Свинец и олово

В истории науки немало курьезных случаев. Больше всего, пожалуй, терминологических курьезов. Расскажем о двух из них, имеющих прямое отношение к двум доисторическим металлам, и еще одному металлу, открытому лишь в конце XVIII в.

Самоочевидно, что греческое «молибдос», если речь идет о металлах, должно означать молибден. Тем не менее именно этим словом древние греки, не знавшие тугоплавкого молибдена, обозначали легкоплавкий свинец. А на Руси в старину свинец называли оловом, и в поговорке «Слово — олово», т. е. слово точное, весомое, под «оловом» подразумевался более тяжелый свинец.

У этой путаницы есть и исторические, и физико-химические истоки. В средние века существовала теория, согласно которой свинец и олово — разновидности одного и того же металла.

Олово называли — плюмбум альбум, т.е. белым свинцом, обычный же свинец — плюмбум нигрум, т.е. черным свинцом.

Весьма вероятно, что русские названия этих старинных металлов связаны, как это ни странно, с алкогольными напитками. Известный историк химии профессор Н. А. Фигуровский связывает слово «свинец» с винцом. В давние времена и в Древнем Риме, и на Кавказе вино хранили в свинцовых сосудах, отчего оно, как утверждают, приобретало тонкий своеобразный вкус. Этот вкус ценился чрезвычайно высоко, а о возможности свинцового отравления еще не догадывались. И, «балуясь винцом», наши предки назвали свинцом металл винных сосудов. Слово «олово» тоже, видимо, несколько «хмельное». У древних славян существовал напиток из ячменя и жита, который называли оловиной или олом. И очень может быть, что оловом назвали тот металл (свинец), в сосудах из которого этот самый ол хранили.

Родство свинца и олова — не только словесное. И в свойствах этих металлов общего предостаточно, и применяют их совместно едва ли не чаще, чем по одиночке. Тяжелые, легкоплавкие, хорошо совмещающиеся друг с другом свинец и олово входят в состав многих сплавов различного назначения. Чаще всего их применяют в качестве антифрикционных материалов и припоев. Свинец и олово входят также (вместе с сурьмой) в классический типографский сплав гарт. Именно с этими металлами были связаны первые шаги книгопечатания. Иоганн Гуттенберг для отливки первых типографских литер использовал олово, а литейные формы делал из еще более мягкого, податливого к механической обработке свинца. Конечно, эти формы были недолговечны. Но во времена Гуттенберга не существовало проблемы больших тиражей.

Про общность химических свойств свинца и олова рассказывать, наверное, излишне: эти два металла занимают в таблице Менделеева места в одной группе и одной подгруппе, близость их свойств закономерна. И, видимо, не случайно в представлениях наших далеких предков похожие металлы — свинец и олово связывались с похожими космическими телами — большими планетами Сатурном (свинец) и Юпитером (олово).

В те же давние времена свинец использовали для добычи золота. Одна из самых старых технологий извлечения драгоценного металла, распространенная в Древнем Египте, состояла в обработке золотоносной породы расплавленным свинцом. Свинец растворял золото, которое потом извлекали из сплава довольно сложным путем. Олово для этих целей не применялось. Зато позже оно дало материал для имитации золота.

Многие слышали о сусальном золоте, видели его в церквях и музеях, но далеко не все знают, что это такое сусальное золото. Древнерусское слово «сусало» означало «лицо». Но церковную утварь, равно как и произведения прикладного искусства облицовывали золотом по-разному: или обклеивали поверхность изделий тонкой золотой фольгой, или покрывали ее сусальным золотом. В последнем золота нет совершенно. Золотистый цвет имеет одно из соединений олова —его дисульфид. Это вещество в виде мелких чешуек и есть основа сусального золота.

Бронзовую краску с дисульфидом олова и сейчас приготовляют подобным образом и используют в декоративных целях. Больше всего тратят ее, пожалуй, театры...

«На театре военных действий» пути олова и свинца расходятся. Олово в военной технике используется главным образом в подшипниках. Из свинца отливают пули. Одно из соединений олова — бариевая соль оловянной кислоты используется как очень хороший диэлектрик в радиотехнических устройствах. Эта соль нашла широкое применение в таких устройствах как шкафы телекоммуникационные 42u и в другой электротехнической аппаратуре. Два соединения свинца — его азид и тринитрорезорцинат — высокочувствительные инициирующие взрывчатые вещества...

В наши дни в мире выплавляют примерно вдвое больше свинца, чем олова, и увеличивать масштабы производства этих металлов с каждым годом становится все труднее. За многовековую историю общения с ними человечество, конечно же, давно «сняло сливки» богатых руд, особенно оловянных. В наши дни и олово, и свинец стремятся заменить везде, где только можно. Олово — из-за все возрастающего дефицита этого металла, свинец —прежде всего из-за его ядовитости.

Академик А. Е. Ферсман называл олово «металлом консервной банки». В следующих разделах этой книги мы не раз будем обращаться к научным трудам и научно-популярным произведениям этого замечательного ученого, умевшего удивительно точно, кратко и образно охарактеризовать металлы, минералы, вещества и... людей. Но с классическим ферсмановским определением олова «металл консервной банки» уже через несколько лет невозможно будет согласиться.

В течение полутора веков после открытия французом Ф. Аппером (1809) способа консервирования пищевых продуктов в банках из жести, покрытой оловом, консервная промышленность была одним из главных потребителей этого металла. До сих пор в эту отрасль идет половина выплавляемого в мире олова. Всего полграмма этого металла расходуют на каждую консервную банку, но из-за того, что этих банок с каждым годом становится все больше, тысячи тонн олова ежегодно оказываются на свалке — в виде опустошенных консервных банок. И конечно, не все они попадают на переработку, главная цель которой — регенерация олова. В условиях растущего оловянного дефицита консервная промышленность вынуждена постепенно переходить на другие упаковочные материалы, и прежде всего — алюминиевые сплавы. Видимо, и у нас в ближайшее время основным «металлом консервной банки» станет не олово, а алюминий.

Ситуация со свинцом иная. Дефицит его не столь угрожающ. Но свинец ядовит. Его следы находят порой там, где меньше всего ожидают. В списке особо опасных веществ, которые с каждым годом проникают в воздух и в воду во все возрастающих количествах, свинец и его соединения занимают более чем заметное место. Загрязнение атмосферы свинцом — реальный факт, с которым уже нельзя не считаться. Почти весь свинец — загрязнитель попадает в воздух из выхлопных труб автомобилей.

Тетраэтилсвинец — классическая антидетонационная присадка к моторным топливам. В литре этилированного бензина свинца немного — в среднем 0,15 грамма, но известно, что в 1975 г. только в США на производство антидетонаторов было израсходовано более 200 тысяч тонн свинца. Как и в случае с консервными банками, доли грамма суммируются в сотни тысяч тонн.

В ряде стран в начале 70-х годов появились «антисвинцовые» законы. Характерно, что в России начали борьбу со свинцовым отравлением атмосферы первыми. Еще в 60-х годах прошлого века применение этилированного бензина, бензина со свинцом, у нас было запрещено в крупных городах и в курортных зонах. В последние годы химики создали антидетонаторы без свинца, в частности на основе некоторых органических соединений редкоземельных элементов. Однако окончательное решение проблемы промышленных антидетонаторов без свинца пока остается делом будущего. Надо полагать, недалекого.