От водорода до …?

Как ни печально, но картины признанных мастеров кисти прошлых веков постепенно теряют свои художественные качества. Виновник этого — свинец. При писании картин почти всегда употреблялись свинцовые белила, а они изменяются от времени. От действия сероводорода, почти всегда в незначительных количествах содержащегося в воздухе жилых помещений, свинцовые белила темнеют. Это еще полбеды: потемневшую картину можно просветлить путем обработки (протирания) перекисью водорода. Есть у свинцовых белил другой неустранимый недостаток — частичная потеря кроющей способности. Потеря кроющей силы свинцовых белил объясняется образованием в краске полупрозрачного соединения (свинцового мыла). Оно возникает в результате реакции между водной окисью свинца, входящей в состав белил, и кислотами, находящимися в связующих краску маслах и лаках. Этот недостаток свинцовых белил отразился в большей или меньшей степени на всех произведениях старых мастеров (Караваджо, Рибейры, Пуссена и др.). Свинцовые белила в живописи сейчас уступили место титановым. Кроющая способность титановых белил в два раза выше свинцовых, они не ядовиты и не темнеют от сероводорода. Основой титановых белил является чистая двуокись титана, порошок удивительной белизны. В электрической печи можно получить искусственным путем прозрачные кристаллы двуокиси титана. Они имеют показатель преломления (2,7) больше, чем у алмаза (2,4), и могут поэтому служить для имитации драгоценных камней, более красивых, чем лучшие бриллианты.

Надевая рубашку из искусственного шелка, имейте в виду, что в нем есть двуокись титана, которая придает ткани матовый оттенок. Эмали, глазури, тугоплавкие стекла также содержат этот окисел. Некоторые соединения титана нашли применение в радиотехнике, так как обладают по сравнению с природными материалами огромной диэлектрической постоянной.

Автомобильный металл

23. Ванадий — Vanadium (V)

Известный «автомобильный король» Форд сказал: «Если бы не было ванадия, — не было бы автомобиля». Незначительная добавка (0,2 %) ванадия к обычной стали сообщает ей целый ряд ценных свойств: увеличивается ее упругость, прочность на истирание и сопротивление разрыву, что особенно важно для таких ответственных частей автомобиля, как рессоры, оси, валы, шестерни. Из ванадиевой стали изготовляют автомобильные моторы, паровозные цилиндры, тормозные колодки. Если бы не ванадиевая сталь, автомобиль весил бы в два раза больше, в два раза увеличился бы расход горючего, износ покрышек, сократился срок службы дорожного покрытия. Поэтому ванадий образно и называют «автомобильным металлом».

В технике строительства мелких морских кораблей, гидросамолетов, глиссеров нашел применение сплав, имеющий звучное название «ванадал», который состоит из алюминия и ванадия и обладает не только высокими механическими свойствами, но и отличной устойчивостью против разрушающего действия морской воды.

Нужно заметить, что ежегодно на земном шаре добывается не более 5 тыс. т ванадия, т. е. всего лишь в 5 раз больше, чем золота. Между тем на земле ванадия сравнительно много, он составляет 0,005 % от общего числа атомов земной коры, что при переводе в тонны дает грандиозное количество. Ванадий входит в состав более пятидесяти минералов, обнаружен даже в составе метеоритов, но … богатые месторождения его минералов встречаются весьма редко. Ванадий — элемент, рассеянный повсюду, поэтому руды, содержащие всего один процент ванадия, считаются чрезвычайно богатыми. Для промышленного получения ванадия используют и такие руды, в которых ванадия всего 0,1 %.

В земной коре ванадия больше, чем таких распространенных металлов, как цинк, медь, олово, свинец. Если посмотреть на карту крупных промышленных месторождений ванадия, то бросается в глаза, что многие из них — Колорадо (минерал карнотит), Перу (минерал патронит), юго-запад Африки — находятся в районах с сухим и жарким климатом. В СССР главным источником получения ванадия служат железные и полиметаллические руды (руды, содержащие несколько металлов).

Каждому понятно, что когда есть возможность без ущерба для производства заменить драгоценные металлы более доступным и дешевым материалом, ее немедленно используют. Поэтому, как только в Одесском химическом институте была установлена возможность замены в производстве серной кислоты платинированного асбеста (асбест с нанесенным на него порошком платины) окислом ванадия, на наших заводах сразу же приступили к внедрению изобретения в производство. Впервые такая замена была осуществлена еще в предвоенные годы на одном из заводов Донбасса. Ныне большинство заводов мира в производстве серной кислоты применяют в качестве катализатора не платину, а соединения ванадия. Помимо сернокислотной промышленности, соединения ванадия применяются в резиновой, стекольной и керамической промышленностях.

Ванадий — элемент современной техники, находит широкое применение в настоящем, но еще шире он и его соединения будут использоваться в будущем.