Крылатый металл

На Парижской выставке 1855 г. алюминий демонстрировался как самый редкий металл. Он был тогда чуть ли не в десять раз дороже золота. Даже после того как французский химик Анри Девиль (1818-1881) разработал приемлемый химический способ получения довольно чистого алюминия, стоимость его оставалась довольно высокой. Достаточно сказать, что из алюминия была сделана и торжественно преподнесена сыну Наполеона III погремушка, и только очень богатые люди могли позволить себе есть из алюминиевых тарелок. В 1883 г. его выработка во всем мире не достигла и трех тонн.

Между тем химикам уже тогда было известно, что алюминий - третий по распространенности на земле элемент и самый распространенный металл: на его долю приходится более 8 процентов земной коры. Однако в природных соединениях - глиноземах (оксидах алюминия) он прочно связан с другими элементами, и по сравнению с железом или медью его извлечение из минералов потребует очень больших затрат энергии. В этом производстве без электроэнергии не обойтись.

Сто лет назад американский студент-химик Чарлз Мартин Холл (1863-1914), услышав от своего учителя, с какими трудностями сопряжено восстановление глиноземов и как, должно быть, разбогатеет и прославится тот, кто откроет дешевый способ получения алюминия, решил заняться этим. В дровяном сарае он оборудовал лабораторию самодельными и взятыми на прокат аппаратами и довольно скоро открыл, что глинозем можно растворить в расплавленном при 950 °С минерале криолите, а получив раствор оксида, можно путем электролиза выделить и сам алюминий. Удивительно, но в том же 1885 г. французский металлург Поль Эру (1863-1914), которому в то время было столько же лет, сколько и Холлу, разработал тот же метод получения алюминия. Помимо этих совпадений, судьбе было угодно отпустить создателям нового способа восстановления алюминия одинаковое количество лет жизни.

Метод Холла - Эру сделал возможным промышленное получение алюминия. Алюминий всем теперь известен, широко распространен и стоит сравнительно дешево. Трудом многих ученых, среди которых видное место занимает Павел Павлович Федотьев (1864-1934), разработавший теорию электролитического способа получения алюминия, была создана мощная индустрия. Сейчас годовое производство алюминия в мире превышает 12 миллионов тонн, и на него расходуется 1,5 процента всей электроэнергии, производимой в мире. Это самое грандиозное электрохимическое производство. По практическому применению алюминий занимает одно из первых мест среди металлов: в нем заинтересована авиационная промышленность, электротехника, большая и малая химия, производство товаров народного потребления.

Электролитическим способом из расплавов получают 70 процентов магния, большое количество калия, лития, кальция, бария, стронция, бериллия, марганца, а также тугоплавкие металлы: титан, вольфрам, молибден, ванадий, цирконий, тантал, ниобий. Эти металлы используются в авиации, космонавтике, атомной промышленности, химической индустрии, на транспорте, в электротехнике, медицине.

Из расплавов электролизом получают и лантаноиды (они применяются как присадки к сталям и чугунам, входят в состав лаков, красок, люминофоров, катализаторов) и актиноиды (многие актиноиды являются горючим для ядерных реакторов).

Вот какие последствия имел опыт Фарадея, когда он 18 февраля 1833 г. подверг электролизу расплав хлорида серебра и получил серебряный стержень.