Страница 40 из 83
Коробка спичек избавляет нас от необходимости думать о добыче огня. Но древнейшие пиритные огнива дожили и до наших дней. У эскимосов полярной Америки до сих пор находит употребление «огненный камень».
Трудно переоценить роль пирита в эволюции человеческой жизни. В глубокой древности он помог людям получить огонь. Тем самым они поднялись на более высокую ступень культурного развития. Но так же трудно представить без этого минерала и современное хозяйство. Серный колчедан (так еще называют пирит) — основа сернокислотного производства.
Химическая формула пирита FeS2. Это так называемый полисульфид железа. Его залежи в земной коре весьма значительны.
Отнимем у молекулы серного колчедана один атом серы. Яркие «огненные» кристаллы пирита превратятся в черные хрупкие кристаллики сернистого железа FeS.
Сернистое железо как минерал не встречается фактически на Земле. Это «гость из космоса»; сульфид железа содержится в основном в метеоритах. Сернистое железо долгое время представляло загадку в металлургии. Даже незначительные его примеси делали сталь ломкой и непригодной для дальнейшей обработки.
Секрет знаменитого русского и шведского железа XVIII века заключался именно в том, что оно делалось из бессернистых руд.
Другой важный сульфид — известная еще в глубокой древности киноварь, сернистая ртуть. За ярко-красный цвет индийцы назвали ее «драконовой кровью». В древней Руси киноварь была одной из самых распространенных минеральных красок: переписчики книг писали ею заставки.
Сера и ртуть легко соединяются между собой. Такое сродство было подмечено еще очень давно, как, впрочем, и обратный процесс — получение ртути из киновари. На основании исторических источников можно считать, что реакция эта была известна еще Демокриту. Во всяком случае, и по сей день природной киноварью пользуются как исходным сырьем для получения ртути.
Близкий родственник киновари — сернистый цинк. Немецкие рудокопы назвали его «цинковой обманкой» за то, что он бывает прозрачным и совсем не напоминает обычную сернистую руду.
Сульфид цинка обладает весьма интересными свойствами. Если его обработать особым способом, он начинает светиться в темноте, фосфоресцировать. Сульфид цинка непосредственно светится под действием рентгеновских или радиоактивных лучей. Эта особенность ZnS широко применяется в рентгеновской технике и при работе с радиоактивными элементами.
Например, с помощью небольшой пластинки, на которую был нанесен тонкий слой сернистого цинка, впервые удалось зрительно наблюдать альфа (α) — распад радиоактивных атомов. Ядра гелия (альфа-частицы), ударяясь о пластинку, вызывали вспышки (сцинтилляции). На этом принципе основано устройство специального прибора для изучения радиоактивности — спинтарископа.
Цинковая обманка, свинцовый блеск PbS и медный колчедан Cu2S являются основным сырьем для получения соответствующих металлов цинка, свинца и меди.
Интересное лабораторное использование находят сульфиды редкоземельных элементов. Эти соединения исключительно трудно расплавить. Они являются самыми тугоплавкими среди всех известных сульфидов. Например, в тигле из сульфида церия могут быть расплавлены такие «упорные» вещества, как окись алюминия.
Одним из самых важных для промышленности является не встречающийся в природе сульфид натрия Na2S. Им пользуются в процессах изготовления сернистых красителей. Он находит применение и в кожевенном производстве.
Сульфид натрия имеет наибольшее техническое значение из всех искусственно получаемых сульфидов.
Третьей формой существования серы в земной коре являются сульфаты.
Все они обладают разными химическими и физическими свойствами. И только один общий признак — хорошая растворимость в воде почти всех сульфатов, кроме сульфата свинца PbSO4 и бария BaSO4, — дает возможность говорить об общности их судьбы в прошлом.
В далекие геологические эпохи с появлением свободного кислорода началось постепенное окисление сульфидов и превращение их в сульфаты. С появлением жидкой воды сульфаты растворялись и уносились реками в огромные океаны.
И лишь потом, в процессе высыхания морей и океанов, одна часть сульфатов начала кристаллизоваться в виде гипса, другая — в виде глауберовой соли Na2SO4, а третья продолжала оставаться в растворенном виде в морской воде. Эта соль известна под названием сульфата магния.
Быть может, наиболее многогранна судьба сульфата кальция CaSO4·2H2O, или, как его обычно называют, гипса. В зависимости от различных примесей, от условий, при которых происходило выпадание сульфата кальция из водного раствора, образовывались различные виды гипса. Этот минерал обычно представляется нам в форме причудливых кристаллических друз, напоминающих то розетку, то хвост ласточки. Он дает большое многообразие цветовых оттенков — от прозрачно-белого до бурого, желтого и нежно-розового.
Природа щедро наделила гипс самыми разнообразными свойствами, которые уже издавна служат человеку.
Гипсом широко пользуются в строительстве. Он идет на изготовление многочисленных архитектурных деталей и гипсовых вяжущих материалов.
Сульфат кальция находит применение и в хирургии: при самых сложных костных переломах с помощью гипсовых повязок фиксируют кости в нужном положении. Для этого пользуются жженым гипсом, потерявшим часть своей кристаллизационной воды. Если такой гипс снова смешать с водой, он быстро затвердевает, опять превращаясь в CaSO4·2H2O. На этом свойстве гипса и основано его применение в медицине и строительстве.
Некоторые разновидности гипса, такие, как алебастр и ангидрит, получили широкую известность в искусстве.
Бледно-желтый теплых оттенков алебастр оказался прекрасным материалом для ваяния. Этот мягкий прозрачный минерал очень податлив в руках опытных резчиков по камню. Тосканские мастера еще в XV веке создавали чудесные вазы и светильники из алебастра, используя его свойство пропускать световые лучи.
И если Апеннинские горы дали итальянским мастерам благодатный материал для создания прекрасных произведений искусства, то Уральские горы подарили нашей стране одну из чудеснейших разновидностей алебастра — нежно-розовый селенит. Это из него герои сказок Бажова создавали прекрасные изделия.
В качестве материала скульпторы пользуются и ангидритом — особой разновидностью гипса. Ангидрит бывает голубовато-серого, лунного оттенка. Он гораздо тверже гипса, и древние римляне употребляли его даже для изготовления колонн.
Природа дает щедрые месторождения гипса во всех странах. В СССР он распространен почти повсеместно: легче назвать области, где гипс не встречается.
На юге нашей страны, в Каспийском море, есть залив Кара-Богаз-Гол, что в переводе с туркменского означает «Черная пасть». Концентрация солей в этом заливе очень велика, настолько велика, что человек в нем утонуть не может. После купания в таком «рассоле» необходимо обмыться пресной водой, в противном случае на коже останется слой соли, которая может разъедать мельчайшие ссадины, имеющиеся на теле. Среди многих солей, находящихся в растворенном виде в воде залива, главное место принадлежит сульфату натрия, или мирабилиту.
Соль эта обладает многими ценными качествами. Недаром по-латыни она так и называется «sale mirabilis», что означает «чудесная соль».
В начале XVII века в Германии жил химик Иоганн Рудольф Глаубер. Будучи тяжело болен, Глаубер по совету знакомых стал пить воду одного источника и вылечился. Ученый заинтересовался составом воды. С этой целью Глаубер выпарил ее в чашке и получил длинные белые кристаллы какой-то соли.