Было перепробовано много вариантов, один из которых предложил австрийский химик Карл Ауэр фон Вельшбах. Исходя из того, что наиболее тугоплавки вольфрам и осмий, он предложил использовать для нитей накаливания ламп сплав осмия с вольфрамом, который назвали «осрам». Начиная с 1906 года осрам некоторое время применялся для изготовлений ламп накаливания, хотя чуть позже стало ясно, что одного вольфрама вполне достаточно. Организованная в 1919 году немецкая компания по производству осветительных устройств стала называться OSRAM Werke GmbH. Компания существует и в наши дни, и на её лампах до сих пор можно наблюдать маркировку OSRAM, хотя с 2000-х годов она уже не производит лампы накаливания, переключившись на выпуск энергосберегающих источников света – люминесцентных, галогенных и светодиодных ламп.
77. Иридий
В отличие от осмия, иридию повезло – Смитсон Теннант в первую очередь обратил внимание на разнообразную окраску соединений этого металла, а не на их запах, поэтому и назвал новый элемент в честь греческой богини радуги – Ириды (справедливости ради, окраска соединений ванадия более разнообразна).
Повторю, что иридий относится к тугоплавким элементам и что вместе с осмием является самым плотным веществом. Если в плане плотности иридий делит пальму первенства с осмием, в одном он точно непревзойдён. Мы привыкли к тому, что эталонами химической стойкости для нас являются золото и платина, однако способность иридия сопротивляться коррозии гораздо выше, чем у платины. И ещё одно – по сравнению с распространённостью иридия в земной коре золото и платину можно считать весьма распространёнными металлами. В наши дни ежегодно в мире добывается не более трёх тонн иридия, который из-за устойчивости к коррозии и твёрдости преимущественно применяется для изготовления электродов автомобильных свечей зажигания.
Устойчивость иридия стала причиной и того, что этот металл послужил стандартизации измерений в Международной системе единиц. Артефакты из сплава платины с иридием долгое время применялись в качестве первичных стандартов, определяющих единицу измерения длины – метр и единицу измерения массы – килограмм.
30 марта 1791 года Учредительным собранием Франции единица длины «метр» была определена как одна сорокамиллионная часть Парижского меридиана (одна десятимиллионная часть расстояния от северного полюса до экватора по поверхности земного эллипсоида на долготе Парижа). 7 апреля 1795 года Национальный Конвент Французской Республики принял закон о введении метрической системы во Франции и поручил учёным выполнить работы по экспериментальному определению единиц длины и массы. В 1799 году из платины был изготовлен эталон метра, длина которого соответствовала одной сорокамиллионной части Парижского меридиана.
На метре как единице длины и килограмме как единице массы была основана метрическая система, которая 20 мая 1875 года была введена «Метрической конвенцией», принятой на Международной дипломатической конференции 17 государств Европы. В 1889 году был изготовлен новый международный эталон метра, сделанный из сплава, содержавшего 90% платины и 10% иридия. В наше время Международное бюро по мерам и весам отказалось от привязки метра к парижскому меридиану или материальному носителю, и с 1983 года метр определяется через скорость света, составляющую 299 792 458 метров в секунду, а секунда – через работу атомных часов (хотя эталонный метр и его копии до сих пор хранятся в Парижской и национальных палатах мер и весов соответственно). Кстати, килограмм до сих пор определяется массой эталонной платиново-иридиевой гири, хранящейся в Париже, однако, учитывая тенденцию переноса единиц СИ с материальных носителей на фундаментальные константы нашей Вселенной, в скором времени следует ожидать и переопределения килограмма, который, вероятно, будет выражен через число Авогадро – число частиц в одном моле вещества.
Иридий выходит с Земли в космос – как безопасный контейнер для плутониевого топлива для ядерно-электрических генераторов космических зондов дальнего радиуса действия и как покрытие для отражателей рентгеновского излучения орбитальных телескопов.
Но тем не менее, чтобы отправиться в космос с Земли, иридию сначала пришлось попасть на Землю из космоса. Содержание иридия в метеоритах выше, чем в земной коре (по расчетам большая часть иридия находится в расплавленном ядре Земли). Обладающие гранулярной структурой метеориты-хондриты до сих пор содержат столько же иридия, сколько содержала наша Солнечная система в момент формирования.
В 1980 году лауреат Нобелевской премии по физике 1968 года Луис Уолтер Альварес и его коллеги изучили осадочные глины, которые в соответствии с калий-аргонным методом датировки образовались 65 миллионов лет назад на стыке Мелового и Третичного периодов, при последнем произошло вымирание большей части динозавров. Осадочные породы, относившиеся по дате к началу вымирания, содержали повышенное содержание иридия, что позволяло предположить, что в то время Земля могла столкнуться с большим метеором или астероидом (Science. 1980. 208 (4448): 1095–1108). Гипотеза о том, что массовое вымирание динозавров было вызвано падением астероида диаметром около 10 км и наступившей в результате падения «астероидной зимой», называется «гипотезой Альвареса».
78. Платина
Платина – особый металл. Часто это синоним достигнутого успеха: платиновые диски у певцов; если поискать в интернете, можно найти предлагаемые успешным людям телефоны из платины и золота, гостиницы и даже хинкальные с названием «Платина».
Из серебристо-белой платины делают ювелирные изделия и устойчивую к действию большинства реагентов химическую посуду. Многие из рассказов о платине, однако, скорее вымысел, чем правда – да, платина – химически стойкий металл, но в своей стойкости она во многом сравнима с золотом: например, как и золото, может растворяться в царской водке. Да, платина – дорогой металл, но отнюдь не самый дорогой, стоимость её спутников по рудам – осмия и иридия – гораздо выше, платина даже не всегда дороже золота, хотя, справедливости ради, волатильность цены на этот металл выше, чем у золота (вот сейчас, например, когда я пишу эти строки, биржевые графики говорят о том, что грамм чистого золота стоит 2486 рублей, чистой платины – 1696 рублей, чистого серебра – 31 рубль и чистого палладия – 1898 рублей, то есть платина обгоняет, причём значительно, только серебро). Тем не менее платина гораздо более твердый и более тугоплавкий по сравнению с золотом и серебром металл, благодаря чему бывало, что цены на платину были выше цен на золото. Если считать платину метафорой успеха, это сравнение может оказаться наполнено более глубоким смыслом, чем обычно вкладывается в него, – история платины может рассматриваться как метафора пути к успеху.
В XVI веке испанские конкистадоры рассматривали платину как досадную помеху – белый металл, который сопутствует золоту и который из-за высокой температуры плавления сложно отделить от золота. Название «платина», которое впервые встречается в трактате Юлия Цезаря (Жюля Сезара) Скалигера, на испанском представляет уменьшительно-пренебрежительную форму слова plata – серебро. Прибывшие в Новый Свет испанцы считали, что платина – «незрелое золото», и выбрасывали его обратно в реки в надежде, что оно когда-то дозреет. Загрязнение золота платиной вынуждало бросать перспективные золотые шахты, было и такое. Испанская Корона то вводила запрет на ввоз платины в Европу, то отменяла эти запреты или ввозила некоторые количества платины для проведения «спецопераций» – известны случаи, когда испанцы подделывали серебряные монеты своих стратегических противников, чеканя их из платины.
Высокая температура плавления платины и её химическая стойкость приводили к тому, что до XVIII века ни получить образец чистой платины, ни тем более изучить ее свойства не было возможно. Первым платину отнёс к драгоценным металлам шведский химик Хенрик Шеффер, который смог получить расплав платины, сплавляя её с мышьяком. В конце XVIII века французские химики Антуан Лавуазье и Арман Сегуин начали совместную работу над плавильной печью, которая давала бы температуру, достаточную для плавления платины без мышьякового флюса. Лавуазье обращался к британцу Джозайе Веджвуду, прося образцы глины, которые могли бы выдерживать высокую температуру, необходимую для плавки платины, а Сегуин подбирал условия, при которых топливо плавильной печи будет работать с максимальной теплоотдачей. Незадолго до своего гильотинирования Лавуазье смог расплавить платину, окисляя топливо чистым кислородом, однако до получения платины в промышленных масштабах оставались многие годы. В 1789 году Лавуазье отнёс платину к элементам (Traité Élémentaire de Chimie, présenté dans un ordre nouveau, et d’après des découvertes modernes. – Paris: Cuchet, Libraire, 1789. – P. 192.).
Впервые в чистом виде платину получил английский химик Уильям Волластон в 1803 году. В 1859 году французский химик Анри Этьен Сент-Клер Девиль впервые разработал промышленный способ получения слитков чистой платины, получив за одну плавку 15 килограммов, после чего платину стали применять не только для ювелирных изделий. В конце XIX века были разработаны первые топливные элементы – устройства для преобразования энергии химических реакций непосредственно в электричество, и из платины стали делать инертные электроды таких источников энергии. Развитие химического эксперимента привело к тому, что та самая химическая инертность и тугоплавкость, которые мешали работать с ней ранее, нашли применение в химии – из платины начали делать лабораторное оборудование.
Одно из самых известных соединений платины – цисплатин [цисдиамминдихлорплатина(II)], который используется в химиотерапии. Действие соединения было обнаружено в определённой степени случайно. В 1960-х годах Барнетт Розенберг проводил эксперименты с бактериями, изучая влияние электрического тока на рост клеток. В ходе исследований было обнаружено, что бактерии кишечной палочки в ходе эксперимента аномально удлинялись. Первоначально это свойство было приписано действию электрического тока, но так как эффект наблюдался только при применении платиновых электродов, в конечном итоге стало ясно, что применение таких электродов приводит к появлению в растворе соединений платины, среди которых и был найден влияющий на свойства клеток цисплатин.