Создано человеком

Говоря о губительном воздействии ртути на человеческий (равно и на любой другой) организм, обычно приводят в качестве примера трагедию рабочих, наносивших позолоту на купол знаменитого Исаакиевского собора в Петербурге. Дело это было под стать богатырям. Предстояло покрыть медными листами, на которые методом амальгамирования нанесли более ста килограммов растворенного в ртути червонного золота. В итоге 60 рабочих погибло от отравления. Вот почему слово "амальгама" и ассоциируется до сих пор с человеческой трагедией.

Но потребность в ртути от этого нисколько не снижается. Многие физические измерительные приборы (в том числе и медицинские термометры) без ртути обойтись пока что не могут. Но гораздо шире ее используют при создании так называемых ртутных ламп, все настойчивее претендующих на звание основных приборов для освещения улиц. Такой опыт уже известен в стране.

А завершить этот необычный экскурс в историю открытий и использования металлов мне бы хотелось работой, к которой я имею сегодня непосредственное отношение.

Началась же она давным-давно. 140 лет назад профессор Казанского университета К. К. Клаус заинтересовался отходами платинового производства петербургского Монетного двора. Тогда платину выплавлять не умели, и монеты для широкого обращения изготавливали прессованием разогретого порошка. Как известно, именно этот метод лежит сейчас в основе перспективного направления переработки металлов - порошковой металлургии. Но в то время об этом еще не думали. Как и о том, что отходы этого производства послужат для еще одного важного открытия.

Исследуя отходы, К. К. Клаус обнаружил новый, неизвестный ранее элемент, который в честь России назвал рутением (от латинского названия нашей страны). Открытие было не из легких, поскольку все платиноиды (рутений, родий, палладий, осмий, иридий, платина) очень близки по своим химическим и физическим свойствам, а потому работу К. К. Клауса вполне можно назвать научным подвигом, в котором ярко проявились выдающиеся знания, опыт, мастерство и интуиция ученого. Он подробно исследовал свойства рутения и сопутствующих ему родия, иридия, палладия.

Весть об открытии нового металла была встречена зарубежными учеными с некоторым недоверием. Но после повторных опытов крупнейший в то время химик Я. Берцелиус написал К. Клаусу: "Ваше имя будет неизгладимо начертано в истории химии".

Долгое время рутений и другие платиновые металлы не находили промышленного применения. После Великого Октября в 1918 году был создан Институт по изучению платины и других благородных металлов. Под руководством его первого директора выдающегося химика профессора Л. А. Чугаева были разработаны первые технологические процессы отечественного аффинажа (разделения) всех платиновых металлов. Уже в 20-х годах страна стала создавать свою платиновую промышленность.

Сейчас платиновые металлы добывают при переработке полиметаллических руд. Содержание в них платины и палладия исчисляется граммами на тонну, а других платиноидов - миллиграммами. Даже в крупномасштабном производстве балапс этих металлов ведется с точностью до граммов. Сегодня платиновые металлы не только активы национальных банков, но и важнейший технический материал. В ряде случаев они не могут быть заменены ничем другим.

Давно известна уникальная способность платиновых металлов резко ускорять химические реакции, лежащие в основе современного многотоннажного производства многих продуктов. Окислением аммиака на сплавах платины и родия получают азотную кислоту, необходимую для производства удобрений и многих других важных продуктов. Платина входит в состав катализаторов, используемых для получения высокооктановых бензинов, а также полупродуктов для производства красителей, фармацевтических препаратов, порохов, взрывчатых веществ, органического стекла и других полимерных материалов.

В последнее десятилетие резко возросло применение палладия в качестве катализатора.

Высокая коррозионная стойкость и тугоплавкость платиновых металлов и сплавов сделала их незаменимыми в различных реакторах для получения особо чистых веществ и материалов для радио- и электронной техники, изготовления фильер, в производстве стеклянного волокна и т. п. Нашел свое применение здесь и рутений, особенно при работе в агрессивных средах при повышенных температурах.

Использование палладия в качестве контактов в технике слабых токов (радио, телефон, телеграф) исключает образование помех. В технике сильных токов контакты из сплавов платиновых металлов обладают исключительно высокой надежностью. Словом, развитие научно-технического прогресса заставило столь широко использовать в технике платиновые металлы, что для традиционного ювелирного дела, например, остается их очень незначительная часть.

Но и на этом поприще уникальные возможности рутения раскрыты не в полной мере. Еще сказывается сложность его выделения из природного сырья, а также отделения от других платиновых металлов. Вот почему в нашей стране исследование соединений, образуемых рутением, всегда привлекало внимание специалистов.

В Институте общей и неорганической химии имени Н. С. Курнакова (ИОНХ) АН СССР - одном из важнейших центров исследований по координационной химии в нашей стране, руководить которым я имею честь, - изучение свойств платиновых металлов, в том числе и рутения, проводится широким фронтом. Это вполне естественно, ибо ИОНХ - восприемник тематики и научных идей Института по изучению платины и других благородных металлов. Работы научных сотрудников института в области координационной химии платиновых металлов отмечены крупными достижениями. Но сейчас хотелось бы остановиться на исследовании окисных соединений рутения.

До середины 60-х годов соединения благородных металлов с кислородом были изучены слабо. Однако открытие в 1962 году немецким ученым X. Шефером и его сотрудниками металлического характера электропроводности у двуокиси рутения стимулировало интерес химиков к такого рода материалам, расширило возможности их практического использования.

Выяснилось, что окисные соединения рутения, родия, иридия, осмия и других платиновых металлов обладают уникальным сочетанием физических и химических свойств; инертностью по отношению к окислительным и восстановительным реагентам, термоустойчивостью, износостойкостью, широким диапазоном электрической проводимости в зависимости от своего состава. Эти удивительные качества позволили создать титановые электроды (аноды) с поверхностно инертным покрытием из окислов рутения. Они экономически более выгодны при производстве хлора и каустической соды электролизом, чем угольные.

В ИОНХ была открыта закономерность изменения электропроводности двойных окислов платиновых и неблагородных щелочных металлов и установлена ее связь с электронной конфигурацией иона соответствующего платинового металла. Стало ясно, что значение удельного электрического сопротивления таких двойных окислов может меняться в очень широких пределах - на 7-8 порядков. А это дает возможность выбора материала с нужными электрическими свойствами. Производство наиболее прогрессивных в электронной промышленности печатных микросхем не обходится без толстопленочных резисторов и проводящих паст, одним из важнейших компонентов которых стали окисные соединения рутения и других благородных металлов.

Рутений начинает активно работать в народном хозяйстве. Металл, открытый в нашей стране и названный о честь России, широко исследуется советскими химиками.

Дальнейшее изучение свойств платиноидов еще более расширит области применения этих ценнейших металлов.

В общем, потребности в этом и других металлах не снижаются, а возрастают. И все же... говоря о металлах как необходимейших материалах наших дней, перечисляя их многочисленные достоинства, проявляющиеся в разных областях науки и народного хозяйства, я пока лишь походя упомянул самое-самое, как говорится, их новое качество. Они все чаще становятся основой композиционных материалов, создание которых обязано актуальнейшим потребностям техники и науки. Им металлы и передают своп достоинства, свои качества, характеризуя которые люди испокон веков употребляли определение - "самый".