Из чего всё сделано? Рассказы о веществе
Шрифт:
Иоганн Вольфганг Гёте был не только знаменитым поэтом и государственным деятелем, но еще и естествоиспытателем. Он создал теорию цвета и собрал замечательную коллекцию минералов.
Вот почему в его честь был назван минерал гётит, который изображен на фотографии. Кстати, это второй именной минерал в мире. Гётит — один из основных минералов, из которых получают железо. Этот образец нашли на Украине
Сегодня
Поначалу мода приживалась с трудом, и в ход шли имена только важных особ. Например красивый камень александрит назвали в честь царя Александра II. Зато теперь во многих названиях мы слышим отголоски имён учёных, писателей, философов, поэтов, коллекционеров, артистов, политических деятелей... Всех не перечесть. Например, минерал беловит назван в честь кристаллографа и геохимика Николая Васильевича Белова, а биотит — в честь французского физика Жана Батиста Био, изучавшего магнетизм и оптику. В названиях камней увековечены имена знаменитых Пьера Кюри, открывшего элементы полоний и радий, Антуана Анри Беккереля, открывшего явление радиоактивности урана и его солей, и многих других.
Родители минералов не забыли и о космонавтах. В честь Юрия Гагарина, первого человека, совершившего полёт в космос в 1961 году, появился гагаринит. А фамилия американского астронавта Нила Олдена Армстронга, впервые ступившего на поверхность Луны, звучит в названии «армстронгит». В названии «гётит» читается имя знаменитого немецкого писателя и философа Иоганна Вольфганга Гёте, который, кстати, увлекался минералогией и собрал чудесные коллекции камней. А на кого вам намекают «рузвельтит» и «джефферсонит»? Не знаете? Спросите у папы. Он точно скажет, что здесь явно звучат имена двух президентов Соединённых Штатов Америки.
Открытие нового минерала по-прежнему остается событием в науке, потому что позволяет сделать ещё один шажок к пониманию того, как зарождалась и формировалась Земля и другие планеты. Не говоря уже о том, что новый минерал может быть полезен человечеству — мало ли что можно будет сделать из этого камня. И хотя за спиной минералогии сотни лет истории, эта наука по-прежнему хранит тайны.
Не исключено, что и вы увлечётесь красотой и гармонией, заключённых в камнях, станете известным учёным, откроете новый минерал и назовёте его в честь своей мамы. Вот уж она будет рада! Не зря уговаривала вас хорошо учиться и поступить на геологический факультет. Да и вообще, какая мама не желает своим детям добра? Нет таких.
Глава 4. Красивая жизнь вещества
Ну вот, теперь мы знаем, из чего сделана Земля и что в ней припасено. Как же этими несметными богатствами распорядиться? Ответ знают химики, потому что любое вещество для них — что дитя родное.
Проще всего взять у природы готовое вещество и пустить его на свои нужды. Вот, к примеру, обычный песок, он же диоксид кремния (SiO2), он же кремнезём и кварц.
Сколько всего можно сделать из этого невзрачного и вездесущего вещества! И добывать его просто, ведь песок лежит совсем не глубоко, а то и вовсе на поверхности земли. Запустил в песчаный карьер экскаватор, он своим ковшом подцепил кучу песка, высыпал его в самосвал, и побежала
Самое простое, что можно сделать с песком, это сыпать его под фундаменты будущих зданий, на дорожки в парках и стадионах и в песочницы, чтобы детишки могли возводить свои песчаные замки. Но это действительно просто. А если с песком поработать, то можно получить совершенно удивительный материал, который в своё время изменил облик всей цивилизации. Догадались, о чём я говорю? Правильно — о стекле. Вазочки и кувшины, стаканы и бутылки, украшения и лампочки, люстры и очки, окна и стеклопакеты — разве можно сегодня представить себе жизнь без всего этого стеклянного великолепия?
Чтобы превратить песок в стекло, приходится тратить много сил и энергии в прямом смысле этого слова. Песок надо расплавить, а плавится он при очень высокой температуре — более 1700 градусов! Железо и то легче расплавить. Чтобы раскалить в печи песок до такой температуры, нужно очень много топлива (если печь газовая) или электричества (если печь электрическая). Но здесь на помощь приходит маленькое химическое чудо. Если к песку добавить немного соды (химики называют это вещество карбонатом натрия) и мела (карбонат кальция), то температура плавления снизится на 700 градусов. При таком удачном сочетании компонентов песок расплавится, навсегда потеряет свою жёсткую кристаллическую структуру и превратится в прозрачную, жидкую массу, которая застынет, но так и не станет кристаллической. Вот она, химия в действии!
Как вы думаете, давно ли люди догадались, как делать стекло? Мелкие изделия из стекла — бусинки, колечки, маленькие пузырьки — научились изготавливать ещё в Древнем Египте несколько тысяч лет назад. Значит, уже тогда знали его рецепт. А вот листовое гладкое стекло впервые начали делать в конце семнадцатого века. Кстати, первый стекольный завод был построен шведом Елисеем Колтом в 1635 году недалеко от Москвы. Но первые листовые стёкла были маленькие, размером с обычную книжку. Да и гладкостью особой не отличались, ведь тогда остывающую стекольную массу просто раскатывали хорошо ошкуренным бревном.
Первые оконные стёкла были невероятно дороги, поэтому в домах, возводимых в конце семнадцатого и начале восемнадцатого века, окошки были маленькие. В богатых домах эти небольшие стеклянные пластинки вставляли в ячеистую деревянную раму. Тогда окно получалось вроде бы и большим, но состояло из нескольких стеклянных окошек в деревянном обрамлении. Именно такие окна вы можете увидеть в здании Кунсткамеры на Васильевском острове в Санкт-Петербурге, строительство которого началось по указанию Петра Первого в 1718 году. Говорят, что ещё 200 лет назад во Франции взимали налог с тех, у кого были стеклянные окна. Наверное, это был налог на роскошь.
Легко построить замок из песка. Намного труднее расплавить песок и получить из него тягучую стеклянную массу. А уж выдуть из нее, например, химическую колбу или красивую елочную игрушку — это и вовсе искусство
Обычный песок может обернуться красивейшим горным хрусталем, если в земле сложатся подходящие условия. Химический состав у песка и горного хрусталя (кварца) одинаковый. Но внешний вид зависит от структуры минерала. Согласитесь, что этот кристалл длиной семь сантиметров, найденный на Приполярном Урале, действительно очень похож на хрусталь, а не на песок