготовленный еще в 1883 году из сплава платины (90%) с иридием (10%).
Войти в этот сейф, где поддерживают строго постоянную температуру и влажность, можно лишь в присутствии трех человек: директора института, ученого хранителя государственных эталонов и ученого хранителя данного эталона. Каждый из них имеет ключ только от одного из трех замков сейфа. Массивная дверь откроется лишь тогда, когда в замки вставлены все три ключа. Эталон, представляющий собой цилиндрик высотой и диаметром 39 миллиметров, покоится на подставке из горного хрусталя под двумя стеклянными колпаками.
Периодически на сверхчувствительных метрологических весах, реагирующих даже на дыхание человека, государственный эталон «экзаменует» вторичные эталоны. Чтобы избежать даже малейших толчков, вызванных движением на улице или работой каких-нибудь механизмов в самом здании, весы установлены на фундаменте глубиной 7 метров. Для сохранения в помещении постоянной температуры и влажности весами управляют дистанционно - из соседней комнаты.
За свое без малого столетнее существос вание государственный эталон килограмма, несмотря на тщательное хранение, все же изменил свой вес на 0,017 миллиграмма. Но это отклонение столь незначительно, что в апреле 1968 года платино-иридиевый цилиндрик вновь был утвержден Государственным эталоном килограмма СССР.
В том же самом сейфе в специальном футляре хранится и платино-иридиевый стержень, который еще недавно служил государственным эталоном метра. Эта линейная единица, равная одной сорокамиллионной части длины парижского меридиана, была установлена во Франции в 1793 году. Спустя шесть лет был изготовлен первичный эталон метра, который и сейчас находится в Париже, в Международном бюро мер и весов. На нем начертаны пророческие слова: «Для всех времен, для всех народов». Метр действительно стал самой распространенной на нашей планете мерой длины. С 1889 года и до последнего времени точная копия парижского эталона, выполненная даже из металла той же самой плавки, служила «главным метром» нашей страны.
Ученые постоянно ищут новые пути повышения точности эталонов, и в 1960 году платино-иридиевому стержню пришлось подать в отставку. На смену ему пришел луч криптоновой лампы. С тех пор эталоном метра считается длина, равная 1 650 763,73 длины волны оранжевого излучения криптона-86. Но как же пользоваться таким эталоном? Эти заботы переложены «на плечи» специального прибора - интерференционного компаратора, который определяет, укладывается ли длина волны необходимое число раз в сличаемой метровой мере.
Существует еще один эталон - световой, также непосредственно связанный с платиной. В качестве его используют свечение, исходящее из полости трубки (материалом для нее служит плавленая окись тория), погруженной в расплавленную платину. Измерения проводят во время затвердевания платины. Поскольку в это время температура ее не меняется, единица сиды света (свеча, или кандела) воспроизводится с очень высокой степенью точности.
