В клетке. Одна миллиардная доля процента.

ОДНА МИЛЛИАРДНАЯ ДОЛЯ ПРОЦЕНТА.

Из всех элементов, которые находятся в земной коре, этот элемент позже всех раскрыл своё инкогнито. Но, пожалуй, ни за одним другим элементом не охотились химики так долго, как за элементом, который ещё в 1869 году был предсказан Менделеевым и наречён им условно „двимарганцем".

Но лишь в 1925 году в Периодической системе в клетке № 75 символ Rе — рений — стал на место вопросительного знака.

Причина столь позднего вступления рения в число «прописанных» обитателей Периодической системы объясняется его исключительной редкостностью. На долю рения приходится миллиардная доля веса земной коры. Такие металлы, как золото или платина, содержатся в земной коре в количествах, впятеро превосходящих долю рения.

Вот почему ни один химический элемент не водил так долго «за нос» химиков, охотившихся за новыми элементами, как этот тускло-серебристый металл, не отличающийся на первый взгляд ничем особенным, кроме разве что большого удельного веса.

Количество экспедиций, занимавшихся поисками «снежного человека», — ничто в сравнении с числом исследователей, которые посвятили себя поискам этого элемента.

К. Г. Паустовский в одном из своих очерков («Погоня за растениями») писал: «Известно, что настойчивость учёных чудовищна и может вывести из себя даже самого спокойного человека». Так вот, здесь все было наоборот. Загадка 75-го элемента заставила отступить не одного исследователя, и не один из тех, кто все же продолжал поиски, рано или поздно начинал роптать на несговорчивого и пока еще неизвестного обитателя квартиры 75.

В 1869 году 75-й, по-видимому, выделил Гияр, дав этому элементу название «уралий». Но потом он отказался от своих выводов. Этим самым он избежал печальной судьбы химика Розе, радостное сообщение которого об открытии им в 1846 году элемента пелопия было опровергнуто несколькими исследователями сразу. Такая же судьба постигла и элемент ниппоний, описанный в 1906 году Огавой, и люций Баррьера, сообщение о котором появилось в 1896 году, и многие другие.

Но все-таки в одном случае ошибки, по-видимому, не было. 27 июня 1877 года появилось сообщение русского химика С. Керна о том, что в веществах, оставшихся после переработки платиновых руд, им открыт новый элемент, который он предложил назвать, дэвием в честь знаменитого английского химика Г. Дэви. Определение атомного веса дэвия и его свойств показало, что он должен занять в Периодической системе место, уготованное Д. И. Менделеевым для элемента, названного им двимарганцем. Лет двадцать спустя американский химик Мале повторил работу Керна, но из платиновых остатков не смог получить выделенный русским исследователем элемент. Сыграло ли тут роль то, что платиновая руда была иного происхождения, чем в опытах Керна, или то, что Мале был неопытным химиком, но факт остаётся фактом: открытие дэвия не подтвердилось. Ответа Керна не последовало: по-видимому, он к тому времени уже скончался; а так как критикам всегда верят больше, то в клетке 75 снова воцарился унылый вопросительный знак.

Только когда существование элемента 75 — рения — было бесспорно установлено Ноддаком, Таке и Бургом, химики обратили внимание на то, что все реакции, которые Керн описал для дэвия, тождественны реакциям рения.

Так почти на пятьдесят лет несправедливая критика отодвинула срок замечательного открытия, каким всегда бывает открытие нового элемента.

Только пять из естественных химических элементов могут похвалиться, что в цифре, выражающей их содержание в земной коре, после запятой стоит большее число нулей, чем у рения; это элементы: полоний, радон, радий, актиний и протактиний. Но все эти элементы сильно радиоактивны и, обладая большой скоростью распада, естественно, не могут накопиться в земной коре. И тем не менее рений в настоящее время добывается в промышленном масштабе. Да, тот элемент, который два десятка лет нельзя было сыскать даже в самой богатой демонстрационной коллекции, сейчас производится на специальных заводах. Дело в том, что свойства рения оказались настолько интересными и многообещающими для современной техники, что химики сочли своим долгом разработать методику получения больших количеств этого элемента.

Рений — один из самых тугоплавких металлов. Сейчас, когда с высокими температурами приходится сталкиваться во многих областях науки и техники, и прежде всего в ракетной авиации, это свойство рения является исключительно ценным. Только один металл плавится при более высокой температуре, чем рений. Это вольфрам. Но и 3200° — температура плавления рения — величина достаточно внушительная.

Вторым ценным свойством рения является его химическая инертность. Даже при 1500° он не соединяется с кислородом воздуха. При обычных же температурах он не изменяется совершенно. Блестящая пластинка из рения не тускнеет практически вечно. Легко представить, какое применение найдет этот металл для отделки автомобилей и самолётов.

Большинство кислот не оказывает на рений никакого действия. Он сохраняет «невозмутимость» даже при обливании его горячей плавиковой кислотой, которая славится своей агрессивностью. Поэтому даже самая небольшая добавка рения делает многие сплавы кислотоупорными. Химическая аппаратура из сплавов рения служит в десятки раз дольше, чем агрегаты, сконструированные из обычных сплавов.

Не надо быть особенным пророком, чтобы предсказать, что в самом недалёком будущем рений станет серьёзным конкурентом вольфраму во многих областях техники. Дело прежде всего в том, что при высоких температурах рений обладает большей прочностью, чем вольфрам. Поэтому уже сейчас в наиболее ответственных узлах машин поверхности трущихся деталей, если при трении возникает высокая температура, покрывают рением. Ко всему следует добавить, что рений осаждается при пропускании электрического тока, то есть при электролизе растворов солей рения. При этом получаются прочные и красивые металлические покрытия.

Итак, одна область применения рения заключается в использовании его отличных механических качеств и химической инертности. Но насколько рений инертен в реакциях со многими веществами, настолько он активен в вызывании реакции посторонних веществ. Иными словами, рений оказался прекрасным катализатором многих важных химических реакций. Рений — катализатор. Такова вторая широкая область применения этого металла будущего.

Уже через несколько лет после открытия рения стало известно, что он катализирует реакцию взаимодействия углекислого газа с водородом. Продуктом реакции при этом является метан. Трудно переоценить значение этой реакции.

Метан — прекрасное горючее, легко транспортируемое, высококалорийное, не коптящее и не дымящее. Но самое главное, что метан может служить источником множества химических продуктов, которые получаются на его основе. Углекислый же газ и водород — побочные продукты разных производств. При сгорании угля и нефти в воздух выделяются сотни тысяч тонн углекислоты в сутки. Водород тоже образуется как побочный и даже вредный продукт при электролитическом получении кислорода и многих металлов.

Рений позволяет легко и просто превратить эти отбросы производства в ценнейшее сырье для народного хозяйства нашей страны. Окислы рения, как выяснилось, отлично катализируют такой важный для химической технологии процесс, как окисление кислородом воздуха сернистого газа. Ведь на этой реакции основан процесс получения серной кислоты.

Итак, ясно — будущее за рением. Но основная проблема внедрения этого металла в будни промышленности пока ещё остаётся не решённой. Необходимо найти методы быстрого и дешёвого извлечения рения из содержащих его руд. Задача эта трудна, но выполнение её столько сулит народному хозяйству! Тот из химиков, кто посвятит себя её решению, может быть горд сознанием важности выполняемого им дела.

Источник: Юрий Фиалков