27. Кобальт-Cobaltum (Co)






Старейший свердловский врач-отоларинголог В. Б. Бродовский приехал в Институт физики металлов Уральского филиала Академии наук с необычной просьбой. Он просил срочно изготовить несколько мощных постоянных магнитов в виде длинной и прочной проволоки. Такой магнит потребовался врачу, чтобы спасти жизнь маленькому пациенту, у которого глубоко в бронхе находился гвоздь. Попытка удаления гвоздя через бронхоскопическую трубку не удалась. Гвоздь глубоко вошел в стенку бронха, и захватить гвоздь за шляпку с помощью специальных щипцов оказалось невозможным. Через несколько часов в лаборатории магнитных сплавов были изготовлены мощные магниты из специального материала, с помощью которых гвоздь был извлечен, и жизнь ребенка спасена.
Специальный сплав, из которого был изготовлен магнит, содержал один из интереснейших металлов - кобальт. Этот металл применяется для изготовления сплавов с разнообразными и поистине чудесными свойствами. Например, сплав для изготовления постоянных магнитов - кобальтовая сталь содержит 15 % кобальта, 5-9 % хрома, по 1 % вольфрама и углерода. В магнитном сплаве "пермендюр" на долю кобальта приходится 49%.
Помимо сплавов для выработки магнитопроводов, сердечников, постоянных магнитов, применяющихся в медицине, с помощью добавок кобальта получают жароупорные, кислотоустойчивые, химически инертные, сверхпрочные и другие замечательные сплавы. Так, например, сплав "стеллит", содержащий 35% кобальта, столько же хрома, 15% вольфрама, 13% железа и 2 % углерода, имеющий большую твердость, применяется для изготовления наконечников резцов, сверл, долот и т. п. Сверхтвердые сплавы ("победит" и др.), содержащие от 78 до 88% вольфрама, 5-6 % углерода и от 6 до 15 % кобальта, представляют собой сцементированные кобальтом карбиды вольфрама, которые сохраняют свою твердость даже при температурах в 1000°С.
При высоких температурах не только инструментальная быстрорежущая сталь, но даже и "стеллит" заметно уменьшают свою твердость. Сверхтвердые сплавы допускают огромные скорости обработки металла, невозможные для сплавов, не содержащих кобальта. Так называемой ковар, имея одинаковый со стеклом коэффициент расширения, обладает высокой устойчивостью к ртутным парам. Эти свойства дают возможность впаивать "ковар" в стекло, что весьма важно для изготовления электрорадиоаппаратуры и новых источников света.
В природе кобальт встречается, главным образом, в виде соединений в целом ряде минералов. Из них наиболее распространенными являются смальтит (соединение кобальта с мышьяком) и кобальтовый блеск (соединение кобальта с мышьяком и серой). На долю кобальта приходится 0,001 % от общего числа атомов земной коры.
В чистом виде кобальт представляет тягучий, ковкий, внешне похожий на железо металл, более устойчивый к действию воды, воздуха и кислот, чем железо.
Кобальт играет важную роль в биологических процессах. Отсутствие кобальта в пище некоторых животных ведет к серьезным расстройствам их жизнедеятельности.
Кобальт входит в состав витамина В12, в котором содержится 4,5 % кобальта. Это единственный витамин, в состав которого входит металл. Биологическая роль этого витамина очень велика. При отсутствии в организме витамина В12 развивается злокачественное малокровие. Витамин В12 потребляется и микробами, в том числе теми, которые живут в кишечнике человека. Однако у здоровых людей желудочный сок содержит особое вещество (белок апоэритеин), которое, соединяясь с витамином В12, образует новое вещество (эритеин), не воспринимаемое микробами. В некоторых случаях нарушения работа желудка апоэритеин исчезает из желудочного сока, и поступающий с пищей витамин В12 поглощаясь микробами кишечника, в организм человека не поступает, что и ведет к заболеванию злокачественным малокровием.
В настоящее время витамин В12 применяют не только для лечения злокачественного малокровия, а также ряда других заболеваний (астмы, невралгии, сухотки спинного мозга и др.).
В последнее время изотоп кобальта (кобальт с атомным весом 60) используется в медицине как заменитель радия. Облучая в ядерном реакторе металлический кобальт нейтронами, получают радиоактивный кобальт с активностью, соответствующей активности сотен и тысяч граммов радия (на всей Земле добыто не более 1000 г радия). Опыт применения радиоактивного кобальта показал, что его свойства более подходящи для лечебных целей, чем свойства радия. Он дает более однородное по своей энергии гамма-излучение, а бета-лучи кобальта легче поглощаются, чем у радия. Поэтому при лечении кобальтом достигаются лучшие результаты, чем при лечении радием. Распадается радиоактивный кобальт сравнительно медленно: только через 5 лет и 109 с половиной суток его активность снижается наполовину.
Интересно использование кобальта-60, проводивщееся в США в борьбе с насекомыми, и в частности с мухами, путем наводнения естественной популяции мух стерильными мухами мужского пола, производящихся с помощью радиоактивного кобальта на специальной... фабрике мух!
Сущность такого оригинального способа борьбы с мухами же заключается в следующем. На фабрике мух, представляющей собой большое двухэтажное здание, три, миллиона обычных мух откладывают личинки, образующиеся из них куколки выдерживаются в соответствующих условиях до их созревания.
Между прочим, в этот период, а он длится до пяти с половиной суток, потребляется значительное количество продуктов. Так, например, ежедневно требуется 6 т мяса, 5 т воды, 2,5 т говяжьей крови, 2,5 л меда, 30 л плазмы.
За два дня до образования взрослых мух личинки подвергаются облучению кобальтом-60, который применяется в виде полосок размером 32,5х5х0,3 см, покрытых нержавеющей сталью в специальных облучателях. Всего таких облучателей 6, облучение куколок длится 12-14 мин. Появившиеся мухи мужского пола становятся стерильными. Ежедневно производится 10 млн. мух, с самолетов они разбрасываются в необходимых районах из расчета 100-800 мух на квадратный километр. После спаривания стерильных самцов с самками естественной популяции мух яйца, отложенные последними, не развиваются и естественная популяция мух, не пополняясь, быстро сходит на нет.
Название "кобальт" употреблялось с конца XV в. Оно произошло от слова "коболт", что значит горный дух. Мифологическое название металла можно объяснить следующим образом. В природе кобальт встречается в мышьяковистых рудах, из которых нельзя получить его в чистом виде путем обжига, так как при обжиге этих соединений металл превращается в окисел. Так как средневековые рудокопы считали руду, не дающую при обжигании металла, изделием горного духа - коболта (англо-саксонская мифология), то это дало основание для одноименного названия и самого металла.



28. Никель-Niccolum (Ni)


В 1751 г. шведский минералог и химик А. Кронштедт получил металл, который впоследствии назвали никелем, от слова "никель", что означает "ложная медь" (из-за сходства некоторых природных соединений никеля с медными рудами).
В свободном состоянии никель встречается в метеоритах. Однако чаще никель находится в метеоритах в сплаве с железом, где количество никеля может достигать от 5 до 60 %.
На Земле никель почти всегда встречается совместно с кобальтом и главным образом в виде смеси соединений никеля с кобальтом и мышьяком (купферникель), с мышьяком и серой (никелевый блеск), с железом, медью и серой (пентландит) и другими элементами. Наиболее крупные месторождения никеля находятся в Канаде и в Новоэй Каледонии, а также на Урале, в Красноярском крае и на Кольском полуострове.
Несмотря на то, что уральские месторождения были известны еще задолго до революции, в царской России не было никелевого производства. Никель ввозился из-за границы. Первый никелевый завод в СССР вступил в строй в 1934 г.
Получение чистого никеля из природных руд представляет большие трудности, так как приходится отделять никель от почти всегда сопутствующего ему кобальта. Никель и кобальт обладают многими общими свойствами. Так, плотность никеля (8,9) одинакова с плотностью кобальта, атомный вес всего на 0,25 меньше, температура плавления никеля (1455°С) на 40° ниже температуры плавления кобальта, теплопроводность никеля почти равна теплопроводности кобальта. Как и кобальт, никель притягивается магнитом.
В чистом виде никель - серебристо-белый, с легким желтоватым отсветом, металл, который, как и кобальт, хорошо куется и полируется.
Никель применяется для защиты металлов от окисления. Для этой цели электролитическим путем он наносится на поверхность защищаемого металла в виде тонкой пленки (никелирование). Такие никелированные предметы, как чайники, самовары, поручни и ручки в трамваях, автобусах, метро, известны каждому. Однако основное использование никеля - это получение различных сплавов, обладающих разнообразными и очень ценными свойствами.
Один из сплавов никеле в Европе в XIX в. получил название нового серебра (нейзильбер). Этот сплав никеля с медью и цинком, который действительно похож по ряду свойств на серебро, применяется при изготовлении столовой посуды (чайники, самовары, вилки, ложки), а также для выработки деталей машин (краны, вентили и др.) и их отделки.
Другой сплав никеля с медью и цинком называется никелином. Он обладает большим электрическим сопротивлением и используется для изготовления реостатов, эталонных сопротивлений и т. д.
Сплав никеля, хрома, железа и марганца (нихром) с большим электрическим сопротивлением при высокой жароупорности применяется для изготовления спиралей различных электронагревательных приборов (плитки, утюги, кипятильники и т. д.).
Сплав никеля с железом, марганцем и углеродом - инвар (неизменяемый), отличаясь очень малым температурным коэффициентом расширения (в 10 раз меньше, чем у железа), употребляется для изготовления точных измерительных приборов (маятников, мер длины и др.).
Сплав, содержащий 68 % никеля,28 % меди, 2,5 % железа и 1,5% марганца (монельметалл), обладает большой химической устойчивостью и применяется при изготовлении различной аппаратуры и частей ее для химических заводов.
Сплав платинит, в состав которой входит никель и углерод, имеет такой же коэффициент теплового расширения, как и стекло. Поэтому из нее изготовляют различные предметы, вплавляя металл в массу стекла (шприцы, электролампы, химическую аппаратуру и т. п.).
Никель в сочетаниях с другими металлами дает стали с различными свойствами. Одни из сталей обладают необычайной прочностью, другие - вязкостью, третьи - устойчивостью к химическим реагентам и т. д.
Не менее широкое применение в технике находят сплавы "альни", "альнико" и др., обладающие магнитными свойствами.
Сталь, в состав которой входит 9% никеля и 18% хрома, отличается высокой антикоррозионной стойкостью и называется нержавеющей, находит широкое применение для изготовления хирургических инструментов, предметов домашнего обихода и т. п. Нержавеющая сталь применяется в оформлении станций московского метрополитена. Нержавеющая сталь была впервые использована для сооружения монументальной скульптуры (25 м высотой) "Рабочий и колхозница" венчавшей Советский павильон на Всемирной выставке в Париже (1937), а позже установленной в Москве при въезде на ВДНХ.
В некоторых государствах сплав никеля (25%) с медью (75 %) используется для изготовления разменной мелкой монеты.
В мелко раздробленном состоянии никель обладает высокой каталитической активностью. В чистом виде никель употребляется для изготовления лабораторной химической посуды (тигли, шпадели и др.).





На главную Сделать стартовой Добавить в избранное Написать письмо

Поставь закладку/отправь другу!

Рейтинг SunHome.ru Яндекс.Метрика