Рассказ о самых стойких
Шрифт:
Еще один «дубль» в науке, совершенный Смитсоном Теннантом, стал фактом. Лишь незадолго до этого, не без споров, платина была признана членом семейства благородных металлов, а теперь стало очевидным, что она и сама мать целого семейства платиноидов.
В связи с этим в одной из газет вспомнили шутливую истину: у разбогатевшего всегда обнаруживается много бедных родственников.
Подтвердится ли эта истина на примере платиноидов?
Что сулит их открытие?
МРАЧНЫЙ ПРОГНОЗ
С той поры как платиновая руда приобрела ценность, умение отличать ее стало необходимым. И все же еще по меньшей мере полвека она оставалась таинственным незнакомцем.
По сравнению со сверкающими алмазами, яркими рубинами, золотом, которое от всех отлично, по словам Ломоносова, «через свой изрядно желтый цвет и блестящую светлость», у природной платины нет надежных примет или, можно сказать, приметна она только своей неприметностью! Ни один из признаков, по которым обычно отличали минералы, у нее не выражен надежно. Она бывает серой различных оттенков, желтоватой, черной, серебристо-белой. В одних россыпях ее зерна окрашены одинаково, в других разнообразно, и нередко по-разному окрашенные зерна находятся рядом. Различен и блеск зерен, он меняется от яркого до тусклого. Их форма тоже особых примет не имеет, они бывают округлые и угловатые, пластинчатые, крючкообразные, чешуйчатые. У одних зерен поверхность гладкая, блестящая, у других ямчатая, невзрачная.
Не только внешние признаки, но и некоторые свойства природной платины тоже изменчивы. Например, она бывает и сильно магнитной и вовсе не магнитной. Значительно изменяется ее удельный вес — для большинства зерен характерен интервал 15–20 г/см3, но попадались более легкие и более тяжелые. И все же тяжесть долгое время оставалась единственным надежным критерием. Платиновыми считали все зерна, какие оставались при промывке вместе с золотом, но были на него непохожи.
Для тех, кто добывал руду, такое определение было удобно и даже выгодно, оно давало возможность «подсаливать» концентрат трудноотличимыми тяжелыми минералами, такими, как хромит или вольфрамит.
То, что платиновая руда неоднородна, замечали, конечно, многие, но уровень познания был слишком низок, чтобы разобраться в причинах. Да и не выглядела проблема актуальной, пока существовала уверенность в том, что все эти разнообразные зерна содержат только один металл.
Доказав ошибочность этого, Волластон сосредоточил усилия на минералогическом изучении руд. Собрав коллекцию из россыпей Колумбии и Бразилии, он систематизировал зерна по их форме, строению, окраске, блеску, излому, твердости, хрупкости, тяжести, магнитности и определил химический состав всех разновидностей.
Какой потребовался титанический труд, станет понятным, если вспомнить, что каждый химический анализ на платиновые металлы продолжался тогда примерно месяц, а таких анализов он выполнил множество. Судя по последовательности, в какой были опубликованы результаты, Волластон начал минералогические исследования с зерен малораспространенных, имеющих, так сказать, особые приметы. В 1803 году он установил, что в составе природной, или, как ее обычно называли, самородной платины подлинно самородная, то есть почти химически чистая, платина — большая редкость. Только в некоторых золотых россыпях Бразилии попадались ее зерна и даже мелкие самородки, характерные серебристо-белым цветом, ярким, нетускнеющим блеском, неровным изломом, а иногда и радиально-лучистым строением. Плотность такой самородной платины несколько ниже, чем у получаемой на заводах, как оказалось, из-за многочисленных мельчайших включений газа.
Следующий минерал, охарактеризованный Волластоном, отличался от самородной платины желтовато-серым оттенком, меньшим удельным весом, а главное — значительным содержанием палладия (от 7 до 40 процентов), что и определило его название — палладистая платина.
Во многом эти минералы оказались сходны: оба они ковки, хорошо полируются, не магнитны и имеют одинаковую невысокую твердость — 4 по 10-балльной шкале Мооса, в которой за единицу принят тальк, а десяти соответствует алмаз.
В 1805 году Волластон объявил, что в платиновой руде есть минерал, платины вовсе не содержащий. Оловянно-серые зерна, из которых Теннант впервые извлек иридий и осмий, представляют собой природный сплав этих элементов, никаких других в заметных количествах не содержит. Твердость осмистого иридия — 7, удельный вес — 21 г/см3.
Охарактеризовав эти «приметные» минералы, Волластон занялся изучением невзрачных, разноликих зерен, преобладающих в составе руды. Год за годом он упорно изучал их разновидности, но четких границ установить между ними не удалось. Удельный вес зерен в пределах 14–19 г/см3 твердость от 4 до 6, магнитность от сильной до слабой. Изменчивым и многокомпонентным оказался химический состав: содержание платины составляло 85–90 процентов, железа 7-11 процентов, а все остальное приходилось на долю палладия, иридия, родия, меди, свинца, никеля и других металлов (содержание каждого из них «плясало» от 0,1 до 2 процентов).
Удалось подметить, что с увеличением содержания железа окраска зерен темнеет, усиливается их магнитность, возрастает твердость и уменьшается удельный вес — все это без резких скачков.
Волластон в 1807 году опубликовал эти данные и смелый вывод: несмотря на многочисленные различия, все изученные разновидности характеризуют всего лишь один минерал — природный сплав платины и железа с множеством примесей, состав и свойства которого изменчивы, так сказать, от природы.
Доказательства Волластона были признаны, и в 1813 году главный минерал платиновой руды занял место в минералогическом справочнике, получив по наиболее характерной своей особенности название поликсен, что значит в переводе с древнегреческого «многопримесный».
Установленный Волластоном состав платиновой руды — пять элементов, пять минералов — получил общее признание, и никому из исследователей дополнить его не удалось.
Изучение минералогии помогло Волластону усовершенствовать переработку руды, повысить извлечение платиноидов. В магазине Форстера началась бойкая торговля ими. Многие стремились выяснить свойства и возможности практического использования новых металлов, но угнаться в этом за Волластоном не сумел никто.
Установив, что минерал осмистый иридий, как и получаемые из него металлы, не только тверд, но и очень стоек на истирание, он изобрел «вечные» перья — золотые и платиновые с кончиком из «осмиридия». Такие перья гораздо долговечнее всех иных, писать ими быстрее, и рука не устает.
Эти перья быстро получили широкое распространение. (Имеются сведения о том, что Гёте послал в подарок Пушкину золотое перо, возможно, из категории «вечных».)
Волластон установил также, что иридий и осмий не только тверды сами по себе, но и передают это свойство некоторым сплавам. При добавлении 10 процентов иридия была получена «твердая платина», неизменная во всех отношениях, незаменимая для изготовления эталонов и деталей, несущих значительную нагрузку, в том числе и для «вечных» зубов. (Нержавеющая сталь тогда не была известна, и платиновые зубы, превосходя все иные по прочности, выглядели очень престижно, особенно украшенные бриллиантами была и такая мода.) Все это определило высокий спрос на иридий и осмий. Вскоре они не только догнали, но и превзошли по цене платину.