Открытие палладия - почти детективная история

[ Версия для печати ]
Добавить в Facebook Добавить в Twitter Добавить в Вконтакте Добавить в Одноклассники
  [ ОТВЕТИТЬ ] [ НОВАЯ ТЕМА ]
mnr1
5.12.2019 - 14:13
Статус: Offline


Ярила

Регистрация: 9.07.13
Сообщений: 1818
31
Началась история палладия в апреле 1803 года, когда нескольким лондонским химикам пришла рекламная листовка примерно такого содержания: «Палладий, или новое серебро, — его свойства позволяют отнести этот новый металл к числу благородных. Свойства у него такие... Купить образцы можно только в лавке торговца минералами Якова Форстера в Сохо по цене пять шиллингов, полгинеи и гинея каждый». Новым металлом сразу же заинтересовались, но, поскольку мистер Форстер был в отъезде, обращаться пришлось к его жене Элизабет. Миссис Форстер ничего толкового сказать не могла: какой-то молодой человек приятной наружности принес немного металла и попросил ее мужа организовать продажу. Уильям Николсон, основатель и главный редактор «Журнала натурфилософии, химии и искусств», перепечатал объявление, но такой способ представления нового металла вызвал сильную неприязнь и породил недоверие.

Открытие палладия - почти детективная история
 
[^]
mnr1
5.12.2019 - 14:13
Статус: Offline


Ярила

Регистрация: 9.07.13
Сообщений: 1818
В частности, неладное заподозрил Ричард Ченевикс. Он родился в Дублине, снискал славу химика-аналитика, работая во Франции, а во время описываемых событий находился в Лондоне. В научном сообществе Ченевикс был известен дотошностью и сварливостью. Он купил немного металла и обнаружил, что заявленный набор свойств, действительно, отличается от известных элементов. Тогда раззадоренный ученый 29 апреля 1803 года скупил весь металл, что был в лавке Форстера, — все три плоских кусочка — и стал проводить тщательные опыты. Заодно он лишил коллег возможности тоже заняться исследованиями.

Новый металл оказался явно из благородных — в огне не горел, с углем не взаимодействовал, прекрасно сплавлялся с другими металлами. В некоторых реакциях он вел себя как платина, а в других — нет. Ченевикс признавался, что такой разброс свойств вызывал смущение, он стал проводить дополнительные опыты, но так ничего путного и не получил: с одной стороны, вроде платина, а с другой — не очень-то похоже. Что же делать, как разоблачить эту явную нелепицу, этого нахала, решившегося столь беспардонно, через торговца, объявить об открытии нового элемента, презрев мнение и экспертизу научного сообщества?

«А что, если к платине добавлено нечто, очень сильно изменившее химическое поведение металла?» — подумал Ченевикс. Скорее всего, это металл, но, по логике, чтобы из платины с плотностью 22–24 г/см3 сделать этот палладий с плотностью 11–11,5 г/см3, надо добавить какой-то легкий металл. Самым легким из известных на тот момент был теллур, но его требуется две части на одну часть платины, однако не заметить теллур в таком количестве никак нельзя. Значит, нужно думать в другом направлении.

А какой металл может не испортить платиновое благородство? Если отбросить серебро и золото, то, кроме ртути, ничего не приходит в голову. Отлично, будем делать сплав платины с ртутью, благо способ получения платиновой амальгамы к тому времени был известен из работ графа Аполлоса Аполлосовича Мусина-Пушкина. Согласно этому способу, надо ртуть добавить к соли платины, а потом все это нагреть. Такая метода после многочисленных попыток дала металл с плотностью 11,7 г/см3 со всеми свойствами палладия. Этим способом, впрочем, Ченевикс, не ограничился: он провел по меньшей мере пятнадцать разных экспериментов, смешивая растворы солей, помещая платину в пары ртути и даже используя электролиз. Работа была титаническая — более тысячи опытов, — и лишь в четырех получились крошечные слитки светло-серого благородного металла с требуемой плотностью. «Не так уж сложно получать соединение платины с ртутью. Трудно добиться, чтобы плотность металла была не 17–19, а менее 12 г/см3. Зато когда этого добьешься, металл прекрасно растворяется в азотной кислоте, как и положено тому, что выдают за палладий», — отмечает Ченевикс.

Удовлетворившись результатами своих трудов, он посчитал, что палладий надежно закрыт, пообещал добраться до других недавно открытых металлов, проверить их на элементарность, и уже 12 мая 1803 года доложил Королевскому обществу о своей работе (статья опубликована в журнале Proceedings of the Royal Society за 1803 год), присовокупив к докладу не потерявшие актуальности рассуждения о философии науки (см. подверстку к этому материалу. — Прим. ред.).

Это сообщение отредактировал mnr1 - 5.12.2019 - 14:16

Открытие палладия - почти детективная история
 
[^]
mnr1
5.12.2019 - 14:14
Статус: Offline


Ярила

Регистрация: 9.07.13
Сообщений: 1818
Но это был не конец, а начало палладиевой истории

На заметку Ченевикса обратили внимание другие химики и стали повторять его опыты. Например, это делали немцы Адольф Гелен, Валентин Розе, Мартин Клапрот, Иоганн-Варфоломей Тромсдорф в Германии, англичанин Уильям Хайд Волластон. Но успеха они не достигли, последний же прямо заявлял, что никакого палладия из платины с ртутью не получается, и к тому у него были веские основания. В чем же секрет такой плохой воспроизводимости опытов? Неужели первооткрыватель циркония, урана и титана Клапрот был менее искусным, чем Ченевикс? Ответа на этот вопрос нет, но проклятие невоспроизводимости с тех пор преследует исследователей, связавшихся с палладием, что особенно ярко проявилось в конце XX века, в пору поиска следов холодного ядерного синтеза с участием палладия и дейтерия.

Долго ли, коротко ли, но в декабре 1803 года в огонь научного спора плеснули масла: Николсону поступила анонимка, автор которой предлагал 20 фунтов тому, кто в присутствии уважаемой комиссии воспроизведет опыт Ченевикса и получит палладий из платины с ртутью. Деньги лежат в лавке мистера Форстера. История умалчивает, нашлись ли желающие, но 20 фунтов так и остались невостребованны. Однако за блестяще проведенное закрытие проблемы палладия Ченевикса номинировали на медаль Копли, которую ежегодно вручает Королевское общество.

Чтобы не компрометировать уважаемую организацию, автору мистификации пришлось раскрыться: ведь это был Уильям Волластон, член этого общества, кстати, ставший обладателем этой медали в предыдущий год. Он занимался созданием технологии промышленного получения платины из ее руды и достиг немалых успехов, которые позволили через несколько лет основать компанию по производству посуды из этого драгоценного металла. Не пищевой, а для нужд коллег-химиков. Компания не процветала — лишь за пять лет удалось окупить первичные вложения. А пока дело не развернулось, Волластон совершенно не хотел, чтобы коллеги узнали о его успехах в технологии производства платины; неудивительно, что он никому ничего не рассказывал. Однако как великий химик Волластон не смог пройти мимо того обстоятельства, что при растворении платины в царской водке в жидкости обнаружились еще два металла — их он назвал родий и палладий. Историки науки сходятся во мнении: чтобы застолбить приоритет, Волластон и придумал всю эту мистификацию.

Повинившись перед президентом Королевского общества сэром Джозефом Бэнксом, он попросил не награждать Ченевикса за явно ошибочные эксперименты, но при этом сохранить все дело в тайне. Тайну Бэнкс сохранил, но медаль Ченевикс получил. В июне 1804 года Воллластон наконец-то доложил Королевскому обществу об обнаружении родия и палладия в платине. Ченевикса это не смутило — нахождение палладия в природной платине вовсе не подтверждает элементарный характер этого металла, ведь найденный им сплав с ртутью вполне мог возникнуть в процессе получения металлической платины. Только в 1809 году американец Джозеф Клауд, которого еще Джордж Вашингтон назначил заведовать филадельфийским монетным двором, подтвердил: палладий к платине с ртутью отношения не имеет — он выделил этот металл из бразильского золота.

Это сообщение отредактировал mnr1 - 5.12.2019 - 14:17

Открытие палладия - почти детективная история
 
[^]
mnr1
5.12.2019 - 14:18
Статус: Offline


Ярила

Регистрация: 9.07.13
Сообщений: 1818
Интересные факты о палладии:

Зачем палладий в ювелирном деле? При сплавлении с золотом палладий дает красивый материал — так называемое белое золото. В принципе, его можно получить и с помощью серебра или никеля, но палладиевое имеет преимущества. При сплавлении с серебром золото получается матовым, а с палладием — блестящим и более твердым, то есть на нем меньше царапин. А с никелем есть проблема аллергичности; из-за нее с 2000 года в странах Евросоюза использование никеля в ювелирных украшениях запрещено. Сам палладий с 2010 года признан драгоценным металлом. Теперь из него можно делать полноценные ювелирные изделия, причем содержание палладия в них должно быть не менее 95%, как это установлено и для платины везде, кроме США: там ювелирной платиной считают все платиноды, присутствующие в основном металле. Это создает возможности для махинаций: когда цена на палладий падает, возникает искушение разбавить им более дорогую платину. Сейчас грамм палладия стоит дороже грамма платины, однако обручальные кольца из него выходят дешевле. Причина в почти двукратно меньшей плотности — палладиевое кольцо того же размера в два раза легче. Различие плотностей важно и для массивных украшений — палладиевые весят заметно меньше платиновых и даже золотых (плотность 19,3 г/см3), что может быть важно для тех, кто эти украшения носит.

Где сейчас используют палладий? Два основных направления — катализаторы и очистка водорода: пройдя через металл, этот газ очищается от всех примесей. Палладий же обладает уникальной способностью — в единице его объема помещается более 900 объемов водорода; никакому другому металлу это не свойственно. Есть мнение, что и катализ связан с его прекрасной способностью растворять в себе водород. Палладиевый же катализ — это обширнейшая область, простирающаяся от производства нефтепродуктов до получения маргарина и дожига выхлопных газов автомобиля. Еще палладий применяют в электронике для контактов мощных конденсаторов и изготовления научных приборов, однако на эти нужды идет гораздо меньше этого металла, чем на катализаторы, водородные фильтры и ювелирные изделия. Пытались приспособить палладий и для водородной энергетики, но безуспешно.

Чем интересна система палладий — водород? Тем, что именно благодаря образованию твердого раствора водорода (точнее, дейтерия) в палладии в 1989 году было открыто явление холодного ядерного синтеза. То есть прохождение ядерной реакции без огромного давления и температуры, зато с таким же результатом — испусканием нейтронов, образованием трития и, главное, выделением тепла. В ходе последующих экспериментов эти эффекты удалось подтвердить далеко не всем, включая авторов открытия, Стенли Понса и Мартина Флейшмана из университета Юты. Научное сообщество сочло явление закрытым.

Как из палладия сделают лекарства? Сейчас палладий добавляют в сплавы для изготовления имплантатов, а из радиоактивного палладия-103 — иголки, которые втыкают в опухоли для выжигания последних бета-излучением. Однако в недалеком будущем он может сыграть существенную роль в так называемой биоортогональной медицине. Суть этого нового направления человеческой мысли состоит в том, чтобы с помощью катализатора заставить биологические молекулы вступать в какие-то несвойственные им реакции. Причем делать это не в чашке Петри, а в живом организме. Сейчас для того, чтобы заставить организм изготавливать несвойственные ему вещества, применяют генетическую модификацию, тем не менее химики хотят испробовать и вполне традиционную органическую химию на катализаторе. Многие металлы претендуют на роль катализатора, однако нет среди них более благородного и безвредного для организма, чем наночастицы палладия. Они могут, проникая внутрь клеток или оказываясь в межклеточном пространстве, обеспечивать, например, синтез лекарства в месте потребления. Цель такой работы понятна: увеличить эффективность и снизить побочное действие препаратов.

Откуда берется палладий? В сущности, из двух источников — как попутный продукт получения никеля и драгоценных металлов. Сейчас основной палладий — именно никелевый, его получают на заводах компании «Норильский никель» на Таймыре и Кольском полуостровах: чуть более 40% мирового производства. Остальной металл происходит из копей драгоценных металлов в Южной Африке, а также в североамериканском штате Монтана. Еще один интересный источник этого драгоценного металла — отработанное ядерное топливо: палладий наряду с рутением и родием составляет несколько процентов от его общей массы. Эксперты посчитали, что к середине XXI века в отработанном топливе накопится много этих металлов: так, палладия окажется всего в десять раз меньше, чем в разведанных запасах сырья для его производства.

Извлекать палладий и другие платиноиды из топлива полезно и потому, что они мешают последующему стеклованию — превращению радиоактивных отходов в геологически неактивный минерал, способный храниться тысячелетиями без изменений. Главное препятствие — экономическое: сейчас добывать палладий из топлива невыгодно. Видимо, отработанное топливо окажется своеобразной заначкой человечества на тот случай, когда природные запасы палладия будут исчерпаны.

Если палладий станет сокровищем, будут ли рады его изготовители? Традиционно функцию сокровища играют золото и серебро — в них вкладывают деньги спекулянты при нестабильности валют. Платина и палладий как драгоценные металлы, казалось бы, с этой точки зрения не хуже золота. Однако они важные промышленные металлы, незаменимые в соответствующих областях техники. Если цену на них будут устанавливать финансовые махинаторы, это нанесет промышленности огромный вред, поскольку цены перестанут отражать баланс спроса и предложения.

Откуда взялось имя металла? Волластон назвал его в честь открытой тогда же малой планеты — Паллады. Он хотел назвать новый элемент в честь другой планеты, Цереры, и даже написал об этом в своем дневнике, но потом изменил решение. Однако вся история с этим металлом подтвердила правильность выбора. Ведь греческий палладий — это деревянное изображение Афины Паллады, которое свалилось на Трою; в доме Приама считали, что пока эта святыня находится в городе, ничего с ним не случится. Диомед и Одиссей в своем знаменитом рейде по тылам противника выкрали палладий, чем лишили город покровительства могущественной богини. В сущности, металл палладий, подобно упомянутой фигурке, свалился в руки ученых практически с неба и вызвал изрядную неразбериху.

Это сообщение отредактировал mnr1 - 5.12.2019 - 14:18
 
[^]
mnr1
5.12.2019 - 14:18
Статус: Offline


Ярила

Регистрация: 9.07.13
Сообщений: 1818
 
[^]
Biochemist
5.12.2019 - 14:39
8
Статус: Offline


Ярила

Регистрация: 7.09.11
Сообщений: 2807
Добротный доклад.
Жаль только, что русский палладий, добываемый на советском предприятии, полностью захвачен упырями-капиталистами.
 
[^]
sakom
5.12.2019 - 14:40
3
Статус: Offline


Юморист

Регистрация: 17.09.13
Сообщений: 401
Цены на него сейчас космос, дороже золота
 
[^]
mnr1
5.12.2019 - 15:28
2
Статус: Offline


Ярила

Регистрация: 9.07.13
Сообщений: 1818
Цитата (sakom @ 5.12.2019 - 18:40)
Цены на него сейчас космос, дороже золота

Я знаю что припой палладиевый делают. Тоже недешевый.
 
[^]
GreenRediska
5.12.2019 - 15:51
5
Статус: Offline


Ярила

Регистрация: 17.03.12
Сообщений: 1656
Цитата (mnr1 @ 5.12.2019 - 14:18)
Чем интересна система палладий — водород? Тем, что именно благодаря образованию твердого раствора водорода (точнее, дейтерия) в палладии в 1989 году было открыто явление холодного ядерного синтеза. То есть прохождение ядерной реакции без огромного давления и температуры, зато с таким же результатом — испусканием нейтронов, образованием трития и, главное, выделением тепла. В ходе последующих экспериментов эти эффекты удалось подтвердить далеко не всем, включая авторов открытия, Стенли Понса и Мартина Флейшмана из университета Юты. Научное сообщество сочло явление закрытым.


Ага, - самое известное физическое мошенничество.

"Флейшман и Понс уверовали, что внутри кристаллической решетки палладия атомы дейтерия столь сильно сближаются, что их ядра сливаются в ядра основного изотопа гелия. Этот процесс идет с выделением энергии, которая, согласно их гипотезе, нагревала электролит. Объяснение подкупало простотой и вполне убеждало политиков, журналистов и даже химиков."

Мартин Флейшман и Стэнли Понс демонстрируют части своего реактора.

Открытие палладия - почти детективная история
 
[^]
Lynx
6.12.2019 - 09:38
0
Статус: Offline


Юморист

Регистрация: 18.10.05
Сообщений: 429
Цитата (mnr1 @ 5.12.2019 - 14:18)
Если палладий станет сокровищем, будут ли рады его изготовители? Традиционно функцию сокровища играют золото и серебро — в них вкладывают деньги спекулянты при нестабильности валют. Платина и палладий как драгоценные металлы, казалось бы, с этой точки зрения не хуже золота. Однако они важные промышленные металлы, незаменимые в соответствующих областях техники. Если цену на них будут устанавливать финансовые махинаторы, это нанесет промышленности огромный вред, поскольку цены перестанут отражать баланс спроса и предложения.

Они важные промышленные металлы, ну-ну. Во время войн люди за еду (реально важный ресурс_ готовы отдать все свое золото и серебро. Это и есть реальный спрос-предложение.
Или нефть например, скачет из-за бирж туда-сюда, а толку то, если этот ресурс необходим и по 120 берут.
 
[^]
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии. Авторизуйтесь, пожалуйста, или зарегистрируйтесь, если не зарегистрированы.
1 Пользователей читают эту тему (1 Гостей и 0 Скрытых Пользователей) Просмотры темы: 1403
0 Пользователей:
[ ОТВЕТИТЬ ] [ НОВАЯ ТЕМА ]


 
 



Активные темы








Наверх