Reise Nummer 5 auf den Zooartikeln

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Boris Druzhinin
"Quantic" №11, 2016

Scandium (Sc)

Scandium belegt die Zelle Nummer 21. Die höchste Anerkennung der Arbeit eines Wissenschaftlers ist die Bestätigung der von ihm gemachten Vorhersagen. Im Jahr 1870 sagte DI Mendelejew die Existenz eines Elements nahe an Bor voraus, dessen Atom leichter ist als das von Titan, aber schwerer als das von Kalzium. Im Jahr 1879 erhielt der Schwede Lars Nilsson ein solches Element. Nilsson war ein echter Skandinavier und nannte das neue Element Scandium.

Scandium auf der Erde ist viel mehr als Silber, aber es kostet mehr als Gold. Warum? Erstens gibt es Ablagerungen von Gold, Silber und anderen Edelmetallen, manchmal finden sich ihre großen Nuggets. Und Scandium-Verbindungen sind fast gleichmäßig über den Globus verstreut in geringen Mengen, als ob die Natur beschlossen hätte, sie allgegenwärtig, aber schwer fassbar zu machen. Zweitens ist das Verfahren zum Erhalten von metallischem Scandium sehr kompliziert, lang und zeitaufwendig. Aus diesem Grund ist der Preis so hoch. Aufgrund von Scandium auf der ganzen Welt geht es buchstäblich auf Kilogramm.

Was ist der Wert von Scandium? Vergleichen wir einige Eigenschaften mit denen der meistverwendeten Metalle: Stahl und Aluminium. Stahldichte – 7,8 g / cm3, Schmelzpunkt – etwa 1500 ° C, Aluminium – bzw. 2,7 g / cm3 und 660ºC und Scandium – 3,0 g / cm3 und 1539 ° C Es stellt sich heraus, dass Scandium so leicht wie Aluminium und so feuerfest wie Stahl ist. Darüber hinaus ist es sehr langlebig und korrosionsbeständig. Kleine Zusätze von Scandium machen viele Legierungen stärker, erhöhen aber ihre Kosten um ein Vielfaches.

Titan (Ti)

Käfig Nummer 22 ist besetzt mit Titan. Der Name "Titan" wurde diesem Metall zu Ehren der Söhne der altgriechischen Göttin Gay – Titans gegeben. Das Element Titan wurde Ende des 18. Jahrhunderts unabhängig von William Gregor und Martin Klaproth entdeckt. Klaproth fand ein neues Element im weitverbreiteten Rutilmineral. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurde Titanoxid verwendet: Sie begannen, daraus Weiß zu machen. Im Gegensatz zu den früher verwendeten Bleifarben erwies sich das neue Weiß als sparsamer und vor allem nicht giftig.

Die Eigenschaften von reinem Titan sind beeindruckend. Es kann geschmiedet, zu Blättern, Klebeband, Draht und sogar zur dünnsten Folie gerollt werden. Es ist fast doppelt so leicht wie Eisen und hat eine höhere Festigkeit als Stahl. Nur eineinhalb Mal schwerer als Aluminium und stärker – sechs Mal.

Natürlich wurden solche Eigenschaften von Titan schnell verwendet. Die Rümpfe von Booten, U-Booten und Flugzeugen, Schutzwesten – all das ist Titan.In der Luft wird Titan fast sofort mit einem sehr dünnen Oxidfilm bedeckt, der vor Rost schützt. Daher ist es chemisch fast resistent wie Platin. Chemiefabriken nutzen Reaktoren, Pumpen, Pipelines aus Titan. Wie bereits erwähnt, ist das Oxid, das die Oberfläche von Titan bedeckt, für den Menschen unschädlich, was die Verwendung von Titan bei der Herstellung von Zahnprothesen erlaubt, einschließlich Zahnersatz (sie sind leicht und haltbar). Titanium macht Sportgeräte, Handyhüllen und sogar Schmuck.

Es ist jedoch notwendig, Titan vorsichtig zu behandeln, da Titanstaub dazu neigt zu explodieren und Titanchips sehr gut brennen.

Vanadium (V)

Vanadium "lebt" in Käfig Nr. 23. Wegen der schönen Farbe seiner Verbindungen wurde dieses Metall nach einem der Namen der skandinavischen Göttin der Schönheit und Liebe, Freya, oder Vanadis benannt. Vanadiumverbindungen wurden 1801 vom mexikanischen Andres Manuel del Rio aus braunen Bleierzen isoliert. Zuerst kündigte er die Entdeckung eines neuen Metalls an, später aber schloss er sich der Meinung anderer Chemiker an, die glaubten, es sei Chrom. Im Jahr 1830 entdeckte der Schwede Niels Sefström wieder Vanadium und isolierte seine Verbindungen aus Eisenerz.Sefstrom überzeugte, und ein Jahr später fanden Chemiker heraus, dass del Rio auch Vanadium identifizierte.

Fast 80% des gesamten extrahierten Vanadiums wird in Legierungen verwendet, hauptsächlich für rostfreie und Werkzeugstähle. Es ist empfehlenswert, 3% Vanadium zuzusetzen, da dieses Metall sehr hart wird. Unbedeutende Vanadiumadditive erhöhen die Elastizität und Festigkeit von Stahl um ca. 50%. Durch Hinzufügen von Vanadium zu Stahl senkte Henry Ford die Preise seiner Autos und steigerte ihre Verkäufe. Er sagte einmal: "Wenn es kein Vanadium gäbe, dann würde es mein Auto nicht geben."

Vanadiumoxid wird als Katalysator für die Herstellung von Schwefelsäure verwendet: Der Katalysator beschleunigt die Reaktion erheblich, fast ohne dabei zu verbrauchen. Dies bedeutet jedoch nicht, dass der Katalysator für immer funktioniert. Allmählich kommt es zum Verfall, und es muss ersetzt werden.

Vanadium gehört zu den zerstreuten Elementen: seine Mineralien bilden keine eigenen Ablagerungen, sondern sind in Form von Verunreinigungen in Eisen- und Titanerzen enthalten. Ein erheblicher Anteil an Vanadium wird aus Abfallstahlwerken gewonnen.

Pflanzen und Pilze entfernen Vanadium aus dem Boden und eine Art Champion in der Anhäufung von Vanadium – ein giftiger Pilz, ein blasser Grebe.

Chrom (Cr)

Chrom besetzt die Zellzahl 24. Dieses Metall wird wegen der Farbvielfalt seiner Verbindungen (aus der griechischen χρῶμα – Farbe) genannt. So erhält natürliches Aluminiumoxid (Mineralkorund) durch kleine Beimischungen von Chromoxid eine schöne rote Farbe. Diese Korundsorte wird als Rubinstein bezeichnet.

Anfänglich wurden Chromverbindungen verwendet, um Farbstoffe in der Textilindustrie zu erhalten. Aber es wurde bald klar, dass kleine Zusätze von Chrom viele der Eigenschaften von Stahl signifikant verbesserten. Chrom-Vanadium-Stahl ist beständig gegen Stöße und Abrieb, daher wird es im Flugzeugbau, im Schiffbau und in der Artillerie eingesetzt. Manchmal sind Stahlteile verchromt, das heißt, sie haben eine dünne Chromschicht auf ihrer Oberfläche, um vor Rost zu schützen, und nur wegen der Schönheit. Ein Stahl, der 13-20% Chrom enthält, wird rostfrei.

In Russland wurden Chromstiefel immer besonders respektiert. Leder mit einer speziellen Zusammensetzung, die auf Chrom basiert, erhält einen schönen Glanz und Stärke. In zaristischen und sowjetischen Zeiten waren Chromstiefel hauptsächlich für Offiziere gedacht.

Mangan (Mn)

Mangan nahm die Zellzahl 25 an. 1774 entdeckte Johan Gang das Metall und nannte es "Manganum" (nach der antiken griechischen Region Magnesia, die reich an Mineralvorkommen war, einschließlich solcher mit Mangan). Auf Russisch wurde Manganum in Mangan umbenannt. In meiner fernen Nachkriegs-Kindheit wurden Prellungen, Kratzer und Schnitte mit Kaliumpermanganat behandelt. Zu dieser Zeit kannten wir keine anderen Mittel. Was war meine Überraschung, als ich im Chemieunterricht erfuhr, dass diese rot-violette Flüssigkeit eine Lösung einer Substanz ist, die Metall enthält. Ja, eine verdünnte Lösung (etwa 0,1%) von Kaliumpermanganat hat die breiteste Verwendung in der Medizin als ein Antiseptikum zum Gurgeln, Waschen von Wunden und Behandeln von Verbrennungen gefunden.

Aber besonders viel Arbeit in Mangan in der Metallurgie. Eine kleine Menge Mangan ist in buchstäblich jeder Stahlsorte zu finden. Es hilft, Sauerstoff aus Stahl zu entfernen, wenn es geschmolzen wird, und neutralisiert die schlechte Wirkung von Schwefel, wodurch die Eigenschaften von Stahl verbessert werden. Und Hadfield-Stahl enthält neben Eisen und Kohlenstoff (1-1,5%) sogar 11-15% Mangan. Stahl dieser Marke hat eine einzigartige Härte. Von ihm machen die Zähne von Baggern, Panzerketten, der Kreuzung von Schienen, sowie Brechern, die die härtesten Felsen schleifen.Die Härte dieses Stahls ist so, dass er nicht bearbeitet werden kann, die Details davon können nur gegossen werden.

In jeder Alkalibatterie wird Manganoxid als Kathode verwendet.

Künstlerin Maria Useinava


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