|
Сурьма - элемент с интересной
историей и интересными свойствами; элемент, используемый давно и достаточно
широко; элемент, важный не только для развития научно-технической сферы, но
и культурной. Историки считают, что первые производства сурьмы появились на
Древнем Востоке около 5 тыс. лет назад.
История сурьмы и ее
названия Наряду с золотом, ртутью, медью и шестью другими элементами, сурьма
считается доисторической. Имя ее первооткрывателя не дошло до нас. Известно
только, что, например, в Вавилоне еще за 3 тыс. лет до н.э. из нее делали
сосуды. Латинское название элемента «stibium» встречается в сочинениях Плиния
Старшего. Однако греческое «στιβι», от которого происходит это название,
относилось первоначально не к самой сурьме, а к ее самому распространенному
минералу – сурьмяному блеску.
В странах древней Европы знали
только этот минерал. В середине века из него научились выплавлять «королек
сурьмы», который считали полуметаллом. Крупнейший ученый
в средневековой метллургической науке Агрикола писал: «Если путем
сплавления определенная порция сурьмы прибавляется к свинцу, получается
типографский сплав, из которого изготовляется шрифт, применяемый теми, кто
печатает книги». Таким образом, история применения элемента №51 в
типографии насчитывает много веков.
Свойства и способы получения
сурьмы, ее соединений и сплавов впервые в Европе подробно описаны в известной
книге «Триумфальная колесница антимония», вышедшей в 1604 г. Название
«антимоний», данное автором природной сернистой сурьме, здесь производят от
греческого ανεμον – «цветок» (по виду сростков игольчатых кристаллов сурьмяного
блеска, похожих на цветы семейства сложноцветных).
Название «антимоний» и у нас и за
рубежом долгое время относилось только к этому минералу. А металлическую сурьму
в то время называли корольком сурьмы – regulus antimoni. В 1789 г. Лавуазье
включил сурьму в список простых веществ и дал ей название antimonie, оно и
сейчас остается французским названием элемента №51. Близки к нему английское и
немецкое названия – antimony, Antimon.
Есть, правда, и другая версия,
согласно которой настоятель монастыря в Штальгаузене, обратив внимание на
прекрасное самочувствие и прибавку в весе свиней, лижущих «тёмное вещество с
металлическим блеском», решил подмешать его своим монахам в пищу. Сорок монахов
скончались в страшных мучениях. С тех пор вещество получило нащзвание
«антимониум», то есть средство против монахов. (подробнее см.: Я.Гашек. «Камень
жизни»)
Русское название этого элемента –
«сурьма» – происходит от турецкого «сюрме», что переводится как «натирание» или
«чернение бровей». Вплоть до XIX в. в России бытовало выражение «насурьмить
брови», хотя «сурьмили» их далеко не всегда соединениями сурьмы. Лишь одно из
них – черная модификация трехсернистой сурьмы – применялось как краска для
бровей. Его и обозначили сначала словом, которое позже стало русским
наименованием элемента №51.
Зачем нужна сурьма
Металлическая сурьма из-за своей хрупкости применяется редко. Однако, поскольку
сурьма увеличивает твердость других металлов (олова, свинца) и не окисляется при
обычных условиях, металлурги нередко вводят ее в состав различных сплавов. Число
сплавов, в которые входит элемент №51, близко к двумстам. Наиболее известные
сплавы сурьмы – твердый свинец (или гартблей), типографский металл,
подшипниковые металлы.
Подшипниковые металлы – это
сплавы сурьмы с оловом, свинцом и медью, к которым иногда добавляют цинк и
висмут. Эти сплавы сравнительно легкоплавки, из них методом литья делают
вкладыши подшипников. Наиболее распространенные сплавы этой группы – баббиты –
содержат от 4 до 15% сурьмы. Баббиты применяются в станкостроении, на
железнодорожном и автомобильном транспорте. Подшипниковые металлы обладают
достаточной твердостью, большим сопротивлением истиранию, высокой коррозионной
стойкостью.
Сурьма принадлежит к числу
немногих металлов, расширяющихся при затвердевании. Благодаря этому свойству
сурьмы типографский металл – сплав свинца (82%), олова (3%) и сурьмы (15%) –
хорошо заполняет формы при изготовлении шрифтов; отлитые из этого металла строки
дают четкие отпечатки. Сурьма придает типографскому металлу твердость, ударную
стойкость и прочность.
Свинец, легированный сурьмой (от
5 до 15%), известен под названием гартблея, или твердого свинца. Добавка к
свинцу уже 1% Sb сильно повышает его твердость. Твердый свинец используется в
химическом машиностроении, а также для изготовления труб, по которым
транспортируют агрессивные жидкости. Из него же делают оболочки телеграфных,
телефонных и электрических кабелей, электроды, пластины аккумуляторов.
Последнее, кстати, – одно из самых главных направлений
использования элемента №51. Добавляют сурьму и к свинцу, идущему на
изготовление шрапнели и пуль.
Широкое применение в технике
находят соединения сурьмы. Трехсернистую сурьму используют в производстве спичек
и в пиротехнике. Большинство сурьмяных материалов также получают из этого
соединения. Пятисернистую сурьму применяют для вулканизации каучука. У
«медицинской» резины, в состав которой входит Sb2S5, характерный красный цвет и
высокая эластичность. Жаростойкая трехокись сурьмы используется в производстве
огнеупорных красок, строительных материалов, тканей, транспортёрных лент,
эмали.
Интерметаллические соединения
сурьмы с алюминием, галлием, индием обладают полупроводниковыми свойствами.
Сурьмой улучшают свойства одного из самых важных полупроводников – германия.
Гидратный антимонил калия
(рвотный камень) используется для производства препаратов для лечения болезней
желудка. Такие соединения как этилстибамин, антимонил глюконат натрия
(Pentostam) и N – метилглюкамин антимонат (Glucantime) применяются для лечения
лейшмиазиса
Очень многие соединения сурьмы
могут служить пигментами в красках. Так, сурьмянокислый калий
(K2O · 2Sb2O5) широко применяется в производстве керамики.
Метасурьмянокислый натрий (NaSbO3) под названием «лейконин» используется для
покрытия кухонной посуды, а также в производстве эмали и белого молочного
стекла. Знаменитая краска «неаполитанская желтая» есть не что иное, как
сурьмянокислая окись свинца. Применяется она в живописи как масляная краска, а
также для окраски керамики и фарфора. Даже металлическая сурьма, в виде
мелкодисперсного порошка, используется как краска. Этот порошок – основа
известной краски «железная чернь».
Словом, сурьма – один из
древнейших металлов, известных человечеству, – необходима ему и сегодня.
|