От водорода до …? - [81]

Современная техника расширяет круг элементов, применяемых в областях первостепенной важности. Это вызывает к ним повышенный интерес. Редкие и редкоземельные элементы в 50 раз повысили стоимость самолетов новых конструкций. Так, стоимость одного фунта (400 г) веса некоторых американских бомбардировщиков составляет 568 долларов, в то время как один фунт золота стоит 560 долларов. Бомбардировщики — из чистого золота, а ракеты — из платины, ибо ракета типа Атласс стоит 35 миллионов долларов — это цена трех тысяч квартир со всеми удобствами!

Заметим, что не так уж много известно об этих элементах. Впрочем, разве только о них? О первых водолазных приспособлениях мы находим указания у Геродота, Аристотеля и Плутарха, но глубина в 923 м была достигнута лишь в 1934 г. Достижение этой глубины связано с именем профессора Огюста Пикара, выдающегося физика, ставшего синонимом романтики и приключений. 23 января 1960 г. его сын погрузился в Марианскую впадину — самое глубокое место на Земле — и достиг глубины 11 500 м. А многое ли узнали? Познан ли океан? На бакинском газоконденсатном месторождении Зыря будет заложена самая глубокая в Европе и Азии скважина глубиной в 7 тыс. м. Изучена ли земная оболочка?

Поэтому, когда мы говорим об ограниченном применении некоторых РЗЭ, причина кроется и в их малой изученности.

А теперь о «родоначальнике» семейства — лантане.

От пытливых химиков этот элемент очень долго скрывался, за что и получил название лантан («лантано» по-гречески «скрываюсь», «таюсь»). Он был открыт шведским химиком Мозандером в 1839 г. Более сотни лет лантан представлял собой труднодоступный элемент не только для промышленности, но и для химической лаборатории. В чистом виде лантан (и его соединения) был получен лишь после того, как в практику лабораторий и промышленных предприятий прочно вошел так называемый хроматографический анализ, разработанный русским ученым М. С. Цветом в 1903 г.

Сущность этого метода в самых общих чертах состоит в следующем. Через трубку, наполненную неокрашенным порошкообразным или мелкозернистым веществом, обладающим способностью удерживать (адсорбировать) на своей поверхности частицы других веществ, пропускается испытуемый раствор.

Вещества, входящие в смесь, в зависимости от степени их адсорбции на поверхности поглотителя (адсорбента) будут располагаться на разных уровнях его высоты в трубке (колонке). Если раствор состоит из смеси окрашенных веществ (с такими растворами работал в свое время М. С. Цвет), то они, благодаря различной их адсорбируемости, удерживаются в различных частях адсорбента, окрашивая его в соответствующий для данного вещества цвет.

Таким образом, разделяются составные части смеси. Масса адсорбента по всей его длине в трубке в соответствии с окраской удержанного вещества будет иметь различные цвета или различные оттенки одного и того же цвета (в зависимости от окрасок составных частей смеси). Полученная колонка окрашенного адсорбента называется хроматограммой (от греческого «хрома» — краска, цвет и «графо» — пишу). Для выделения составных частей смеси, колонку адсорбента осторожно извлекают из трубки и разделяют по зонам окраски. Состав каждой окрашенной зоны определяется обычными методами химического анализа. Вполне понятно, что анализ не представляет трудностей, когда в каждой зоне присутствует только одно вещество. Однако в большинстве случаев зоны окрашенного адсорбента не настолько резко отличаются друг от друга, чтобы их можно было легко разделить механически. Обычно зоны совмещаются и постепенно переходят одна в другую. В этих случаях трубку, содержащую адсорбент с удержанными на нем веществами, промывают специально подобранным растворителем, который по-разному относится к адсорбированным составным частям смеси. Такой прием извлечения адсорбированного вещества из адсорбента называется элюцией (от латинского «элюцио» — промывание). Элюция позволяет использовать не только различие в адсорбируемости составных частей смеси, но и в их растворимости.

Лантан и его соединения обнаруживают очень большое сходство с целым рядом других весьма похожих на лантан элементов. Шестьдесят с лишним лет назад В. Крукс, оценивая это сходство, сказал: «Химически они так сходны между собою, что требуется наивысшее искусство химика, чтобы хоть сколько-нибудь разделить их; они изучены еще так неполно, что даже число их неизвестно». Теперь число «родственников» лантана известно. Их — 14. От лантана, как наиболее хорошо изученного, все они объединяются в одну группу, в одну клеточку системы Менделеева под именем семейства лантанидов.

Долгое время лантаниды считались бесперспективными элементами, и изготовление кремней для зажигалок, о которых будет упомянуто в дальнейшем, являлось «потолком» их практического применения. И не случайно вся группа «родственников» 15–25 лет назад считалась «забытой областью химии». Однако успехи современной науки и в первую очередь достижения в области ядерной физики превращают «забытую область химии» в одну из интереснейших и многообещающих отраслей знания, на которой сосредоточено внимание не только ученых-теоретиков, но и инженеров-практиков. Углубленное изучение «семейства» лантанидов показывает, что они обладают чрезвычайно интересными свойствами, дающими возможность использовать их в самых разнообразных областях техники и науки. И не случайно в августе 1957 г. газета «Правда» указывала, что в условиях советской экономики вопросы практического освоения лантанидов приобретают государственную важность первостепенного значения.