Kể chuyện về kim loại

Kể chuyện về kim loại (phần 16)
Tên lửa ?o đứng yên? trên bầu trời - Anh đã thay tên đổi họ ư? - Để tôn vinh những đứa con của thần đất - Bài toán hiểm hóc - Sai lầm này tiếp theo sai lầm khác - Tiếng vang lớn - ?oCon sâu làm râu nồi canh? - Trò mỉa mai ở đây không đúng chỗ.

Con của đất
Ti​

Ngày 18 tháng 8 năm 1964, một tên lửa vũ trụ đã bay lên trên đại lộ Hòa Bình ở Matxcơva. Con tàu không gian đó mặc dầu không đi tới mặt trăng hay sao Kim, song sứ mạng của nó thì không kém phần vinh dự: mãi mãi đứng yên trên bầu trời Matxcơva để hàng trăm năm sau, đài kỷ niệm lấp lánh như bạc đó phải gợi cho mọi người nhớ về con đường đầu tiên mà một công dân Xô - viết đã mở vào không gian vũ trụ.
Một thời gian khá dài, các tác giả của bản đồ án không chọn được vật liệu ốp mặt ngoài cho đài kỷ niệm hùng vĩ này. Ban đầu người ta định thiết kế đài kỷ niệm bằng thủy tinh sau đó bằng chất dẻo, và sau nữa bằng thép không gỉ. Nhưng tất cả các phương án đó đã bị chính các tác giả hủy bỏ. Sau nhiều lần suy đi tính lại và sau những cuộc thử nghiệm kéo dài đã đi đến quyết định dùng những tấm titan được đánh bóng sáng ngời để làm vỏ bọc.
Tại sao lại chính titan được giao phó sứ mạng quang vinh là kể lại cho các thế hệ mai sau về kỳ công của những người ở thời đại chúng ta?
Không phải ngẫu nhiên mà titan được gọi là vật liệu vĩnh cửu. Nhưng trước khi nói đến những tính chất của nó, chúng ta hãy tìm hiểu tiểu sử của kim loại này.
Nếu như titan phải điền câu trả lời vào phiếu điều tra, thì ở mục ?oAnh có đổi họ lần nào không??, nó buộc phải ghi rõ là trước năm 1795, nó được gọi là ?omenakin?. Một linh mục người Anh tên là Uyliam Grêgo (William Gregor) đã phát hiện ra nó vào năm 1791 và đặt cho nó cái tên ấy. Trong những lúc rảnh rỗi, vị linh mục này thường say mê nghiên cứu khoáng vật học và hóa học. Gần giáo phận của mình, tại thị trấn Menacan trên bán đảo Cornuon, ông đã tình cờ nhặt được một khoáng vật lạ, trông giống như những hạt cát to tối mầu. Rồi từ khoáng vật này, ông đã tìm ra một nguyên tố mà trước đó chưa ai biết. Grêgo đặt tên cho khoáng vật này là Menacanit và cho nguyên tố mới tìm được là Menakin.
Nhưng có lẽ nguyên tố này không hợp với cái tên ấy nên ngay từ dịp đầu tiên vào năm 1795, khi nhà hóa học người Đức tên là Martin Claprôt lần thứ hai phát hiện được nguyên tố này trong khoáng vật rutin, ông đã thay cho nó một cái tên khác đẹp đẽ hơn - đó là titan. Trong thần thoại Hy Lạp, các con trai của Gêia - nữ thần đất, được gọi là titan.
Hai năm sau người ta mới biết rằng, Grêgo và Claprôt đã phát hiện ra cùng một nguyên tố mà từ đó tới nay mang một cái tên đầy kiêu hãnh - titan.
Phát hiện ra một nguyên tố - điều đó không có nghĩa là đã tách được nguyên tố ấy ở dạng tinh khiết. Cả Grêgo lẫn Claprôt đều chỉ thu nhận được một hợp chất hóa học của titan với oxi - đó là một thứ bột kết tinh màu trắng của titan oxit. Việc tách titan ra khỏi các hợp chất của nó quả thật là một bài toán hiểm hóc. Nhiều nhà hóa học nổi tiếng của thế kỷ trước đã cố gắng giải bài toán đó, nhưng sự thất bại đã chờ đón họ.
Có một thời người ta tưởng những cuộc tìm tòi của nhà hóa học người Anh là Urônlaxtơn (Wollaston) đã thành công tốt đẹp... Năm 1823, khi nghiên cứu các tinh thể tìm thấy trong xỉ lò luyện kim, ông đã đi đến kết luận rằng, chất tinh khiết đó không phải là cái gì khác mà chính là titan nguyên chất. Sau 33 năm, nhà hóa học người Đức là Vuêle đã xác định rằng, các tinh thể đó là một hợp chất của titan với nitơ và cacbon, chứ hoàn toàn không phải là titan tự do như Urônlaxtơn đã lầm tưởng.
Trong nhiều năm mọi người đều nghĩ rằng, nhà bác học Thụy Điển nổi tiếng là Becxêliut đã thu được titan kim loại lần đầu tiên vào năm 1825 khi khử kali flotianat bằng natri kim loại. Nhưng ngày nay, khi so sánh các tính chất của titan và của sản phẩm mà Becxêliut đã thu nhận được thì có thể khẳng định rằng, vị thư ký suốt đời của Viện hàn lâm khoa học hoàng gia Thụy Điển đã lầm vì titan nguyên chất nhanh chóng hòa tan trong axit flohidric (khác với nhiều axit khác), còn titan của Becxêliut thì chống lại được tác dụng của axit đó.
Mãi đến năm 1875, nhà khoa học người Nga là Đ. K. Kirilôp mới điều chế được titan kim loại. Ông đã công bố kết quả của công trình này trong tập sách nhỏ ?oNghiên cứu về titan?. Nhưng trong những điều kiện của nước Nga dưới thời Nga hoàng thì công trình nghiên cứu quan trọng này không được một ai chú ý đến, vì vậy mà nó bị lãng quên.
Năm 1887, sau khi khử titan tetraclorua bằng natri kim loại trong bình thép kín mít, hai người đồng hương của Becxêliut là Ninxơn và Petecxơn đã thu được một sản phẩm khá tinh khiết - chứa khoảng 95% titan.
Nhà hóa học Pháp là Muatxan (Moissan) đã tiến thêm một bước trên con đường đi đến titan nguyên chất vào năm 1895. Ông đã khử titan oxit bằng cacbon trong lò hồ quang, sau đó cho kim loại thu được qua hai lần tinh luyện nữa. Titan của ông chỉ chứa vẻn vẹn 2% tạp chất.
Cuối cùng, năm 1910, sau khi hoàn thiện phương pháp của Ninxơn và Petecxơn, nhà hóa học người Mỹ là Hântơ (Hunter) đã thu được vài gam titan tương đối tinh khiết. Sự kiện này đã gây nên tiếng vang lớn ở nhiều nước. Chính vì vậy mà cho đến nay, nhiều người vẫn lầm tưởng là Hântơ chứ không phải là những người trước ông đã lần đầu tiên tách được titan ở dạng tinh khiết
Như vậy là đã điều chế được titan ở dạng nguyên chất. Tuy nhiên nó được coi là nguyên chất một cách khá gượng ép, vì nó vẫn còn chứa vài phần ngàn tạp chất. Chỉ vài phần ngàn thôi...Nhưng, ?ocon sâu làm rầu nồi canh?. Các tạp chất làm cho titan trở nên giòn, không bền và không chịu được gia công cơ học. Thế là nó lại mang tiếng xấu như một thứ kim loại vô dụng, không dùng được vào việc gì cả. Tất nhiên, với bản nhận xét như vậy thì titan không thể mơ tưởng đến một công việc trọng trách. Đành phải hài lòng với những vai trò thứ yếu vậy thôi.
Ngay từ năm 1908, Roze và Batơran ở Mỹ và Farup ở Na Uy đã đề nghị sản xuất bột trắng chứ không phải tạp chất của chì hoặc của kẽm như trước kia vẫn làm, mà bằng titan oxit. Dùng loại bột trắng này có thể nhuộm trắng được một bề mặt rộng gấp vài lần so với dùng bột trắng chì hoằc kẽm. Vả lại, bột titan trắng không độc (còn bột chì trắng thì rất độc), vì titan oxit vô hại đối với cơ thể con người. Trong y học đã xảy ra trường hợp có người đã ?ouống? một lần gần nửa kilôgam chất này mà không hề bị một hậu quả đáng buồn nào.
Dần dần, titan oxit được sử dụng để nhuộm màu cho da, vải, được dùng trong ngành sản xuất thủy tinh, sứ, men, ngọc nhân tạo.
Một hợp chất khác của titan cũng đã tìm được việc làm. Đó là titan tetraclorua mà trên đây đã nói tới, do nhà hóa học người Pháp là Đuma điều chế được lần đầu tiên vào năm 1826. Khả năng tạo ra màn khói ngụy trang dày đặc của hợp chất này đã được sử dụng rộng rãi trong thời kỳ chiến tranh thế giới thứ nhất. Còn trong những năm hòa bình thì nó được dùng để sưởi ấm cho cây cỏ trong những cơn rét buốt của buổi sáng mùa xuân.
Song, như chúng ta sẽ thấy dưới đây, titan hoàn toàn có quyền đồi hỏi một công việc quan trọng và lý thú hơn.
Và cuối cùng nhà bác học người Hà Lan là Van Aken (Van Arkel) và Đơ Bua (De Bur) đã điều chế được titan với độ tinh khiết rất cao bằng cách phân giải titan tetraclorua nhờ một sợi dây vonfram nung đỏ. Thế là đã đến lúc mà quan niệm từng thịnh hành về tính giòn của titan không đứng vững nữa; bởi vì kim loại mà Van Aken và Đơ Bua điều chế được thì lại có tính dẻo rất cao: có thể rèn được nó khi nguội chẳng khác gì sắt; có thể cán nó thành lá, thành tấm, thành sợi, thậm chí thành lá cực mỏng. Ngày nay, cái tên đầy kiêu hãnh mà nguyên tố này mang không còn khiến một ai cảm thấy là một ?otrò mỉa mai của số phận? như trước nữa. Trước mắt nó là một con đường rộng mở để đi vào thế giới kỹ thuật.

Thế giới quả là rộng lớn và còn nhiều điều phải làm!

Tôi đã đọc qua quyển sách này rồi! Hay đấy! Có thời gian thì tìm đọc,rất có ích!

Là lá la...!

Kể chuyện về kim loại (phần 17)
Thoát khỏi tù đày - "Con chim đen" - Đây là thời gian phơi sáng - Người chèo đổi thuyền - Nghịch lý chăng.
Hình như để tỏ lòng biết ơn vì đã được giải thoát khỏi vòng tù hãm của các hợp chất, nên titan bắt đầu làm cho các nhà bác học phải sửng sốt về những tính chất kỳ diệu của mình. Chẳng hạn, người ta thấy rõ rằng, titan nhẹ hơn sắt gần hai lần nhưng lại bền hơn nhiều loại thép. Về độ bền tính theo trọng lượng thì titan không có đối thủ trong số các kim loại công nghiệp. Ngay cả một kim loại như nhôm cũng phải thua kém titan về nhiều mặt, vì titan chỉ nặng gấp rưỡi nhôm nhưng lại bền hơn nhôm đến sáu lần. Một điều hết sức quan trọng nữa là titan vẫn giữ được độ bền của mình ở nhiệt độ cao (đến 500 độ C, còn nếu pha thêm các nguyên tố điều chất vào thì đến 650 độ C), trong khi đó, độ bền của đa số các hợp kim nhôm lại giảm xuống đột ngột ngay cả ở 300 độ C.
Titan là một kim loại rất cứng: nó cứng hơn nhôm và đồng rất nhiều, thậm chí còn cứng hơn cả sắt. Giới hạn chảy của một kim loại càng cao thì các chi tiết làm bằng kim loại ấy chịu đựng tải trọng sử dụng càng tốt và giữ nguyên được hình dạng và kích thước của mình càng lâu. Giới hạn chảy của titan cao gấp năm lần so với nhôm và gần gấp ba lần so với sắt.
Không có gì đáng ngạc nhiên khi một câu hỏi được đặt ra cho các công trình sư hàng không là nên giao phó việc khắc phục chướng ngại âm thanh cho kim loại nào, thì họ đã chọn ngay titan. Ngay từ những năm 60, trên báo chí nước ngoài đã xuất hiện những dòng tin nói về việc Mỹ đã chế tạo máy bay phản lực siêu âm ?oChim đen? đạt tới tốc độ hơn 3.200 kilomet trong một giờ. Thân của máy bay này được làm bằng titan. Kể từ đó, chỗ đứng của titan trong ngành chế tạo máy bay đã được củng cố rõ rệt: các bộ phận bên ngoài của máy bay (khoang động cơ, cách phụ, bánh lái) cùng nhiều cụm máy và chi tiết - từ động cơ cho đến các đinh ốc - đều được làm bằng các hợp kim của titan. Nhờ có titan nên các máy bay trở nên nhẹ hơn, nghĩa là trọng tải của chúng tăng lên. Chẳng hạn, chỉ riêng việc thay thế các bulông thép của động cơ bằng bulông titan mà trong một loại máy bay khu trục, khối lượng của động cơ giảm đi gần một trăm kilogam. Theo dự tính của các chuyên gia thì trong những năm sắp tới, tỉ lệ các kết cấu bằng titan và bằng các hợp kim titan trong những loại máy bay có tốc độ gấp 2 - 3 lần tốc độ âm thanh sẽ lên đến 60 - 90 %.
Nếu không có kim loại này thì kỹ thuật vũ trụ sẽ không làm nên công chuyện gì. Đặc biệt, những thùng titan để chứa oxi lỏng và hiđro lỏng đã tỏ rõ những tính năng sử dụng tuyệt vời: ở nhiệt độ cực thấp, titan vẫn không bị phá hủy như đa số các kim loại khác, mà ngược lại, còn trở nên bền vững hơn. Có lẽ titan sẽ là vật liệu kết cấu chủ yếu của các hạng mục công trình được lắp ráp trực tiếp trong vũ trụ. Các thí nghiệm do các nhà du hành vũ trụ Xô - viết Gheorghi Sônin và Valeri Cubaxôp tiến hành hồi năm 1969 đã cho thấy rằng, trong những điều kiện của chân không vũ trụ, kim loại này dễ hàn và dễ cắt.
Không phải chỉ riêng các công trình sư về thiết bị vũ trụ mới kính nể titan. Chẳng hạn, các kỹ sư Cộng hòa dân chủ Đức đã sử dụng lớp mạ bằng titan để tăng độ bền cho các chi tiết đồng hồ đeo tay: một lớp titan cực mỏng, chỉ 0,2 micron, đã nâng cao tuổi thọ của cơ cấu đồng hồ lên vài lần và còn làm tăng cả độ chính xác nữa. Nhật Bản đã chế tạo một loại máy ảnh chuyên dùng cho các phóng viên thể thao; nó cho phép chụp được những tấm ảnh với thời gian phơi sáng là 1/4000 giây: sở dĩ đạt được như vậy là nhờ có hợp kim titan để làm cửa rèm bắt ảnh. Khung xe đạp làm bằng titan chỉ nặng hơn 1 kilogam còn cả chiếc xe đạp thì nặng chưa đến 7 kilogam. Những chiếc xe đạp nhẹ bỗng này rất được các nhà thể thao ưa chuộng. Những người đua thuyền siêu hạng cũng sẵn sàng thay những chiếc thuyền thoi cũ bằng những thuyền thoi mới làm bằng sợi than và các hợp kim titan: chiếc thuyền mái tám chèo như vậy nhẹ hơn so với chiếc thuyền trước đây ít nhất là 20 kilogam.
Titan cũng làm cho các nhà hóa học phải chú ý đến mình. Tại một nhà máy, người ta đã làm một thí nghiệm như sau. Họ chế tạo ba máy bơm bằng gang, bằng thép không gỉ và bằng titan để bơm các chất lỏng có tính ăn mòn cao. Chiếc thứ nhất đã ?obị ăn? sau ba ngày đêm, chiếc thứ hai chịu được mười ngày, còn chiếc thứ ba (bằng titan) thì sau nửa năm làm việc không nghỉ vẫn nguyên vẹn, không bị hư hại gì.
Mặc dầu titan vẫn còn khá đắt, nhưng trong nhiều trường hợp, dùng nó để thay thế các vật liệu rẻ tiền hơn thì vẫn có lợi về mặt kinh tế. Chẳng hạn, thân thùng phản ứng của một thiết bị hóa học nếu làm bằng titan thì đắt gấp bốn lần so với làm bằng thép không gỉ. Nhưng thùng phản ứng bằng thép chỉ dùng được sáu tháng, còn thùng bằng titan thì dùng được mười năm. Ngoài ra, hãy cộng thêm những chi phí cho việc thay thùng thép thường kỳ và những thiệt hại do sự ngưng trệ thiết bị thì sẽ thấy rõ ràng, mặc dầu nghe có vẻ như nghịch lý, rằng titan đắt tiền vẫn rẻ hơn thép rẻ tiền.
Tại cuộc triển lãm về sử dụng titan trong công nghiệp được tổ chức mấy năm trước đây ở London đã trưng bày rất nhiều loại thiết bị làm bằng titan để trang bị cho các nhà máy hóa chất. Các ống phun làm bằng titan sau khi làm việc hơn hai tháng trong môi trường khí sunfurơ nóng vẫn có thể tiếp tục làm việc thêm nữa, dường như trong chúng chưa hề xảy ra chuyện gỉ cả; còn các ống phun bằng thép không gỉ thì bị hỏng ngay sau vài giờ làm việc. Titan được sử dụng rất có hiệu quả để chế tạo các chi tiết làm việc trong môi trường khí clo, hơi axit sunfuric hoặc nitric và các hóa chất ăn mòn khác. Một số xí nghiệp đã sắm cả những ống thông gió đồ sộ bằng kim loại này, cao đến 120 mét. Tất nhiên, cái ống như vậy là đắt tiền, nhưng sau đó, nó đứng vững hàng trăm năm ròng mà không cần sửa chữa gì cả - tất cả mọi chi phí sẽ được bù lại một cách dư thừa.
(còn nữa)

Thế giới quả là rộng lớn và còn nhiều điều phải làm!

Kể chuyện về kim loại (phần 18)
Trên chiếc bè "Ra" bằng cỏ giấy - Quan điểm mơ hồ - Ngàn năm về sau - Giữa các vực thẳm của đại dương - Tháp lầu chuông thứ ba của Panmira phương bắc - Acropôn đóng cửa để sửa chữa.
Titan được sử dụng rộng rãi để sản xuất các loại hợp kim cứng dùng làm dụng cụ cắt gọt. Chỉ một lớp phủ cực mỏng bằng titan cacbua cúng đủ nâng cao hẳn những tính năng cắt gọt của dụng cụ, làm cho chất lượng bề mặt của sản phẩm được gia công trở nên tốt hơn.
Các dụng cụ phẫu thuật tuyệt vời làm bằng các hợp kim titan rất được ca ngợi. Bác sĩ Liên Xô Iuri Xenkevich - người tham gia đoàn thám hiểm quốc tế dưới sự lãnh đạo của nhà du lịch nổi tiếng Tur Heyerdahl người Na Uy, đã mang theo trong chuyến vượt biển rất dài ngày trên chiếc bè ?oRa? bằng cỏ giấy một bộ dụng cụ phẫu thuật bằng titan - nó vừa nhẹ vừa bền vừa chống được ăn mòn.
Trong những năm 60, các nhà bác học đã chế tạo được một thứ hợp kim kỳ lạ gồm niken và titan, gọi là nitinon. Nó có một tính chất khác thường là ?onhớ? được quá khứ của mình, hay nói một cách chính xác hơn, nó lấy lại được hình dạng ban đầu của mình sau khi bị biến dạng do gia công (điều này sẽ được kể tỉ mỉ trong mục ?ocon quỷ đồng? viết về niken).
Hồi đầu thế kỷ XX, trong các nhà luyện kim nổi lên một ý kiến cho rằng, titan là một tạp chất có hại đối với sắt. Phải qua nhiều năm mới chứng minh được tính mơ hồ của cách nhìn nhận đó. Ngày nay, luyện kim là một trong những ngành tiêu thụ titan nhiều nhất. Có thể kể ra hàng trăm nhãn thép và hợp kim có chứa nguyên tố này với một lượng nào đó. Titan được pha thêm vào thép không gỉ để ngăn chặn sự ăn mòn sâu vào các tinh thể. Trong các hợp kim chịu nóng có hàm lượng crom cao, titan làm giảm độ lớn của các hạt, làm cho các hợp kim có cấu trúc tinh thể mịn hạt và đồng nhất. Trong các hợp kim chịu nóng khác, titan dùng làm nguyên tố tăng độ bền.
Ái lực lớn của titan đối với oxi (chúng ta còn trở lại vấn đề này) cho phép sử dụng nó để khử oxi cho thép. So với silic là một trong những chất khử oxi chủ yếu, thì khả năng khử oxi của titan cao hơn khoảng mười lần. Titan cũng có vai trò như vậy đối với nitơ. Việc khử hết các chất khí cho thép góp phần nâng cao các tính chất cơ học và tăng độ bền ăn mòn của thép.
Một trong những tính chất tuyệt với của titan là khả năng chống ăn mòn - kẻ thù độc ác nhất của các kim loại, rất cao. Trên bề mặt một tấm titan ngâm trong nước biển sau mười năm vẫn không hề thấy một dấu vết han gỉ nào (sau thời gian ấy, nếu một tấm sắt thì họa may chỉ còn dấu vết của nó trong trí nhớ mà thôi). Nhưng đâu phải chỉ chục năm mà thôi: các phép tính đã cho thấy rằng, nếu thí nghiệm này được bắt đầu từ một ngàn năm về trước, chẳng hạn, từ khi nước Nga chính thức nhận chính giáo Cơ Đốc làm quốc giáo (vào năm 988 - 989), thì đến nay, lớp ăn mòn chỉ có thể ?ogặm? sâu vào tấm titan vẻn vẹn có 0,02 milimet. Vì vậy, thật là dễ hiểu khi các nhà đóng tàu biển, xây dựng thủy lợi, thiết kế khí cụ lặn sâu đều bảy tỏ thiện cảm với titan chẳng kém gì các công trình sư hàng không và các nhà hóa học. Hãng ?oGeneral Electric? ở Mỹ đựng định xây dựng một đồ án xây dựng các trạm nghiên cứu ngầm dưới biển có người điều khiển. Các trạm này có thể đặt ở độ sâu 3.700 mét. Trong các đồ án này, các hợp kim titan đóng một vai trò quan trọng.
Chính vì titan có độ bền ăn mòn cao nên những người sáng tạo đài tưởng niệm để mãi mãi ghi nhớ việc con người chinh phục không gian vũ trụ đã chọn đích danh kim loại này làm vật liệu ốp ngoài. Trong khoảng những năm đó, người ta còn dự định sử dụng titan vào một công trình đồ sộ nữa. Tại cuộc thi chọn các đồ án xây dựng đài kỷ niệm 100 năm ngày thành lập hội viễn thông quốc tế do UNESCO tổ chức, đồ án của các kiến trúc sư Xô - viết đã đoạt giải nhất (trong số 213 đồ án được trình bày). Đài kỷ niệm dự kiến đặt tại Quảng trường Các dân tộc ở Giơnevơ sẽ là hai vỏ sò bằng bê tông cao 10,5 mét được ốp bằng những tấm titan nhẵn bóng. Đi dọc theo một con đường nhỏ giữa hai vỏ sò này, người ta sẽ nghe được giọng nói, tiếng bước chân của mình, tiếng ồn ào của thành phố, sẽ thấy các hình ảnh của mình ở tâm các vòng tròn mất hút dần vào khoảng xa vô tận. Đồ án này cho đến nay vẫn chưa được thực hiện, nhưng một đài kỷ niệm khác kiểu tháp nhọn của tác giả Liên Xô cũng làm bằng titan hiện đang tô điểm cho công viên Cung các dân tộc ở Giơnevơ. Đó là một đài kỷ niệm cao 28 mét, tượng trưng cho lòng khát khao của con người muốn vươn tới những tầm xa vũ trụ và những thành tựu đã đạt được trên con đường đó. Năm 1971, Liên Xô đã chuyển công trình này làm quà tặng cho Liên hợp quốc.
Năm 1980, tượng kỷ niệm Iuri Gagarin đã được dựng lên ở Maxcơva. Thân hình cao 12 mét của nhà du hành vũ trụ đầu tiên trên trái đất đặt trên đỉnh cột cao vút, mà cũng là mô hình con tàu vũ trụ ?oPhương Đông? đã hoàn thành chuyến bay lịch sử, đều được làm bằng titan. Không thể hình dung nổi toàn cảnh Lêningrat nếu không có hai ngọn tháp lầu chuông nổi tiếng ở Bản doanh hải quân và ở Pháo đài Petropaplôpxcơ. Hiện nay, một ngọn tháp lầu chuông thứ ba được đặt lên tòa nhà của bến cảng lớn nhất Liên Xô trên đảo Vasilliepxki. Ngọn tháp lầu chuông mới trang điểm cho hải cảng Panmira phương bắc (Panmira là một thành phố cổ ở đông bắc Xyri, vốn là trung tâm buôn bán và thủ công nghiệp rất phồn thịnh vào khoảng thế kỷ I - III. Trong văn chương Nga, người ta thường ví Lêningrat là Panmira phương bắc -N. D.) này cũng được làm bằng titan - thứ vật liệu mà các kiến trúc sư, các nhà điêu khắc và xây dựng đều ưa chuộng.
Nếu như người Hy Lạp cổ xưa mà biết đến titan thì rất có thể họ đã sử dụng nó làm vật liệu để xây dựng những tòa nhà của thành Acropôn ở Aten. Nhưng tiếc thay, các nhà kiến trúc thời xưa không có thứ ?ovật liệu vĩnh cửu? này. Những công trình sáng tạo tuyệt vời của họ đã phải chịu tác động hủy diệt của hàng bao thế kỷ. Thời gian đã tàn nhẫn phá hoại những di tích của nền văn hóa Hy Lạp. Đến đầu thế kỷ XX này, người ta thấy rằng, thành Acropôn ngày một điêu tàn ấy phải được sửa chữa. Thế là các bộ phận riêng rẽ của tòa nhà đã được chằng chống bằng những khung thép. Song chỉ được mấy năm, lớp gỉ đã gặm mòn kim loại, nhiều phiến đá hoa cương đã bị sụp xuống và nứt nẻ. Để cứu Acropôn khỏi bị hư hại, người ta đã quyết định thay các khung thép bằng các khung titan để khỏi bị ăn mòn.
Tính không nhiễm từ của titan là một đặc tính quan trọng của nó: ngay cả những từ trường mạnh cũng không thể tác động đến titan. Trong nhiều trường hợp, ?omiễn dịch kháng từ? như vậy rất có ích. Chẳng hạn những người tham gia đoàn thám hiểm bắc cực của báo ?onước Nga Xô - viết? hồi năm 1983 đã đem theo chiếc từ kế duy nhất của họ ở trên chiếc xe trượt không nhiễm từ làm bằng titan. Đoàn thám hiểm này đã dùng xe trượt do chó kéo để vượt hơn chục ngàn kilomet dọc theo bờ bắc băng dương.
Như vậy, titan là một kim loại may mắn có những tính chất quý báu. Không phải ngẫu nhiên mà nhà luyện kim nổi tiếng của Liên Xô, viện sĩ I. P. Barđin đã phấn đấu để phát triển cho kỳ được kỹ thuật luyện titan ở Liên Xô. Ông đã viết: ?oNgày nay, nói đến kim loại không có nghĩa chỉ là gang và thép... Đó còn là titan - một đối thủ trẻ của sắt, hơn hẳn sắt về tất cả các đặc điểm ?otính cách? của mình - vừa nhẹ, vừa bền, vừa chịu nhiệt, vừa chống ăn mòn?. Vậy thì tại sao cho đến nay, titan vẫn chưa được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp như thép hoặc nhôm chẳng hạn?
(còn nữa)
Welcome to Clb Hoá học

Kể chuyện về kim loại (phần 20)
Vật tìm được ở nơi xảy ra tai nạn - Một ý tưởng được thực hiện - Nữ thần không đáp lại tiếng gõ cửa - Sai lầm đáng tiếc - Khi Vuêle ốm - ?oTôi là một con lừa thật sự...?.
?oVITAMIN V?
V
?oNếu không có vanađi thì sẽ không có cái ô tô của tôi?. Đó là lời của vua ô tô Henri Forđ (Henri Ford). Năm 1905, ông ta đã có mặt tại một cuộc đua ô tô lớn. Giống như tại nhiều cuộc đua tương tự, ở đây cũng không tránh khỏi tai nạn. Sau một thời gian, Forđ đã đến nơi xảy ra tấm thảm kịch và đã nhặt được ở đấy một mảnh vỡ của một chi tiết thuộc chiếc ô tô của Pháp - một trong hai chiếc ô tô đâm nhau. Đó là một đoạn của chiếc cần xupap. Dù chỉ là một chi tiết bình thường nhưng vì đang bị thu hút vào những vấn đề này nên Forđ để ý đến kích thước không lớn của nó và đã quyết định đưa mẩu kim loại này ra thử nghiệm. Quả nhiên linh tính không đánh lừa Forđ: loại thép này tỏ ra rất cứng và rất bền. Tại phòng thí nghiệm tiến hành phân tích hóa học mảnh vỡ được gửi đến, người ta đã cho biết là loại thép này chứa vanađi.
Ý đồ sử dụng rộng rãi loại thép như vậy vào việc sản xuất ô tô đã hoàn toàn chi phối Forđ. Chả phải nói: nếu thực hiện được ý đồ này thì ô tô sẽ trở nên nhẹ hơn; điều đó cho phép có thể tiết kiệm được nhiều kim loại, và có thể ô tô có thể được bán với giá rẻ hơn. Nghĩa là số người mua sẽ tăng lên rõ rệt, như vậy, lợi nhuận của Forđ sẽ tăng lên. Thế là Forđ liền bắt tay vào việc thực hiện ý đồ của mình. Ông đã phải vượt qua biết bao khó khăn trước khi đạt được mục đích. Mấy năm sau cuộc đua ô tô mà vô tình đã đóng vai trò không kém phần quan trọng trong lịch sử ngành chế tạo ô tô, bộ thương mại và công nghiệp Pháp đã tiến hành thử nghiệm các chi tiết riêng rẽ của chiếc ô tô Forđ loại mới và thấy rõ rằng, thép của Mỹ vượt hẳn thép của Pháp về nhiều chỉ tiêu.
Vậy thì vanađi - kẻ đã thực hiện một cuộc cách mạng thực sự trong công nghiệp ô tô là cái gì vậy? Và đây, nhà hóa học Thụy Điển nổi tiếng là Becxêliut đã mô tả lịch sử phát hiện ra vanađi như sau: ?oNgày xưa có vị nữ thần Vanađis xinh đẹp tuyệt vời và được mọi người yêu mến sống ở phương Bắc xa xôi. Một hôm, có một người nào đó đến gõ cửa nhà nàng. Nữ thần ngồi thoải mái trên chiếc ghế bành và thoáng nghĩ: ?oCứ để cho người ta gõ cửa lần nữa?. Nhưng rồi tiếng gõ cửa đã ngừng hẳn và người kia đã đi khỏi. Nàng băn khoăn tự hỏi: vị khách khiêm tốn và rụt rè ấy là ai vậy? Nữ thần mở cửa sổ và nhìn ra đường. Một chàng Vuêle nào đó đang vội vã rời khỏi lâu đài của nàng.
Mấy ngày sau, nàng lại nghe thấy tiếng ai đó gõ vào cửa nhà nàng, nhưng lần này tiếng gõ dồn dập kéo dài cho đến khi nàng đứng dậy và đi ra mở cửa. Trước mặt nàng là chàng trai khôi ngô tuấn tú Ninx Xepxtơrôm. Thế rồi liền ngay sau đó, họ đã yêu nhau và sinh ra một người con trai, đặt tên là Vanađi. Đó cũng là tên của thứ kim loại mới do nhà vật lý kiêm hóa học Thụy Điển Ninx Xepxtơrôm phát hiện ra vào năm 1830?.
Trong câu chuyện này có một điểm chưa được chính xác. Người đầu tiên gõ cửa phòng nữ thần Vanađis không phải là nhà hóa học Đức Friđric Vuêle (Frederich Wohler), mà là nhà hóa học kiêm hóa vật học người Mêxicô, tên là Anđret Manuen Đen Riô (Andres Manuel Del Rio). Trước Vuêle khá lâu, vào năm 1801, khi nghiên cứu quặng chì nâu của Mêxicô, Đen Riô đã phát hiện ra rằng, trong quặng ấy có một thứ kim loại mới mà thời bấy giờ chưa ai biết đến. Các hợp chất của kim loại này mang những mầu sắc rất khác nhau, vì vậy mà nhà bác học này đã gọi nó là ?opanchromium?, nghĩa là ?ophiếm sắc?, và về sau, ông đã đổi tên nó thành ?oerythronium?, có nghĩa là ?ođỏ?.
Tuy nhiên, Đen Riô đã không thể xác nhận được sự phát hiện của mình. Hơn nữa, năm 1802, ông đã đi đến một kết luận sai lầm rằng, nguyên tố mới này chính là crom vừa được phát hiện trước đó không lâu. Còn Vuêle cũng nghiên cứu quặng chì Mêxicô ấy và đã gần đi đến thành công, nhưng khí hiđro florua ... đã cản trở ông. Giữa lúc đang say mê làm việc thì nhà bác học bị ngộ độc do khí này nên đành phải nằm nghỉ trên giường mất vài tháng. Sau khi bình phục, Vuêle đã không trở lại ngay với những thí nghiệm về quặng chì. Chính điều đó là lý do khiến Becxêliut trách ông là quá nhút nhát khi gõ cửa nhà nữ thần Vanađis.
Và khi Vuêle ốm thì cũng chính là lúc vanađi ra đời lần thứ hai. Lần này một học trò của Becxêliut là nhà bác học Thụy Điển Ninx Gabrien Xepxtơrôm (Nils Gabriel Sefstrom) đã đứng bên nôi của chú bé mới sinh. Thời bấy giờ, ngành luyện kim Thụy Điển đã bắt đầu phát triển. Các nhà máy đã mọc lên khắp mọi miền trong nước. Và người ta nhận thấy rằng, sắt thép luyện từ một số mỏ thì giòn, trong khi đó, từ quặng của những mỏ khác thì lại rất dẻo. Tại sao có những sự khác biệt như vậy? Xepxtơrôm đã quyết định tìm lời giải đáp cho câu hỏi này.
Khi nghiên cứu thành phần hóa học của một số quặng mà từ đó luyện được thép có chất lượng cao, sau nhiều lần thí nghiệm kéo dài, nhà bác học đã chứng minh được rằng, các quặng này chứa một nguyên tố mới, mà đó chính là nguyên tố mà lúc sinh thời, Đen Riô đã phát hiện ra và lầm tưởng đó là crom. Theo lời khuyên của Becxêliut, người ta gọi kim loại mới này là vanađin và về sau đổi thành vanađi.
Cả Đen Riô và Vuêle đều không được công nhận là ?ocha đỡ đầu? của nguyên tố mới, mặc dầu họ đã đi đến gần phát minh, chỉ cách có vài bước. Sau thành công của Xepxtơrôm, Vuêle đã viết thư cho một người bạn của mình: ?oTôi quả là một con lừa thực sự, vì tôi đã bỏ qua nguyên tố mới trong quặng chì, và Becxêliut đã nói đúng khi ông cười, có phần mỉa mai việc tôi đã gõ cửa nhà nữ thần Vanađis nhưng không gặp được nàng vì gõ khẽ và thiếu kiên nhẫn?.
(còn nữa)

hoahoc.ttvnonline.net​

Các bác có thể pót lên một số ứng dụng đặc sắc nhất của kim loại cho bà con mở rộng tầm mắt không?

Cái này bác có thể tự tìm được từ các bài viết trong topic này mà.Nhắc đến kim loại nào,tác giả đều đưa ra những ứng dụng quan trọng nhất của nó.Bác chịu khó đọc tí nhẩy?
Tucurie

___CLB Hoá Học___ ​

Kể chuyện về kim loại (phần 21)
Bốn mươi năm sau - Cái giá khủng khiếp - Xa tít tận chân mây - Dầu mỏ kỳ lạ - Quặng từ sao Kim ư? - Bí quyết để không mỏi - Pháo chĩa lên không trung - Tấn công và phòng thủ - "Các nhà ngoại giao láu lỉnh".
Trong suốt nhiều năm ròng, không một ai may mắn tách được vanađi ở dạng tinh khiết. Mãi đến năm 1869, nhà hóa học người Anh là Henri Rôxco (Henry Roscoe) mới điều chế được vanađi ở dạng kim loại tinh khiết. Tuy vậy, nó chỉ có thể được coi là tinh khiết đối với thời bấy giờ mà thôi, vì còn chứa tới 4% tạp chất. Mà thực ra ngay cả tạp chất không nhiều cũng làm cho tính chất của nguyên tố này thay đổi rất rõ rệt. Vanađi nguyên chất là một thứ kim loại màu xám bạc, có độ dẻo cao, nghĩa là có thể rèn được. Lượng tạp chất dù rất nhỏ, không đáng kể, đặc biệt là nitơ, oxi, hiđro, cũng làm cho kim loại này trở nên cứng và giòn, nên rất khó gia công.
Một thời gian dài người ta không thể điều chế được vanađi tinh khiết do tính hoạt động mạnh khác thường của nó ở nhiệt độ cao: không chọn được thứ vật liệu làm nồi nung mà không bị hòa tan trong vanađi và không làm bắn nó khi nấu chảy. Lúc bấy giờ, các nhà bác học đã đi theo con đường khác: họ đã hoàn thiện phương pháp điện phân để tinh luyện vanađi đến độ tinh khiết 99,99 %. Tất nhiên, 4% và 0,01% là một sự khác biệt rất lớn.
Suốt hàng chục năm, vanađi không được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Chẳng hạn hồi đầu thế kỷ của chúng ta, mỗi năm trên thế giới chỉ sản xuất vài tấn vanađi. Đúng là giá của nó hồi đó cao quá sức tưởng tượng: mỗi kilogam giá năm mươi ngàn rúp vàng (giá trị một rúp vàng thời bấy giờ là 0,774235 gam vàng nguyên chất. Như vậy, giá một kilogam vanađi lúc bấy giờ là gần 39 kilogam vàng! (N. D.)).
Cũng dễ hiểu là vì sao vanađi được sản xuất ít ỏi như vậy, và giá của nó đắt khủng khiếp đến thế. Mặc dầu vỏ trái đất chứa không ít vanađi (nhiều hơn bạc khoảng một ngàn lần) nhưng cực kỳ hiếm thấy những điểm tích tụ của nó trên mặt đất. Chính vì vậy nên vanađi được xếp vào hàng các kim loại hiếm. Quặng chứa 1 % vanađi được coi là cực kỳ giàu; ngay cả những quặng chỉ chứa 0,1 % nguyên tố quý và hiếm này cũng được khai thác và chế biến theo quy mô công nghiệp.
Một trong những mỏ vanađi lớn nhất thế giới nằm ở vùng núi Pêru, trên độ cao 4700 mét so với mặt nước biển. Tại đây, ở những nơi xa tít tận chân mây, từ nhiều năm nay người ta đã khai thác khoáng vật patronit giàu vanađi mà trên trái đất không hề gặp lại ở một nơi nào khác nữa. Cách đây chưa lâu lắm ở bờ bắc biển Caxpi, trên bán đảo Buzatri, đã bắt đầu khai thác dầu mỏ có hàm lượng vanađi cao theo phương thức công nghiệp. Nhiệm vụ của các nhà địa chất là phải hoàn thiện công nghệ tách nguyên tố quý báu này từ ?oquặng? dầu mỏ một cách có hiệu quả.
Một điều đáng chú ý là trong các thiên thạch rơi xuống trái đất, hàm lượng vanađi lớn gấp hai - ba lần so với trong vỏ trái đất. Trong quang phổ của mặt trời có thể dễ dàng tìm thấy những vạch đặc trưng cho các nguyên tử vanađi; điều đó chứng tỏ rằng, mặt trời cũng rất giàu nguyên tố này và còn giàu hơn cả hành tinh chúng ta. Có thể đến một lúc nào đó, việc đưa các chuyến quặng giàu vanađi, từ sao Hỏa hoặc sao Kim chẳng hạn, đến nhà máy luyện kim sẽ được coi như một công việc vận chuyển bình thường, còn bây giờ thì con người trên trái đất vẫn phải trông cậy vào dự trữ của chính mình mà thôi.
Cái khó của việc lấy vanađi ra khỏi quặng cũng chính là nguyên nhân khiến cho kim loại này trong một thời gian lâu đến thế không thể tìm được việc làm cho mình. Tuy nhiên, sự phát triển như vũ bão của kỹ thuật đã nhanh chóng mở rộng cửa để đón vanađi vào thế giới công nghiệp. Nguyên tố này có khả năng truyền cho thép những tính chất rất quý; điều đó đã quyết định số phận của nó - vanađi bắt đầu đóng vai trò ?ovitamin? đối với thép.
Chỉ cần pha thêm một lượng vanađi rất ít (vài phần trăm), thế là thép liền có cấu trúc mịn hạt, có đồ bền cao và độ đàn hồi lớn. Loại thép như vậy ?ocó tài? chịu đựng va đập và lực uốn, bền bỉ chống lại được sự mài mòn và chống được sự đứt gãy rất tốt. Mà chính các tính chất này lại hết sức cần thiết cho các chi tiết ô tô. Bởi vậy, các cụm máy và các chi tiết quan trọng của ô tô như động cơ, lò xo xupap, nhíp, trục quay, trục bánh xe, bánh răng v. v... đều được chế tạo bằng thép vanađi không mỏi. Cũng vì thế mà Henri Forđ đã đánh giá vai trò của vanađi cao như vậy. Và cũng không phải ngẫu nhiên mà viện sĩ A. E. Ferxman đã nói về nguyên tố này: ?o.. huyền diệu thay những sức mạnh mà nó truyền cho sắt và thép bằng cách trang bị cho sắt và thép độ cứng và độ bền, độ dẻo và độ dai, tính không bị phá hủy rất cần thiết cho trục ô tô?.
Trong những năm chiến tranh thế giới thứ nhất, máy bay do các kỹ sư Pháp chế tạo đã gây nên được sự chấn động thật sự. Máy bay này được trang bị không phải là súng máy như thường thấy, mà là pháo; những khẩu pháo này đã gây nên nỗi kinh hoàng cho các phi công Đức. Nhưng bằng cách nào mà có thể đặt được pháo lên máy bay? Sức chở của những ?ochiếc giá gỗ? thời bấy giờ rất nhỏ. Thì ra vanađi đã giúp khẩu pháo ?otrèo lên? máy bay. Những khẩu pháo của không quân pháp được chế tạo bằng thép vanađi. Với khối lượng không lớn lắm, chúng có những tính năng tuyệt vời về độ bền, cho phép dội hỏa lực kinh người vào máy bay Đức.
Tiếp theo đó, người ta bắt đầu dùng thép vanađi để sản xuất mũ cho binh lính. Loại mũ khá nhẹ, làm bằng thép mỏng nhưng bền này đã che chắc chắn cho người chủ của nó khỏi bị đầu đạn và mảnh bắn vào. Vỏ bọc bằng thép cũng rất cần thiết để bảo vệ các pháo thủ khỏi làn đạn súng trường thiện xạ. Nhằm mục đích này, trong những năm đó, ở Sêfin (Sheffield, nước Anh), người ta đã sản xuất loại thép làm vỏ bọc chứa khá nhiều silic và niken. Tiếc thay, khi thử nghiệm thì đầu đạn đã dễ dàng xuyên thủng những lớp vỏ bọc làm bằng loại thép này. Lúc bấy giờ người ta đã quyết định đem ra thử nghiệm loại thép chứa 0,2 % vanađi. Thành công đã vượt qua mọi sự mong đợi: thép này đã vượt qua được cuộc sát hạch về độ bền trong 99 đến 100 trường hợp!
Thế là vanađi đã bắt đầu phục vụ cả việc phòng thủ nữa chứ không phải chỉ phục vụ tấn công mà thôi. Các hãng ở Mỹ, Anh, Pháp đã sẵn sàng sử dụng thép vanađi vào những mục đích khác nhau. Thế mà các nhà luyện kim Đức, vốn luôn luôn được coi là các chuyên gia cỡ lớn về những vấn đề này, đã bày tỏ một quan điểm mà mới nhìn qua thì qua thì hoàn toàn khó hiểu: họ đã tỏ ra rất hoài nghi đối với vanađi trong vai trò nguyên tố điều chất, và trên thực tế, họ đã từ chối sử dụng thép vanađi. Thậm chí, một nhà máy của Đức đã đưa ra kết luận dứt khoát rằng, luyện thép vanađi là một việc chẳng có ý nghĩa gì cả. Điều này có vẻ như là một nghịch lý.
Nhưng ngay sau đó, mọi việc đều sáng tỏ: vì người Đức không có quặng vanađi trong nước nên họ chẳng thích thú gì khi thấy giá vanađi trên thị trường thế giới tăng lên cùng với nhu cầu của kim loại này; do đó, họ cố tìm mọi cách kìm hãm việc sử dụng thép vanađi. Cũng chính họ đã ráo riết tìm kiếm những nguyên tố có khả năng tác động đến thép như vanađi, song chẳng bao lâu, họ đã biết chắc chắn rằng, không có vanađi thì không xong. Thế là những mưu mô của các ?onhà ngoại giao? luyện kim hòng nói xấu thép vanađi đã thất bại, còn việc sản xuất kim loại này thì tiếp tục tăng lên từ năm này sang năm khác.
(còn nữa)
Don't be afraid of the dark. At the end of a storm is a golden sky.

Kể chuyện về kim loại (phần 22)
Ở miền cực Bắc - Cầu vồng mực - Không tồi hơn Platin - Lợn cảm thấy hài lòng - Các nhà sưu tầm dưới biển - Đồn điền ở đáy biển - Những việc từ đời nảo đời nào - Dự đoán tương lai như thế nào.
Chính vanađi đã giúp thép hoàn thành công vụ một cách tốt đẹp trong những điều kiện khắc nghiệt của vùng bắc cực và vùng Xibia: thì ra nếu pha thêm vanađi và nitơ vào thép - dù chỉ vài phần vạn thôi - sẽ làm tăng rõ rệt tính chịu lạnh của loại thép dùng để làm các đường ống dẫn, các loại máy khoan, tháp khoan. Bất kỳ loại thép nào cũng không chịu được giá rét ở phương bắc và đều trở nên giòn như thủy tinh. Còn thép vanađi thì không hề suy suyển gì ngay cả âm 60 độ C.
Ngành hàng không, ngành vận tải đường sắt, kỹ thuật điện, kỹ thuật vô tuyến, công nghiệp quốc phòng ... - thật khó kể cho hết mọi lĩnh vực công nghiệp hiện đại mà hiện nay đang sử dụng thép vanađi. Cả gang cũng được hưởng thụ công lao của vanađi, gang vanađi chất lượng cao được dùng để đúc vòng găng, đúc khuôn đúc thép thỏi, trục cán, khuôn dập nguội.
Tuy nhiên, vanađi làm việc không chỉ với tư cách là một kim loại - vitamin. Các muối của nguyên tố này - màu xanh, vàng, đỏ, đen, vàng choé (chúng ta hãy nhớ lại cái tên ?opanchromium? - phiếm sắc, mà đen Rio đã đặt cho kim loại này) đều được sử dụng rất hiệu quả trong việc sản xuất các chất màu và các loại mực đặc biệt, trong công nghiệp thủy tinh và đồ gốm. Nhân tiện nói thêm là chính vanađi đã bắt đầu cuộc đời hoạt động thực tiễn của mình từ nghề sản xuất đồ gốm ngay sau khi được Xepxtơrôm phát hiện ra. Nhờ các hợp chất của vanađi người ta đã tráng lên các sản phẩm sứ và sành một lớp men mầu vàng óng ánh và đã nhuộm cho thủy tinh có màu xanh lá cây hoặc màu xanh da trời.
Năm 1842, nhà hóa học Nga nổi tiếng N. N. Zinin đã điều chế được anilin. Điều đó đã thúc đẩy mạnh mẽ sự phát triển của ngành sản xuất thuốc nhuộm. Và ở đây, vanađi đã có mặt ngay: chỉ cần 1 gam vanađi oxit hóa trị năm là đủ để biến 200 kilogam muối anilin không màu thành một chất nhuộm màu rất mạnh - đó là anilin đen.
Ngày nay, nếu không có vanađi thì hóa học cũng chẳng làm nên công chuyện gì: oxit của nó là một chất xúc tác tuyệt vời trong quá trình sản xuất axit sunfuric mà người ta vẫn gọi là ?obánh mì của hóa học?. Suốt nhiều năm amian nhuốm platin (tức là amian có rắc bột platin) đã đóng vai trò này. Nhưng trước tiên, chất xúc tác này rất đắt, thứ hai là nó không bền vững lắm: nó thường không chịu làm việc do bị ?ongộ độc? bởi các tạp chất ở thể khí. Chính vì vậy, khi công nghệ sản xuất axit sunfuric với chất xúc tác là các hợp chất của vanađi được đề ra, thì công nhân các nhà máy sản xuất axit sunfuric liền từ giã amian nhuốm platin mà không hề do dự. Những tính chất thần diệu của vanađi oxit cũng được sử dụng trong việc chưng cất dầu mỏ và khi điều chế nhiều hợp chất hữu cơ phức tạp.
Ngay cả ... lợn cũng quý trọng những phẩm chất tốt đẹp của vanađi. Ở Achentina người ta đã thí nghiệm đưa nguyên tố này vào khẩu phần thức ăn của lợn. Kết quả ra sao? Bọn lợn con hay ăn hẳn lên và tăng trọng rất nhanh.
Các nhà bác học Mỹ ở phòng thí nghiệm của bệnh viện Long - Bích đã nghiên cứu ảnh hưởng của vanađi đối với sự trưởng thành của chuột. Những con chuột được thí nghiệm với chế độ ăn uống hoàn toàn thiếu hẳn nguyên tố này thì lớn chậm bằng một nửa ?obạn bè? của chúng ở nhóm đối chứng được nuôi bằng thức ăn bình thường. Song chỉ cần cho thêm vào thức ăn của chúng một lượng nhỏ vanađi thì chỉ sau vài ngày là tốc độ lớn lên của chuột được khôi phục đến mức bình thường.
Có lẽ vanađi cũng cần thiết đối với nhiều mô động vật: nó có mặt trong trứng gà, thịt gà, sữa bò, gan động vật và ngay cả trong não người.
Một điều đáng chú ý là một số thực vật và động vật dưới biển - các loài hải sâm, hải quỳ, hải đởm - biết ?osưu tầm? vanađi. Chúng lấy vanađi từ môi trường xung quanh bằng phương pháp nào đó mà con người chưa biết. Một số nhà bác học giả định rằng, ở nhóm sinh vật này, vanađi cũng đóng vai trò như sắt trong máu của người và của các động vật bậc cao, tức là giúp máu hấp thụ oxi, hay nói một cách hình ảnh là giúp chúng thở. Các nhà bác học khác thì cho rằng, các ?ocư dân? dưới đáy biển cần vanađi không phải để thở mà là để ăn. Những kết quả nghiên cứu tiếp tục sẽ cho biết ai đúng ai sai. Còn bây giờ thì đã xác định được rằng, trong máu của loài hải sâm có rất nhiều vanađi, còn ở các biến chủng của loài hải quỳ thì hàm lượng nguyên tố này trong máu cao gấp hàng tỉ lần so với hàm lượng của nó trong nước biển. Quả thật, chúng đúng là những cái ống gom góp vanađi. Rõ ràng là các nhà bác học đang rất quan tâm đến khả năng khai thác vanađi nhờ sự giúp đỡ của các cư dân ở chốn ?othủy cung?.
Ở Nhật Bản chẳng hạn, các đồn điền hải quỳ kéo dài hàng trăm kilomet dọc bờ biển. Hải quỳ rất ?omắn đẻ?: từ một mét vuông đồn điền mầu xanh da trời này, người ta lấy được khoảng 150 kilogam động vật này. Sau khi thu hoạch ?omùa màng?, thứ ?oquặng? vanađi sống này được gửi đến các phòng thí nghiệm chuyên môn để từ đó tách ra thứ kim loại mà công nghiệp đang rất cần. Gần đây, trên báo chí đã có tin nói rằng, các nhà luyện kim Nhật Bản đã chế tạo được thứ thép mà trong đó nguyên tố điều chất là vanađi khai thác được từ loại hải quỳ.
Trên cạn cũng có những ?onhà sưu tập? vanađi: một trong những ?ovị? ấy là loại nấm độc amanita trắng mà mọi người đều biết khá rõ. Một số loại nấm mốc cũng không thờ ơ với vanađi: thiếu vanađi thì chúng hoàn toàn không phát triển được. Trong khoa học, những loài thực vật có khả năng tích lũy một nguyên tố nào đó trong cơ thể được gọi là những ?omáy? tích tụ sinh học (bioconcentrator). Chúng giúp sức cho các nhà địa chất rất nhiều, vì chúng đóng vai trò những vật chỉ thị độc đáo trong việc tìm kiếm quặng của một số kim loại quý.
Năm 1971, trên các nhánh núi thuộc dãy Thiên Sơn, các nhà cổ sinh vật học Xô - viết đã phát hiện ra dấu vết của một loài thực vật mà khoa học chưa hề biết đến tên (người ta gọi nó là menneria) - đó là một loài tảo đơn bào, từng sinh sống trên trái đất chừng ... một tỉ rưỡi năm trước đây. Đến đây, bạn đọc hoàn toàn có quyền hỏi: ?oVậy thì loại tảo mới này có quan hệ gì với vanađi??. Đúng, có quan hệ trực tiếp đấy: các nhà bác học cho rằng, lúc sinh thời, menneria đã đóng vai trò quan trọng trong sự hình thành bầu khí quyển của chúng ta, trong việc tạo nên tụ thể của các nguyên tố hóa học như vanađi và urani trong vỏ trái đất.
...Chúng ta vừa nghe kể về quá khứ và hiện tại của vanađi. Và cái gì còn đợi nó ngày mai? Tới đây, số phận của thứ kim loại tuyệt vời này sẽ ra sao?
Vì không có cái ?omáy thời gian? như trong truyện viễn tưởng nên hẳn là không thể tiên đoán tương lai của vanađi một cách ?ochẳng sai chút nào?, nhưng vì biết được những tính chất quý báu của nó - độ bền cơ học đáng kể, sức chống ăn mòn lớn, nhiệt độ nóng chảy cao, tỷ trọng nhỏ hơn của sắt - cho nên rất có lý để giả định rằng, vanađi sẽ trở thành một thứ vật liệu kết cấu tuyệt vời. Song trước hết, con người phải biết cách ?otước đoạt? vanađi của thiên nhiên với một khối lượng thật lớn (lớn hơn nhiều so với bây giờ!), vì thiên nhiên đang cất giữ nó rất cẩn thận trong những kho tàng không bao giờ cạn kiệt của mình.
(còn nữa)
Don't be afraid of the dark. At the end of a storm is a golden sky.

Kể chuyện về kim loại (phần 23)​

Chữ Trung Hoa - ?oChì đỏ Xibia? - Tất cả bắt đầu từ việc rửa chai lọ - Những chiếc kim xám trong nồi nung - Lời khuyên của bạn.

Chữ ?oX? bí ẩn
Cr​

Giở bất kỳ cuốn sách tra cứu nào về kim loại nào ra, giữa vô số nhãn hiệu của các loại thép, bạn sẽ nhiều lần gặp những nhãn hiệu mà trong đó có chữ ?oX?: X18H10T, X12M, 0X23I-05, IIIX5, 8X4B401, X147=14H3T, 12X2HBOA, 30XMIOA v. v... Đối với những người không thông thạo trong lĩnh vực này thì ?omã số? bí ẩn như thế còn khó hiểu hơn cả những chữ tượng hình Trung Hoa. Song cũng như một nhạc công, khi đọc các nốt nhạc thì cũng nghe thấy các giai điệu ẩn náu trong đó, các nhà luyện kim cũng vậy, chỉ mới nhìn qua cũng hiểu được những chữ cái và các chữ số trong tổ hợp ?ongẫu nhiên? đó. Thậm chí chỉ nhìn lướt qua cũng thấy được cái chung trong nhãn hiệu các loại thép đã được kể tên đến: tất cả các loại thép ấy đều chứa một lượng nào đó nguyên tố crom (chữ ?oX? cho biết như vậy).
Cùng với các đồng nghiệp của mình trong ?onghề? điều chất như niken, vonfram, molipđen, vanađi, titan, ziriconi, niobi và các nguyên tố khác, crom cho phép nấu luyện những thứ thép có công dụng rất khác nhau. Thép sử dụng trong kỹ thuật hiện đại phải ?obiết làm? nhiều việc: chống được áp lực lớn, chịu được các hóa chất xâm thực, chịu được quá tải lâu mà không biết mỏi, dễ gia công, không sợ nung nóng và cũng không sợ lạnh. Crom đã cống hiến phần mình vào rất nhiều những tính chất như vậy của thép.
Hơn hai trăm năm về trước, vào năm 1766, khi đến vùng Uran, giáo sự hóa học Iohan Gôtlop Leman (Johann Gottlob Leman) (giảng dạy ở Pêtecbua) đã tìm thấy trong quặng mỏ vàng Berezovo, cách Ecaterinbua (hiện nay là Xveclôpxcơ) không xa, một khoáng vật trong đó có chứa khá nhiều chì. Sau đó mấy năm, trong cuốn sách ?oCuộc du lịch khắp các tỉnh của quốc gia Nga?, nhà vạn vật học kiêm nhà du lịch, viện sĩ Piôt Simon Palat đã mô tả mỏ quặng ở Berezovo. Ông cho biết: ?oVùng mỏ Berezovo gồm bốn mỏ quặng được khai thác từ năm 1752. Tại các mỏ đó, ngoài vàng người ta còn khai thác bạc, quặng chì và còn tìm thấy quặng chì đỏ tuyệt đẹp mà trước đây chưa từng thấy ở một mỏ nào khác trên nước Nga. Quặng chì này có các màu khác nhau (đôi khi giống như màu thần sa), nặng và hơi trong. Thỉnh thoảng, những khối hình tháp nhỏ nhắn không đều đặn của khoáng vật này khảm vào thạch anh tựa như những viên hồng ngọc nhỏ. Khi nghiền ra thành bột nó có màu vàng rất đẹp...?. Khoáng vật này được gọi là ?ochì đỏ Xibia?. Về sau, nó mang tên là ?ocrocoit?.
Cuối thế kỷ XVIII, Palat đã đưa mẫu khoáng vật này đến Pari. Nhà hóa học Pháp nổi tiếng Lui Nicôla Voclanh rất quan tâm đến crocoit. Ông vốn bắt đầu cuộc đời lao động của mình từ việc rửa chai lọ trong một hiệu thuốc. Ít lâu sau, nhà hóa học kiêm nhà hoạt động chính trị Ăngtoan Franxoa Furoa (Antoine Francois Fouroroy) tuy hãy còn trẻ, nhưng đã chiếm giữ địa vị vững chắc trong khoa học đã chú ý đến chàng trai có năng lực này và đã lấy anh làm người giúp việc cho mình. Năm 1796, Voclanh đã đưa crocoit ra phân tích hóa học. Trong báo cáo của mình, Voclanh viết: ?oTất cả các mẫu của chất này mà hiện nay có mặt tại một số phòng khoáng vật học ở châu Âu đều được lấy từ mỏ vàng ấy (tức là mỏ ở Berezovo - T.G.). Trước kia, vùng mỏ này rất giàu khoáng vật đó, song người ta nói rằng, mấy năm về trước trữ lượng trong mỏ đã kiệt và hiện nay, nó được mua ngang với giá vàng, đặc biệt là nếu nó có màu vàng. Những mẫu khoáng vật không có mặt ngoài đều đặn hoặc bị vỡ thành từng cục thì được dùng trong hội họa, nơi mà chúng được quý trọng nhờ có màu vàng da cam không hề biến đổi trong không khí... Mầu đỏ rất đẹp, tính trong suốt và hình dạng tinh thể của khoáng vật đỏ Xibia đã bắt buộc các nhà khoáng vật học phải quan tâm đến bản chất của nó và địa điểm tìm thấy nó. Rõ ràng là tỷ trọng lớn của nó và quặng chì đi kèm theo nó đã khiến người ta nghĩ đến sự có mặt của chì trong khoáng vật này...?.
Năm 1797, Voclanh lại phân tích khoáng vật này một lần nữa. Ông lấy crocoit đã tán nhỏ thành bột bỏ vào dung dịch kali cacbonat rồi đun sôi lên. Kết quả thu được của thí nghiệm này là chì cacbonat và một dung dịch màu vàng, trong đó chứa muối kali của một axit mà thời bấy giờ chưa ai biết. Khi pha thêm muối thủy ngân vào dung dịch này thì xuất hiện chất kết tủa màu đỏ, sau khi phản ứng với muối của chì thì tạo thành chất kết tủa màu vàng, còn nếu pha thêm thiếc clorua thì dung dịch trở thành màu xanh là cây. Sau khi làm cho chì kết tủa bằng axit clohiđric, Voclanh đã cho phần lọc bay hơi hết, rồi trộn các tinh thể vừa tách được ra (đó là anhiđric cromic) với than và cho vào nồi nung làm bằng grafit nung lên đến nhiệt độ cao. Khi thì nghiệm kết thúc, nhà bác học thấy trong nồi nung có vô số các mũi kim bằng kim loại màu xám đâm tua tủa. Lần đầu tiên nguyên tố này được tách ra như thế đấy. Furoa đề nghị gọi nguyên tố này là crom (theo tiếng Hy Lạp, ?ochroma? nghĩa là chất màu), vì các hợp chất của nó có màu rực rỡ và đa dạng. Tuy nhiên, âm tiết crom với nghĩa là ?ocó màu? nằm trong nhiều thuật ngữ không liên quan gì với nguyên tố crom cả. Chẳng hạn, từ cromozon (chromosome) dịch từ tiếng Hy Lạp ra có nghĩa là thể nhiễm sắc; để nhận được hình ảnh có màu, người ta dùng một khí cụ là cromocop (chromoscope), nghĩa là bộ sắc nghiệm; những người chơi ảnh cũng rất quen thuộc với các loại phim ?oizopancrom? (isopanchrome - đẳng toàn sắc); ?opancrom? (panchrome - toàn sắc); ?oortoccrom? (orthochrome - nguyên sắc); ?ocromoxfer? (chromosphere nghĩa là sắc cầu): các nhà vật lý thiên văn gọi các thành thể sáng chói trong khí quyển bầu trời là sự bùng sáng sắc cầu v. v...
Lúc đầu, Voclanh không thích cái tên mà Furoa đã đề nghị, vì kim loại do ông phát hiện ra chỉ có màu xám bình thường và hình như không xứng với cái tên ấy. Nhưng Furoa đã thuyết phục được Voclanh và sau khi viện hàm lâm khoa học Pháp đăng ký phát minh của ông với đầy đủ mọi thể thức, thì các nhà hóa học trên toàn thế giới đã ghi từ ?ocrom? vào danh sách các nguyên tố mà khoa học đã biết đến.
Nhà bác học người Đức Martin Henrich Claprôt cũng phát hiện ra nguyên tố mới này trong crocoit, nhưng muộn hơn Voclanh vài tháng. Cho đến lúc bấy giờ, Claprôt đã phát hiện ra ba nguyên tố là urani, ziriconi và titan (về sau còn có thêm xeri nữa). Nhưng vinh dự của người khám phá ra crom lần đầu tiên đúng là phải dành cho Voclanh.
(còn nữa)
Don't be afraid of the dark. At the end of a storm is a golden sky.