Сообщение о одном металле древности. Тайны древних сплавов

С глубокой древности человеку были известны семь металлов: золото, серебро, медь, олово, свинец, железо и ртуть. Эти металлы можно назвать «доисторическими», так как они применялись человеком ещё до изобретения письменности.

Очевидно, что из семи металлов человек вначале познакомился с теми, которые в природе встречаются в самородном виде. Это золото, серебро и медь. Остальные четыре металла вошли в жизнь человека после того, как он научился получать их из руд с помощью огня.

Часы истории человечества стали отсчитывать время быстрее, когда в его жизнь вошли металлы и, что важнее всего, их сплавы. Век каменный сменился веком медным, потом - бронзовым, а затем веком железным:

История цивилизаций Древнего Египта, Древней Греции, Вавилона и других государств неразрывно связана с историей металлов и их сплавов. Установлено, что египтяне за несколько тысячелетий до нашей эры уже умели изготавливать изделия из золота, серебра, олова, меди. В египетских гробницах, сооружённых за 1500 лет до н. э., найдена ртуть, а самые древние предметы из железа имеют возраст 3500 лет.

Из серебра, золота и меди чеканили монеты - человечество издавна отвело этим металлам роль мерила стоимости товара, мировых денег (рис. 18).

Рис. 18.
Древние монеты из золота, серебра и меди:
1 - золотая с изображением Александра Македонского и орла (символа власти императора) (Греция);
2 - серебряная с изображением богини Афины и совы (птицы, посвящённой Афине) (Греция);
3 - медная в виде дельфина (Причерноморье)

Древние римляне начали чеканить серебряные монеты в 269 г. до н. э. - на полстолетия раньше, чем золотые. Родиной золотых монет стала Лидия, расположенная в западной части Малой Азии и торговавшая с Грецией и другими странами посредством таких монет.

Рассмотрим кратко смену эпох в ранней истории человечества.

В поэме древнегреческого поэта Лукреция Кара «О природе вещей» установлен следующий порядок вхождения металлов в быт человека: «...Всё-таки в употребление вошла раньше медь, чем железо, так как была она мягче, причём изобильней гораздо...»

Самородная медь нередко встречается в природе, она легко обрабатывается, поэтому предметы из меди пришли на смену каменным орудиям. И даже там, где ещё господствовал камень, медь играла немалую роль. Например, одно из чудес света - пирамида Хеопса, сложенная из 2 миллионов 300 тысяч каменных глыб массой по 2,5 т каждая, была сооружена с помощью инструмента, изготовленного из камня и меди.

При выплавке меди человек однажды использовал не чистую медную руду, а руду, содержавшую одновременно и медь, и олово. В результате была получена бронза - сплав двух металлов: меди и олова, который гораздо твёрже своих компонентов. Наступил бронзовый век.

Слово «бронза» произошло от названия небольшого итальянского городка Бриндизи на берегу Адриатического моря, который славился своими бронзовыми изделиями.

В Египте уже в IV тысячелетии до н. э. умели примитивным способом получать бронзу. Из неё изготавливали оружие и различные декоративные изделия. У египтян, ассирийцев, финикийцев, этрусков литьё из бронзы достигло значительного развития. В VII в. до н. э., когда были разработаны способы отливки статуй из бронзы, наступает расцвет художественного применения бронзы.

Гигантская бронзовая статуя Колосса Родосского (32 м) - ещё одно чудо света - возвышалась над входом во внутреннюю гавань древнего порта Родоса. Даже самые крупные морские суда свободно проходили под ней (рис. 19).

Рис. 19.
Колосс Родосский (бронза)

Позже были созданы уникальные бронзовые творения: конная статуя Марка Аврелия, «Дискобол», «Спящий Сатир» и др. А великолепные бронзовые скульптуры «Медный всадник» и четыре скульптурные группы «Укрощение коня» на Аничковом мосту в Санкт-Петербурге - красноречивое свидетельство того, что бронза продолжает оставаться одним из основных материалов скульпторов.

Рис. 20.
Царь-колокол (бронза)

Знаменитые Царь-колокол и Царь-пушка в Московском Кремле - ещё два примера художественной ценности меди и её важнейшего сплава - бронзы (рис. 20 и 21).

Рис. 21.
Царь-пушка (бронза)

Бронзовый век сменился железным только после того, как человечество смогло поднять температуру пламени в металлургических печах до 1540 °С, т. е. до температуры плавления железа. Однако первые изделия из железа имели низкую механическую прочность. И только когда древние металлурги открыли способ изготовления из железных руд сплавов - чугуна и стали - более прочных, чем само железо, материалов, началось широкое распространение этого металла и его сплавов, стимулировавшее развитие человеческой цивилизации.

Наступил железный век, который, очевидно, длится и по сей день, так как примерно 9/10 всех используемых человеком металлов и сплавов - это сплавы на основе железа.

Изменилась и стоимость железа. В IX-VII вв. до н. э., когда начался железный век, этот металл ценился дороже золота. Именно с железом, а не с золотом сравнивали сердца выдающихся людей. Так, герои «Илиады» Гомера облачались в «меднокованые доспехи» и имели «сердца твёрдые, как железо», а героев его «Одиссеи», победителей игр, награждали куском золота и куском железа.

С развитием металлургии стоимость железа снижалась, но всё более возрастала его роль в жизни человеческого общества. Железные сплавы - чугун и сталь - не только основа развития техники, но и важнейший материал искусства. Так, из чугуна отлит узор «кружев чугунных» Санкт-Петербурга, ограды его мостов и решётка Летнего сада (рис. 22). Великолепные произведения искусства из чугуна созданы мастерами Каслинского чугунолитейного завода. Вспомните хотя бы замечательную «Чугунную бабушку» П. Бажова.

Рис. 22.
Решётка ограды Летнего сада

Знаменитый булат, из которого оружейники Дамаска, а затем и нашего Златоуста делали лучшие в мире клинки, - это сталь. Из стали тульские оружейники создавали непревзойдённое по качествам оружие.

Из стали сделаны барельефы, светильники и опоры метро, а также скульптуры, например «Рабочий и колхозница» скульптора В. И. Мухиной (рис. 23).

Рис. 23.
Скульптура «Рабочий и колхозница» (нержавеющая хромоникелевая сталь)

Семь металлов в древности соотносили с семью известными тогда планетами (табл. 3). Даже открытые в XIX в. палладий и церий были названы в честь небесных тел - астероидов Паллада и Церера.

Таблица 3
Металлы и небесные тела

Сейчас у металлов имеются очень серьёзные «конкуренты» в виде продуктов современной химии - пластмасс, синтетических волокон, керамики и стекла. Но ещё многие и многие годы человечество будет использовать металлы, которые продолжают играть ведущую роль в жизни человека.

Новые слова и понятия

Семь металлов древности: железо, медь, серебро, ртуть, олово, свинец, золото.
Век медный, бронзовый, железный.
Бронза и художественное литьё.
Сплавы, чугун и сталь.

Задания для самостоятельной работы

Назовите семь чудес света и укажите, какую роль играли металлы в их создании.
Какими из прилагательных можно описать свойства ртути при обычных условиях: а) твёрдая; б) жидкая; в) хрупкая; г) ядовитая; д) тягучая; е) блестящая; ж) прозрачная?
Какие свойства металлов или сплавов лежат в основе образования литературных выражений: «стальной характер», «железные нервы», «золотое сердце», «металлический голос», «свинцовый кулак»?
Какими из прилагательных можно воспользоваться для характеристики предгрозового неба: а) железное; б) магнитное; в) свинцовое; г) серебристо-белое; д) тяжёлое.
Подготовьте сообщение на тему «Использование металлов в искусстве».
Какую роль в истории человечества сыграли металлы?

Семь «доисторических металлов» Автор: Кожина А. Преподаватель: Кудрявцева Н. В. Каменный век Медный век Бронзовый век Железный век Уже в глубокой древности человеку были известны семь металлов: золото, медь, серебро, олово, свинец, железо, ртуть. Эти металлы можно назвать «доисторическими» , так как они применялись человеком еще до изобретения письменности. Часы истории человечества стали отсчитывать время быстрее, когда в его жизнь вошли металлы и, что важнее всего их « Содержание » 1. «Царь металлов» 2. «Некоторые светлые тяжелые камни» 3. «Серебро в медицине» 4. « Живое серебро» 5. «Железо» 6. «Медь» 7. «Олово» 8. «Свинец» « Царь металлов» «О, если бы оно могло быть совсем изгнано из жизни!» Плиний Старший Его мерцающий блеск возбуждал людскую алчность, манил вдаль бесчисленных искателей приключений, становился причиной кровавых войн. Еще в глубокой древности золотистый цвет металла ассоциировался в сознании людей с цветом солнца. Так, по одной из версий, русское название металла происходит от слова «солнце». Латинское название (AURUM) в переводе «жёлтый» « Мечта алхимика» Золото не меняющееся при хранении на воздухе, не поддающееся ржавлению, являлось символом вечности. В природе золото встречается в виде мелких зерен, перемешанных с песком. Но иногда находят и крупные самородки - массой несколько десятков килограммов. В наше время около половины производимого золота используют в ювелирном деле. Ювелиры никогда не работают с чистым металлом. Золото с примесями имеет разные оттенки: от желтого и красно-коричневого о розоватого или даже зеленоватого. «НЕКОТОРЫЕ ТЯЖЁЛЫЕ И СВЕТЛЫЕ КАМНИ...» Древнейшие латинское название серебра -(a r g e n t u m) «белый», «блестящий». Русское же слово «серебро» происходит от слова «серп» луны. Из серебра чеканили монеты – человечество издана отвело этим металлам роль мерила стоимости товара. Древние римляне начали чеканить серебряные монеты с 269 г. до н.э. – на Серебро - блестящий, серебристо полстолетия раньше чем золотые.-белый металл (tm = 962 °С), ковкий и пластичный, лучший среди металлов проводник тепла и электричества. В старину из него изготовляли монеты, вазы, кубки, ювелирные изделия, тончайшими серебряными пластинами украшали ларцы и одеяния. На Руси из серебра делали церковные сосуды, оклады икон. СЕРЕБРО В МЕДИЦИНЕ Серебро с давних времён используют для лечения различных болезней. В наши дни в медицинской практике применяют нитрат серебра, в котором этот металл находится в растворе в виде мельчайших твёрдых частиц. Чтобы он не выпадал в осадок, в него вводят специальные стабилизирующие добавки. Использование нитрата серебра обусловлено его антимикробной активностью. В небольших концентрациях препарат оказывает противовоспалительное действие, а в более крепких растворах прижигает ткани. Чаше всего нитрат серебра в виде водных растворов применяют наружно для лечения глазных заболеваний. Сплав одной части нитрата серебра и двух частей нитрата калия под названием «ляпис» применяют для наружного прижигания. «ЖИВОЕ СЕРЕБРО» Ртуть - argentum vivum (живое серебро) hydrar-girum («жидкое серебро») Ртуть была известна людям уже во II тысячелетии до н. э. Алхимики считали её женским началом веществ, матерью металлов, основой философского камня. Называли её и Mercurius, подчёркивая тем самым её близость к царю металлов - золоту.(Меркурий ближайшая к Солнцу планета. Символ ртути совпадает с обозначением планеты Меркурий у астрономов. «Тяжелая вода» . Ртуть (t. кип = 357 °С) - самая тяжёлая из всех известных жидкостей литр её при 20 °С весит 13,6 кг. Обычная стеклянная банка под тяжестью ртути раскалывается. Поэтому большие количества ртути хранят в специальных сосудах либо в железных ёмкостях. Низкая температура плавления ртути (-39 °С) объясняется тем, что атомы Hg прочно удерживают свои валентные электроны и с трудом предоставляют их в «общее пользование*. Кристаллическая решётка ртути неустойчива. Поэтому ртуть плохо проводит тепло и электрический ток. Многие хорошо растворяются в ртути с образованием амальгам - жидких и твёрдых сплавов. Этим свойством ртути пользовались для получения зеркал путем нанесения па стекло амальгамы олова. Способность ртути растворять натрий и калий используют при электролитическом получении щелочей. Жидкая ртуть равномерно расширяется при нагревании, поэтому ею заполняют термометры. Ртуть, в отличие от своих соседей по подгруппе, - малоактивный металл. Растворить её можно в царской водке или концентрированной азотной кислоте: Hg 4 IHN"O, = Hg(NO;), + 2NO, + 4- 2Н,О, " Почти все металлы, кроме золота, серебра и платины, способны вытеснять ртуть из растворов её солей «Волк, пожирающий царя» - аллегория, отражающая способность ртути растворять золото. Раскрашенная гравюра. XVII в. к о г д а т о Железные слитки. « ЖЕЛЕЗО» Свободно конвертируемая валюта - вовсе не признак только нашего времени.Но б представить себе, что всеобщей мерой ы л ценностей когда-то было железо, мы о можем с большим трудом. А между тем ж е во времена Гомера «одни покупали вещи на л бычьи шкуры, другие - на железо и е з пленных. о, Одна часть железа приравнивалась к десяти частям золота. м ы Во-первых, оно было самым прочным из известных тогда м металлов, незаменимым при изготовлении оружия и орудий труда. о ж е м Вторая причина - сложность добычи железа. с (Железо в старину получали «сыродутным» способом. Железную руду и уголь загружали в печи, имевшие форму длинной трубы. Уголь поджиб 1~али, а ветер, дующий во трубу, поддерживал высокую температуру л (около 1400°С), необходимую для восстановления железа из оксидной руды. ь ш Полученный металл (крипу) ковали, в процессе ковки от него отделялись и м чистое железо. В некоторых странах этим куски шлака, и оставалось «Медь» Латинское наименование меди - Cuprum - происходит от названия острова Кипр, где уже в III в. до н. э. существовали медные рудники. Русское «медь» восходит к слову «смида», обозначавшему металл у древних германцев. Хотя медь иногда встречается в природе в виде самородков (самый большой из найденных весил 420 т), основная её часть входит в состав сульфидных руд. В первых металлургических процессах использовались не сульфидные руды, а именно малахит, не требующий предварительного обжига «Олово» Оно известно человечеству по крайней мере с середины III тысячелетия до н, э. В природе встречается в виде минерала касситерита (от грвч. «касситерос» - «олово») месторождения которого довольно редки: в древности его добывали лишь в Испании, на Кавказе и в Китае. Олово ценилось ещё во времена Троянской войны. И называлось - «белый свинец» Олово - мягкий блестящий ковкий. серебристо-белый металл, пластичный и Отлитая из олова палочка сгибается с характерным хрустом, вызванным трением друг о друга отдельных кристаллов. Но 13,2 "С устойчива другая модификация - серое олово, которое имеет структуру алмаза. (Переход белого олова в серое при низкой температуре часто происходит спонтанно, хотя для проведения его в лабораторных условиях требуется ввести небольшую затравку серого олова. Этот переход называют «оловянной чумой»: металл рассыпается в серый порошок, утрачивая металлические свойства. Она послужила причиной гибели в 1912 г. английской экспедиции под руководством Роберта Скотта, направленной к Южному полюсу: керосин путешественники хранили в сосудах, паянных оловом.) «Олово» Сильный восстановитель.. Около 60 % всего производимого олова сплавы. .Используется для производства подшипников используют баббиты - сплавы на основе олова, содержащие около 10 % сурьмы и около 5 % меди. Первый подобный сшив был создан в 1839 г. американским изобретателем Исааком Баббиттом. Плёнку из олова наносят на железо, чтобы предохранить его от ржавления. Такая обработка называется лужением. Для защиты от действия органических кислот, содержащихся в пищевых продуктах, жестяные банки для хранения консервов тоже покрывают слоем олова. «Свинец» Свинцовые самородки крайне редко встречается в природе. (Однако в виде соединения с серой - свинцового блеска, свинец был известен уже древним мастерам. Красивые, блестящие кристаллы этого вещества привлекли внимание. Если положить их в костёр, разведенный в неглубокой яме, на дно её вскоре стечёт расплавленный металл, ведь температура плавления свинца невысока - 327 °С.) Интересно, что и в наши дни в основе промышленного производства свинца лежат те же химические реакции - прокаливание свинцового блеска на воздухе.

Добыча металлов и их обработка

Не подлежит никакому сомнению, что славянам были известны основные металлы, а именно золото, медь, серебро, олово и железо, уже в эпоху их единства. Золото, медь и олово были известны в Центральной и Северной Европе с конца третьего тысячелетия до н. э., а железо - с конца второго тысячелетия, хотя собственно железный век начинается несколькими столетиями позже. При таком условии невозможно, чтобы эти металлы остались неизвестными и славянам Прикарпатья. Это подтверждается также данными индоевропейского сравнительного языкознания. Хотя только два слова - «медь» и «серебро» (славянская форма которых утрачена) - имеют общую форму (санскрит. ?yas, авест. ayah, лат. aes, готск. aiz, древнеинд. raj?tam, авест. erezatam, армянск. arcath, лат. argentum, древнеиранск. argat), но о наличии у славян издавна таких слов, как «золото», «серебро», «олово» и «железо», свидетельствуют термины, общие с терминами германцев или балтов:

слав. железо ; прусск. gelso; лит. gel?is; латв. dzelzs;

слав. злато ; латв. zelts; гот. gulp;

слав. сьребро ; лит. sid?bras; гот. silubr;

слав. олово ; прусск. alvis; латв. alva; лит. alvas.

На этом основании общеславянские названия для золота, серебра, олова и железа можно считать древними, праславянскими, и, следовательно, эти металлы были давно уже известны славянам. Только вместо праарийского ajos у славян установилось другое название - медь , впрочем, также древнее, так как это термин общеславянский, засвидетельствованный в древнейших текстах. Славянское слово руда столь же древнее, так как уже в эпоху индоевропейской первобытности оно перешло из шумерского urudu к финнам и соседним индоевропейцам. Зато славянские названия олова (cin ) и латуни (mosaz ) заимствованы из немецкого языка.

Рис. 81. Наковальня с клещами из г. Власлава (по Й.Л. Пичу)

Прямые доказательства добычи и обработки металлов славянами можно привести, разумеется, только со времен исторической эпохи. Также и археологические свидетельства весьма многочисленны и бесспорны лишь со второй половины первого тысячелетия н. э. Металлические вещи, встречающиеся на поселениях и в погребениях той эпохи, славяне частично получали из чужеземных стран путем торговли, частично выделывали сами, сами же добывая металл, в особенности со времени расселения славян по их историческим землям, где они заняли старые покинутые рудники или же открыли новые. В частности, золота было достаточно в некоторых реках, а также в глинистых пластах Чехии, Моравии, Силезии, Полыни и Померании, а главным образом в старых римских рудниках Венгрии, Семиградья и Балканского полуострова, где в VI и VII веках повсюду появились славяне. Однако большая часть золота доставлялась все же с чужбины; так, на Русь оно привозилось с Урала и Алтая, с территории Акмолинской и Семипалатинской областей, так же как и серебро, которым изобилуют русские находки X и XI веков. Серебра много также в соседней Малой Азии, Армении и Персии. Но у южных и западных славян было в то время достаточно и своего серебра, особенно в чешских и польских землях, где известно много древних рудников, в которых добывалось серебро. При производстве серебра (из галенита) вырабатывался и свинец, который часто служил приплавом для тогдашней бронзы, а также наряду с оловом - металлом, имитирующим серебро. Наличие олова в Чехии в X веке (очевидно, из рудников в Крушных горах) подтверждает Ибрагим Ибн-Якуб . Но наряду с этим сплав олова с медью - бронза - был одним из предметов ввоза в славянские земли. Появление бронзы в конце языческого периода нам мало известно, и ее относительно немного, так как в то время у славян преобладает серебро. В Россию медь поступала главным образом из рудников Урала и Хорасана, а вместе с ней, по всей вероятности, и готовая бронза. Производство меди у славян было незначительным. Больше всего славяне занимались выплавкой железа. Железо добывали из рудных месторождений лимонита, магнетита и гематита, которые имелись в достаточном количестве во всех славянских землях, и плавили в плавильнях - небольших печах, сделанных из глины, применявшихся в Чехии и Польше уже в доримскую эпоху; в этих печах получали либо ковкое железо, либо сталь, конечно, не совсем чистую, так что ее нужно было затем обрабатывать ковкой.

Рис. 82. Железные и медные котлы 1, 2 - из погребения около деревни Сязниги на р. Паше; 3, 4 - из Гнёздова.

Обработка металлов производилась двумя основными способами: ковкой холодного или раскаленного металла и литьем расплавленного металла в формы. Оба этих технических приема мы встречаем у древних славян.

Хотя о литье металла и нет исторических сообщений, но об этом процессе свидетельствуют многочисленные находки литых изделий, прежде всего украшений. Литейных форм найдено мало, и они не представляют большого интереса. Зато кузнечное дело засвидетельствовано не только множеством орудий и оружия, но и упоминанием исторических источников о кузнецах (fabri, fabri armorum), кроме того, древностью слова ковать и производимых от него слов (ковъ, ковачъ, коваль и т. д.), так же как и находками кузнечных инструментов в славянских городищах. На городище Власлав у Тшебенец в Чехии найдена наковальня с большими клещами.

Предметами, изготовлявшимися способом ковки, были, во-первых, разные хозяйственные орудия и предметы: косы, серпы, пилы, топоры, молотки, клещи, гвозди, цепи, замки, ключи, колокольчики и т. п., затем разнообразное оружие, о котором мы будем подробно говорить в главе XI. Сюда относится также ряд сосудов: большие котлы из железа и меди для подвешивания над огнем (несколько таких котлов различной формы было найдено в русских могилах) и более тонко сделанные металлические кувшины и кубки, которые, однако, почти все без исключения являются изделиями чужого производства, попавшие в славянские земли путем торговли, а золотые и серебряные сосуды - просто в качестве даров. Варварские князья получали подобные дары от византийских императоров. Местных славянских имитаций этих вещей очень мало, и они относятся к более позднему времени. Наиболее древней из них является глиняная имитация, найденная близ Костриц и хранящаяся в музее в Гере.

Рис. 83. Серебряная чаша из погребения в Таганче у Канева

Рис. 84. Глиняная славянская чаша из Костриц около Геры

Если в изготовлении металлической посуды славяне X и XI веках отставали, то этого нельзя сказать о тонком ювелирном деле в целом. В этом отношении славяне достигли уже известных высот мастерства.

До X века нельзя говорить о развитии ювелирного производства у славян. Их прародина была страной торговых дорог и художественных влияний. Только когда они проникли на Дунай, Балканский полуостров и к Черному морю и оказались в непосредственной близости к римским и греческим городам, когда у них постоянно перед глазами было множество украшений, изготовленных в тамошних мастерских, только с этого времени мы имеем основание полагать, что и у славян появилось стремление иметь подобные драгоценности и имитировать их. Но еще долго мы не находим подтверждения результатам этого стремления ни в письменных источниках, ни в археологии. Возможно, что, например, некоторые типы грубых фибул так называемого готского типа, найденные в центре России, были изготовлены в славянских мастерских на Днепре или на Оке, но доказать этого нельзя. Лишь начиная с X века можно проследить существование у славян мастеров золотых и серебряных дел и говорить о развитии славянского золотообрабатывающего производства.

Рис. 85. Браслет и перстни из петербургских и гдовских курганов (по А. Спицину)

Начало этого развития связано на западе с расцветом этой отрасли производства в Германии и Франции в эпоху Карла Великого и его преемников, а на Востоке - с тесным общением славян с Азией и Византийской империей во времена князя Владимира. Так, например, мы читаем в легендах, что еще чешский князь Вацлав вызывал aurifices et argentarios из чужеземных стран, желая украсить пражский костел, но уже в XI веке в чешских документах упоминаются чешские мастера золотых дел со славянскими именами: «qui toreumata facit, Nema» - «aurifex Coiata» (1046 год), «Prowod aurifex et filius eius» (1185 год); кроме того, «artifices auri et argenti» упомянуты польскими документами XII и XIII веков. Неизвестно, славянскими или чужеземными мастерами были сделаны замечательные украшения и оружие идолов поморских и руянских богов, но несомненно, что покрытые золотом и серебром головы этих, а также и русских идолов, которых Владимир поставил на Киевском холме, не могли быть изготовлены христианскими золотых дел мастерами греческого или римского происхождения. О балканском округе нам известно, что архиепископ Лаврентий из Спалато в 1060 году послал своего человека в Антиохию для обучения там ювелирному делу, а в другой грамоте, относящейся к 1080 году, упоминается Grubiz aurifex, имя которого славянское. Наличие на Руси в X и XI веках знаменитых ювелирных мастерских подтверждается раскопками. Великий князь Владимир привез в 988 году из Корсуни (Херсона) первые предметы церковного обихода для киевского храма, а также вызвал мастеров из Греции; эти мастера создали в Киеве постоянные мастерские, положив тем самым начало славянской ювелирной школе. Подобные мастерские появились снова и в Великом Новгороде, Рязани, Суздале (здесь, в частности, ювелирное мастерство достигло огромного расцвета в XII и XIII веках, сюда приходили мастера из различных земель), Владимире и Чернигове. Уже в 996 году мы читаем в летописи, что Владимир приказал отлить серебряные ложки для всей своей дружины. С этим связано то, что среди многочисленных драгоценностей, встречающихся в русских могилах и городищах X–XII веков, часть вещей носит несомненно славянский характер, например, некоторые типы ожерелий, браслетов, перстней, главным же образом серег и височных колец, которые мы уже рассматривали выше, в IV главе (с. 239). В этом материале есть явные славянские подделки под чужие образцы, например, под византийскую эмаль. Наконец, киевский археолог В. Хвойко нашел на месте древнего киевского града близ Десятинной церкви остатки ювелирной мастерской с тигельками, в которых осталась расплавленная эмаль.

Рис. 86. Элементы чеканного орнамента

Техника ювелирного дела состояла в том, что основная форма украшения заготовлялась либо на небольшой наковальне при помощи тонких инструментов, либо отливалась в форме с грубым, резко выступающим рисунком. Последующая более тонкая обработка поверхности производилась при помощи специальных приемов, носивших иноземное происхождение, но быстро распространившихся среди славян с началом развития у них ювелирного ремесла.

Рис. 87. Серебряные украшения из клада, найденного в Рудельсдорфе около Немче в Силезии

Наиболее излюбленным ювелирным приемом славян стала филигрань двух видов. При первой из них поверхность украшалась узорами, выполненными при помощи припаянной скрученной проволочки или цепочки, второй вид составляли декоративные линии и фигуры, чаще всего треугольники, сделанные из мелкой припаянной зерни (filigrane granul? - гранулированная филигрань). Оба вида были известны как в южной Европе, так и на Востоке. В Центральной Европе они появились в латенскую эпоху, и оттуда в римскую эпоху (на востоке от Черного моря еще раньше) филигранные предметы стали проникать и к славянам. Но наибольшее распространение филигрань приобрела лишь в IX–XII веках, когда в славянские земли ввозилось из Византии и с Востока множество украшений и других дорогих вещей, на которых филигрань, в особенности зернь, была очень частым декоративным приемом орнаментации по серебру или золоту. Украшения, которые встречаются в многочисленных кладах серебра, сопровождаемых куфическими монетами IX и X веков, все без исключения отделаны зернью или тонким проволочным узором. Эти последние настолько понравились славянам, что они не только покупали и носили подобного рода украшения, но и имитировали их, вернее сказать, делали заново такие же украшения. По большей части это разные височные кольца и серьги (см. о них выше, на стр. 241) - частью славянского происхождения, частью - иноземного. Эти иноземные украшения, отличающиеся необычайно тонким мастерством, были изготовлены где-то в западной Азии, в пункте, до сих пор не установленном, вероятно, в Самарканде.

Рис. 88. Клад украшений, покрытых филигранью и чернью, найденных в Спасском уезде Казанской губернии (по А. Спицину)

Наряду с филигранью, припаянной к поверхности, на славянских предметах того времени часто встречается техника чеканного орнамента , когда поверхность украшалась точками, кружками, крестиками, треугольниками, звездочками, нанесенными на металл при помощи пуансонов. Этот прием также иноземного, вероятнее всего, галло-германского происхождения получил начиная с римской эпохи широкое распространение в германских землях, а отсюда проник вместе с изделиями скандинавского ремесла и к восточным славянам на север Руси. В других местах он встречается реже.

Большую популярность получили у славян и приемы, придававшие украшению многоцветность; к ним относятся, кроме широко распространенного обычного приема покрытия поверхности предмета другим металлом, главным образом золотом, техника инкрустации драгоценными камнями и стеклом, так наз. verroterie cloisonn?e, затем покрытие эмалями и еще один вид инкрустации, так наз. tausia (золотые и серебряные узоры на стальных изделиях) и niello - все эти приемы опять-таки иноземного происхождения, но они получили большее или меньшее распространение в славянской индустрии в X–XII веках.

Наименьшее распространение получила у славян verroterie cloisonn?e, так как время ее расцвета уже миновало к тому периоду, когда славяне начали заниматься ювелирным делом. Эти древние орнаментации, первые образцы которых мы встречали уже в древнем Египте и Халдее, а позднее в Персии и Туркестане, где повсюду в изобилии встречались цветные драгоценные камни, проникли в греческое искусство, которое в последние века нашей эры создало вещи, инкрустированные драгоценными камнями (гранатами, бирюзой) или янтарем и стеклом для варваров южной России. Здесь, главным образом в мастерских Пантикапея, в III–IV веках н. э. было положено начало новому виду ювелирной индустрии, создавшей с помощью этой инкрустации особый стиль, который распространился в IV и V веках по всей Европе и сохранялся вплоть до VIII века, - это так называемый готский, или меровингский, стиль. Отдельные драгоценности, украшенные в этом стиле, попадали в ту эпоху и в области, заселенные славянами, что вполне естественно и подтверждается находками. Вообще же этот стиль у славян распространения не получил. О нем нет сообщений, а в могилах славянских земель очень мало инкрустированных таким способом вещей, хотя славяне любили стекло и ожерелья из стеклянных бус у них всегда многочисленны.

Рис. 89. Бронзовый крест с эмалью русской работы из Белой Церкви (Васильковский уезд Киевской губ.)

Гораздо более распространенной и вызвавшей у славян многочисленные подражания была другая орнаментация, также привлекавшая славян своей многоцветностью, но выполнявшаяся в иной технике, а именно в технике эмалей. Что касается эпохи древности, то тут мы различаем два способа покрытия эмалью: перегородчатая эмаль, когда расплавленная стеклянная масса наливалась между перегородками из проволоки, припаянной на поверхности металла, и выемчатая эмаль, наливавшаяся в сделанные на поверхности ямки. Эмаль также была изобретена на Востоке. В Египте эмаль употреблялась по меньшей мере уже в птолемеевскую эпоху (более древние вещи украшались лишь стеклянными пластинами, вставленными в холодном состоянии), а возможно, еще и раньше. Очевидно, отсюда техника эмали проникла в Европу, скорее всего в Массилию (Марсель), Галлию и затем в Италию, где такие вещи в большом количестве изготовлялись в I–IV веках н. э. для варварских народов. Позднее и Византия заимствовала у Востока (Персии) технику эмали и достигла в этой области в X и XI веках замечательных результатов, тогда как в остальной Европе лишь в отдельных местах сохранились незначительные остатки римских эмалей. Эмаль проникла и к славянам, где приобрела значительную популярность. Из немецких мастерских на Рейне и в верхнем течении Дуная происходят, по всей вероятности, так называемые кетлахские эмали, очень популярные в VIII и IX веках среди славян альпийских земель; из прусско-литовских мастерских, в свою очередь, поступала в Россию в V–VII веках варварская эмаль мошчинского типа; кроме того, из византийских мастерских образцы эмалей поступали в главные русские города и на Кавказ, где повсюду в XI и XII веках вызывали более или менее удачные подражания при производстве золотых украшений (крестиков, энколпионов, диадем, серег, нагрудных блях с изображением святых, так называемых барм и т. п.). В Киеве, как я уже говорил, В. В. Хвойко нашел и мастерскую того времени, изготовлявшую эмаль. Примером русского мастерства служит покрытый эмалью шлем князя Ярослава приблизительно 1200 года и крест из Белой Церкви на Киевщине (рис. 89).

Рис. 90. Серьги и пряжки с эмалью кетлахского типа из славянских могил в Крунгле (по О. Фишбаху)

По сравнению с техникой эмали далеко позади остаются два последних приема: позолота и чернь, техника которых состоит в том, что на гладкой золотой или обычной серебряной поверхности наносят черненый рисунок (niello) либо по железной поверхности наносят серебряный или золотой рисунок (tausia). Оба эти приема мы встречаем в избытке в римском производстве императорской эпохи, в особенности в III и IV веках н. э. Техника позолоты, достигшая в VI и VIII веках столь значительного развития у германцев, у славян вообще не получила распространения, за исключением Балканского полуострова, где сохранилась до исторических времен. Черни подражали больше, но не римской, а византийской и восточной X и XI веков. В России чернь употреблялась и позднее.

Данный текст является ознакомительным фрагментом. Из книги Кумыки. История, культура, традиции автора Атабаев Магомед Султанмурадович

Обработка металлов. Оружейное производство Ещё в стародавние времена кумыки умели добывать железную руду и получать из неё железо. Для нужд сельского хозяйства кузнецы изготовляли серпы – оракъ, косы – чалгьы, топоры – банта, лемехи – сабан темир, подковы – нал, ножи –

Из книги Повседневная жизнь Греции во времена Троянской войны автора Фор Поль

Обработка шерсти Пастух понимал, какое сокровище ему доверено охранять: это большая часть мяса, молока и сыра, составляющих рацион его сограждан, а заодно - гигантский склад шерсти, основа чуть ли не всего местного ткачества. Удалось подсчитать, что от семидесяти до ста

Из книги Дивизия СС «Рейх». История Второй танковой дивизии войск СС. 1939-1945 гг. автора Акунов Вольфганг Викторович

Идеологическая обработка Героическая храбрость немецкого народа поистине заслуживает лучшей участи, чем пасть жертвой предательского удара в спину. Кайзер Вильгельм II Этот жестокий аспект военной подготовки и обучения добровольцев СС - ФТбыл одним из выражений того

Из книги Государство инков. Слава и смерть сыновей солнца автора Стингл Милослав

XXXII. Слишком много драгоценных металлов Золотые сокровища «сыновей Солнца» являлись главной целью завоевательных экспедиций Писарро в Перу. Глава экспедиции вначале думал, что поход завершится захватом столицы индейского государства – Куско. Точнее говоря, захватом

Из книги Чаша и клинок автора Айслер Риан

Обработка металлов и мужское господство В классической работе марксизма «Происхождение семьи, частной собственности и государства» Фридрих Энгельс одним из первых соединил возникновение иерархии и социальное расслоение, основанное на частной собственности и

Из книги Оружие из дамаска и булата автора Хорев Валерий Николаевич

Механическая обработка Следующий этан носит название сиагэ - формообразующая обдирка и грубая шлифовка. Это первая стадия подготовки клинка к термической обработке. Для того чтобы из плоской полосы получить заготовку классического ромбовидного сечения, применялся

Из книги Большой террор. Книга II автора Конквест Роберт

ОБРАБОТКА Арестованный, будь он военным или представителем «бывшей» интеллигенции, украинцем или инженером, мог узнать из разговоров с другими заключенными, «какое дело ему пришьют». А это важно. На допросах НКВД придерживался такой практики: не говорить арестованному,

Из книги Исламское государство. Армия террора автора Вайс Майкл

13. ОБРАБОТКА ШЕЙХОВ ИГИЛ ПРИВЛЕКАЕТ НА СВОЮ СТОРОНУ ПЛЕМЕНА По словам Джима Хикки, полковника армии США, участвовавшего в пленении Саддама Хусейна в 2003 г., «территория - это определяющий фактор исхода наземных боевых операций. Ирак - племенное общество, и семьи,

Из книги Кельтская цивилизация и её наследие [ёфицировано] автора Филип Ян

Ремёсла и развитая кельтская технология. Обработка металлов Ещё в позднебронзовый век ремесло у кельтов вышло за границы простого домашнего производства. Возросшая добыча золота в рейнских областях послужила основой развития ювелирных мастерских, которые в

Из книги Народ майя автора Рус Альберто

Обработка камня За века до того, как майя изготовили свои первые поделки из нефрита, создатели ольмекской культуры уже были опытными камнерезами, как об этом свидетельствуют находки, сделанные в Ла-Венте, относящиеся к среднему доклассическому периоду (800- 300 гг. до н. э.).

Из книги Ньютон и фальшивомонетчик автора Левенсон Томас

Из книги Загадка Розуэлла автора Шуринов Борис

«Обработка» Брейзела А Брейзел все еще находился в Розуэлле. Военные, каким-то образом прозевавшие его уход с базы накануне, были довольны, когда вновь напали на его след. Брейзела вернули на базу и допросили еще раз. (По одной из версий, Брейзела сдал военным сам Уолт

Из книги Сокровища, омытые кровью: О кладах найденных и ненайденных автора Дёмкин Сергей Иванович

Индикация металлов Поверхность тысяч неукрепленных поселений в настоящее время распахивается, в большинстве случаев их культурный слой перемешан до такой степени, что археолог не найдет на глубине, доступной плугу, ни остатков сооружений, ни прослоек, характеризующих

автора Ленин Владимир Ильич

8) Производства по обработке металлов. Павловские промыслы Знаменитые павловские сталеслесарные промыслы охватывают целый район Горбатовского уезда Нижегородской губернии и Муромского уезда Владимирской губернии. Происхождение этих промыслов очень древнее: Смирнов

Из книги Полное собрание сочинений. Том 3. Развитие капитализма в России автора Ленин Владимир Ильич

9) Другие производства по обработке металлов К капиталистической мануфактуре относятся также промыслы села Безводного Нижегородской губернии и уезда. Это – тоже одно из промышленных сел, большая часть жителей которого вовсе не занимается земледелием, и которое служит

Из книги Энциклопедия славянской культуры, письменности и мифологии автора Кононенко Алексей Анатольевич

Раздел ХI Символика камней и металлов Твердость Скифских и Египетских изумрудов такая большая, что разбить их нет возможности. Видов изумрудов двенадцать: самые благородные – Скифские, названы так по имени того народа, у которого добываются. Скажем теперь и о самом

Вероятно, первый металл, с которым познакомился человек еще во времена нового каменного века (около 6 тыс. лет назад на Древнем Востоке и около 4 тыс. лет назад в Европе), была медь. Она встречается в природе В самородном состоянии в виде пластинок, губчатых и сплошных масс, а также кристаллов. Самый крупный из найденных самородков весил 420 т. Медные самородки гораздо больше распространены в природе, чем самородки других металлов. Поэтому естественно, что в поисках подходящих пород для изготовления орудий человек в первую очередь встретился именно с медными самородками. Эта встреча знаменовала собой начало медного века.

Надо полагать, человек довольно быстро оценил преимущества нового материала. Возраст предметов из самородной меди достигает 6 тыс. лет. Особенно крупные самородки находили в Северной Америке на берегах Гудзонова залива и Верхнего озера. Первые орудия человека были сделаны из камня, поэтому первые медные изделия появились на свет в результате обработки медных самородков каменными топорами. Длительное время затем каменные и медные орудия применялись совместно. В этот период человек на примере меди постигал основы металлургии и металловедения.

Обработка медных самородков с помощью каменного топора имела, конечно, ограниченные возможности. Холодной ковкой самородков пластинчатой формы можно было изготовить небольшие по величине предметы - булавки, крючки, наконечники стрел и т. п. Получить же листовую медь холодной ковкой невозможно - материал растрескивается. Также невозможно изготовить холодной ковкой предметы сложного профиля: сосуды, сковороды и др. К тому времени человек уже уверенно управлял огнем. Лагерный костер с температурой 700-800 °С сменили печи, где достигалась более высокая температура - 1000-1200 °С. На территории Египта, например, были найдены керамические сосуды, датированные 5 тыс. лет до н. э., обжиг которых был проведен при 1100-1200 °С. Медь плавится при температуре 1084 °С, поэтому, естественно, что следующим шагом в металлургической практике человека явилось, получение расплавленной меди. Это существенно расширило ассортимент изготовляемых из меди изделий.

Однако самородная медь встречается редко, и ее было явно недостаточно, чтобы удовлетворить стремительно растущие потребности в этом металле. На следующем этапе человек начал получать медь восстановительной плавкой ее руды. Медные руды - природные минералы, агрегаты, содержащие медь в таких количествах и соединениях, при которых извлечение металла экономически выгодно. В настоящее время известно свыше 170 медьсодержащих минералов, из них только 10-15 имеют практическое значение. К важнейшим минералам относятся: халькопирит CuFeS 2 (30 % меди), халькозин - "медный блеск" Cu 2 S (79,8% меди), ковелин CuS (64,4% меди), малахит CuCО 3 ·Cu(OH) 2 (57,4% меди), азурит 2CuCО 3 ·Cu(OH) 2 (55,5 % меди), куприт Cu 2 О (81,8% меди). Руды современных промышленных месторождений почти никогда не бывают сложены только одними минералами меди. Обычно медьсодержащие минералы срастаются с нерудными минералами (кварц, барит и др.) и некоторыми рудными минералами железа и цветных металлов (пирит, пирротин и др.).

Месторождения медных руд распространены гораздо шире, чем месторождения крупных медных самородков, и были известны человеку с глубокой древности. Сейчас трудно выяснить, как именно была открыта выплавка меди из руд и произошло ли это существенно позже, чем человек встретился с самородной медью. Имеются данные, что уже за 7 тыс. лет до н. э. на Ближнем Востоке употреблялась металлургическая медь. Добыча самородной меди и выплавка меди из руд - операции, существенно отличающиеся в техническом и технологическом отношениях, по-видимому, в разных районах мира осваивались человеком одновременно.

Первоначально использовались окисленные руды. Они не требуют предварительного обжига в отличие от сульфидных руд, для которых такая обработка необходима, чтобы удалить химически связанную серу. Восстановительная плавка малахитовых руд проводилась в примитивных печах. Они представляли собой глиняные тигли, наполненные рудой и углем, которые помещались в неглубокую ямку. Поверх насыпали слой древесного угля.

Уголь, сгорая, образует оксид углерода (II), который взаимодействует с малахитом, восстанавливая химически связанную медь до металла:

CO + CuCО 3 = 2CО 2 +Cu

Крытое устройство печей обеспечивало изоляцию реакционной среды от избытка кислорода воздуха, который окисляет оксид углерода (II) в оксид углерода (IV) и тем самым мешает восстановлению меди. Неизвестно, как человек пришел к мысли, что медь надо выплавлять именно так, но, очевидно, у него для экспериментов было много времени и упорства. Имеются свидетельства очень раннего знакомства человека с металлургической выплавкой меди. В Египте, например, обработка медных руд Синайского полуострова велась уже в IV тысячелетии до н. э. С глубокой древности были известны медные руды на острове Кипр. Предполагается, что слово "купрум", научное название меди, произошло от наименования острова Кипр, где находились медные рудники древних римлян.

В Европе древние медные копи найдены в Австрии на Миттерберге. Там же обнаружены каменные орудия, которыми эти копи разрабатывались. Предки древних славян, жившие в бассейне Дона и Преднепровье, использовали небогатые месторождения меди, находившиеся в районе нынешнего Донбасса и затопленных Днепровских порогов. Они применяли медь для изготовления оружия, предметов домашнего обихода, украшений.

По мнению некоторых ученых, русское слово "медь" произошло от слова "смида", которое у некоторых древних племен, живших на европейской части современной территории СССР, обозначало вообще металл. На рубеже XVII-XVIII вв. начало промышленной переработки меди в России было положено Никитой Демидовым. В музее Тагила имеется огромный раскладной медный стол, на котором сделана надпись: "Сия первая в России медь отыскана в Сибире... Никитою Демидовиче.м Демидовым по грамотам великого Государя Императора Петра Первого в 1702 и 1706 и 1709 годах, а из сей первовыплавленной меди сделан оный стол в 1715 году".

После того как человек научился получать и обрабатывать медь, несколько тысячелетий наряду с камнем она являлась основньш твердым материалом древности (рис. 12). Уже первобытные металлурги пытались повысить твердость этого в чистом виде довольно мягкого металла. Первоначально, по-видимому, случайное образование сплава меди с оловом, которое могло произойти при обработке некоторых руд, содержащих вместе олово и медь, определило направление поисков улучшения механических свойств меди. Удачное соединение меди с оловом воспроизводилось человеком уже сознательно.

Естественно, что испытывались композиции меди и с другими металлами (цинк, мышьяк, никель и др.). Сплав меди с цинком получали, например, в Древнем Иране. Медно-мышьяково-никелевая четырехгранная приколка, найденная в Азербайджане, имеет возраст более 5 тыс. лет. Предметы, изготовленные из медно-никелевых сплавов, найдены в Германии, Испании, Португалии и относятся примерно к тому же периоду.

Особое место в практической деятельности человека занимает бронза - сплав меди с оловом. Бронза превосходит медь по твердости, хорошо поддается обработке, очень устойчива к окислению. Период истории приблизительно с начала III тысячелетия до н. э. до начала I тысячелетия до н. э. называют бронзовым веком. В это время появились новые, более разнообразные орудия и предметы вооружения, сделанные из бронзы (топоры, ножи, серпы), появилась бронзовая утварь - кубки, чаши, котлы и т. п. Изделия из бронзы отливались у египтян, индусов, ассирийцев. Широко использовалась бронза для изготовления украшений, статуй и других предметов художественного творчества.

Статуя высотой 32 м, созданная в 290 г. до н. э. в честь бога солнца Гелиоса - Колосс Родосский, была отлита из бронзы и поставлена на самом восточном острове Эгейского моря - Родосе, у входа в порт. В Японии в 749 г. была отлита и помещена в храм Тодайдзи четырехсоттонная статуя Будды. О большом распространении бронзы в искусстве древнего мира можно судить по дошедшим до нас статуям (Дискобол, Спящий сатир, Марк Аврелий и др.). Само слово "бронза" имеет относительно позднее происхождение и связано с названием итальянского торгового городка на берегу Адриатического моря Бридзини, где продавались разнообразные изделия из бронзы.

По мере того как человечество накапливало технический и технологический опыт, наряду с бронзой появились и другие сплавы меди, обладающие различными ценными свойствами. В настоящее время известно большое количество сплавов, которые медь образует с другими элементами: Zn, Sn, Al, Ni, Pb, Mn, Be, Fe, Mg, Hg, Ag, Au, Si. Широкое распространение медных сплавов объясняется тем, что разные группы их имеют разные достоинства. К этим достоинствам можно отнести антифрикционность, коррозийную стойкость, пластичность, хорошие литейные свойства, красивый внешний вид и т. п. Сплавы меди с цинком называются латунями и по составу делятся на красные латуни (меньше 20% Zn), обладающие хорошей текучестью; желтые латуни (20-50% Zn); хрупкие белые латуни (50-80% Zn) и специальные латуни, которые наряду с медью и цинком содержат Ni, Mn, Fe, Sn и Al.

Бронзой раньше называли только сплав меди с оловом. Из-за дефицитности олова сплавы с аналогичными свойствами стали получать, добавляя к меди другие металлы. Теперь, помимо оловянных, широко используются алюминиевые, свинцовые, кремниевые, кадмиевые и другие бронзы. Все эти сплавы содержат небольшие количества легирующих компонентов, которые улучшают те или иные их качества. Из-за большого разнообразия, свойств применение медных сплавов издавна было весьма широким. Из бронзы состава 90% меди и 10% олова отливались артиллерийские орудия. Сплав, состоящий из 76-82 % меди, 16-22 % олова и до 4 % свинца, использовался для отливки колоколов. Из такого колокольного металла сделаны один "часовой" и 10 "четвертных" колоколов Спасской башни Московского Кремля. Эти колокола отлиты в XVII-XVIII вв. и весят: "часовой" - 2160 кг, "четвертные" - от 300 до 350 кг.

Для изготовления художественных изделий пользуются сплавом, содержащим 70-80 % меди, до 10 % цинка, 5-8 % олова и 3 % свинца. Это так называемая художественная бронза. В 1863 г. на одном из островов (Мас-а-Тьерре) в 600 км от побережья Чили была установлена отлитая из художественной бронзы мемориальная доска шотландскому моряку Александру Селкирку - прототипу знаменитого Робинзона Крузо. В Московском Кремле в Успенском соборе находится выполненный в 1625 г. из художественной бронзы шатер ажурного литья - образец высочайшего мастерства русских умельцев. История литья статуй из бронзы в России начинается с эпохи Петра I. В 1714 г, была отлита первая статуя Самсона для фонтана в Петергофе. Труднейшее литье в один прием знаменитого "Медного Всадника" - монумента Петру I, провели по проекту скульптора Э. Фальконе в 1775 г. При Академии художеств в Петербурге в 1764 г. был основан "Литейный дом", в котором выполнялись из бронзы многочисленные предметы для украшения дворцов, а также скульптурные работы.

Производство меди. Медьсодержащие минералы в чистом виде в промышленных масштабах не встречаются. В кусках руд тесно переплетены между собой минералы, содержащие разные элементы. Они срастаются, образуют небольшие вкрапления. Обычно медные руды содержат от 0,5 до 2 % меди. Только в Конго встречаются месторождения, содержание меди в которых доходит до 20 %. Малая концентрация меди в рудах затрудняет ее добычу, и производство меди становится сложным многоступенчатым процессом.

Из сульфидных руд медь добывается, главным образом, пирометаллургическим путем, а из окисленных - гидрометаллургическим. Пирометаллургическим способом в настоящее время получают 75 % всей добываемой меди. Этот способ основан на частичном окислении сернистых руд до оксидов меди, которые восстанавливаются избытком сульфида до металлической меди:

2Сu 2 О + Cu 2 S = 6Cu + SО 2

Малая концентрация меди в рудах, естественно, затрудняет ее извлечение. Поэтому перед тем, как добытую руду пускают на переплавку, ее обогащают - искусственно увеличивают процентное содержание меди. Для того чтобы провести обогащение, руду измельчают до таких размеров, которые позволяют выделить зерна с процентом содержания меди, большим, чем в исходной руде. Затем такие "богатые" зерна отделяют от остальных, используя то обстоятельство, что зерна различного состава обладают различными свойствами. К числу таких свойств относятся: цвет, блеск, масса, электрическая и магнитная восприимчивость, смачиваемость.

Самым распространенным сейчас способом обогащения является флотация (рис. 13). В металлургии флотация применяется, в основном, для отделения сульфидных минералов от пустой породы, а также для разделения частиц руд различных металлов. Метод основан на различии адсорбционных

свойств поверхности частиц сернистых металлов и пустой породы силикатного типа. Флотация медных руд осуществляется следующим образом. К суспензии тонкоизмельченной руды (0,05-0,5 мм) в воде, называемой пульпой, добавляют какое-нибудь полярное органическое вещество с длинной углеводородной цепью - собиратель. Собиратель обладает способностью полярными концами избирательно сорбироваться на поверхности частиц медной руды. При этом его углеводородный конец остается в водной фазе. Таким образом, в результате сорбции поверхность частицы оказывается покрытой и углеводородной "щетко", уменьшает ее смачиваемость. Частицы пустой породы, обладающие полярной поверхностью, смачиваются хорошо.

Далее пульпу при интенсивном перемешивании продувают воздухом, который образует пузырьки. Известно, что неполярные молекулы, помещенные в воду, в первую очередь стремятся расположиться на границе раздела вода - воздух. Точно так же ведут себя неполярные концы собирателя, покрывающие частицу руды. Для них самой доступной границей раздела вода - воздух является поверхность пузырьков. В результате частицы руды прилипают к пузырькам и вместе с ними всплывают на поверхность в виде пены. Пустая же порода - "хвосты" - остается в пульпе. Пену снимают, обезвоживают и получают концентрат, а хвосты сбрасывают в отвал. Полученный концентрат содержит уже до 55 % меди. Это верхний предел. В большинстве случаев после флотации содержание меди в концентрате находится в пределах 11-35 %. Наряду с медью там имеются сера, железо, цинк, оксиды кремния, алюминия, кальция, а также в небольших количествах благородные металлы - золото, серебро, платина. Сульфидные руды часто содержат много пирита, поэтому и в концентрате существенная часть железа и серы приходится на его долю.

Чтобы получить чистую медь, от примесей необходимо избавиться. Это удается сделать не сразу, а в несколько этапов. Первым из них является обжиг концентрата. Концентрат подвергают обжигу для того, чтобы снизить в нем содержание серы. Кроме того, в результате обжига получается оксид серы (IV) в таких концентрациях, что его можно в дальнейшем использовать для производства серной кислоты. Комплексное использование сырья приводит к уменьшению загрязнения атмосферы отходами производства.

Обжиг ведут при температуре 600-700 °С в многоподовых печах. Печь загружают концентратом в смеси с флюсами (кварц, известняк), необходимыми для последующего этапа - выплавки штейна. Во время обжига наряду с окислением серы происходит целый ряд процессов: разложение сложных сульфидов, прямое окисление минерала, образование ферритов примесных металлов и др. Как уже говорилось, в концентрате, подвергающемуся обжигу, содержится значительное количество пирита (40-50 %). Его горение при обжиге, в зависимости от доступа воздуха, описывается уравнениями:

3FeS 2 + 8О 2 = Fe 3 О 4 + 6SО 2 + 2349 кДж

4FeS 2 +11О 2 = 2Fe 2 О 3 + 8SО 2 + 3282 кДж

Эти реакции сопровождаются выделением значительного количества тепла. В результате обжиг проходит самопроизвольно, без затрат топлива. Достаточно только в начале процесса временными топками нагреть шихту до температуры воспламенения сульфидов. В процессе обжига из руды удаляется не вся сера. После обжига в шихте остаются сульфиды меди, железа, устойчивые оксиды - Cu 2 О, Fe 2 О 3 , Fe 3 О4, ZnO, PbO, a также флюсы.

Следующий этап производства меди - выплавка из обожженного концентрата штейна и отделение его от шлака.

Штейн - это сплавы Cu 2 S с FeS с примесями некоторых сульфидов (Zn, Pb, Ni) и оксидов (Fe, Si, Al, Ca)

Содержание меди в штейне колеблется от 10 до 79,9% (чистый Cu 2 S). Шлаки - сплавы силикатов различных металлов. В металлургии меди это, в основном, силикаты железа. Плавка на штейн производится в отражательных печах (рис. 14), куда помещается прошедшая обжиг шихта. Топливом служит угольная пыль, мазут или природный газ. Температура зависит от расстояния, от места ввода топлива и лежит в пределах 1200-1600 °С.

Основным химическим процессом, который происходит на этом этапе, является переход железа в шлак:

FeS + 3F 3 O 4 + 5SiO 2 = 5Fe 2 SiO 4 + SO 2

Часть сульфида железа расходуется на обменную реакцию с оксидом меди:

Cu 2 O + FeS=Cu 2 S + FeO

FeO в присутствии кварца также связывается в силикат. Жидкие сплавы сульфидов и силикатов взаимно нерастворимы и различаются по плотности. Это обстоятельство используется для их разделения. Шлак располагается в верхнем слое, нижний - сплав сульфидов Cu 2 S·FeS - штейн. Их разделяют, выпуская по мере накопления через расположенные на разных уровнях специальные выпускные отверстия.

Само слово штейн происходит от немецкого слова - камень. Это связано с тем, что застывший сплав сульфидов меди и железа внешне очень похож на камень. Дальнейшая переработка штейна производится в продуваемом воздухом конверторе и целью своей имеет уже получение черновой меди. В конвертор заливают жидкий штейн (температура 1200 °С), туда же загружают измельченный (6-20 мм) кварц. В продувке воздуха через штейн можно выделить два этапа, отличающиеся химизмом происходящих в них процессов. На первом окисляется сульфид железа и образуется шлак:

2FeS+3О 2 + SiО 2 = Fe 2 SiО 4 +2SО 2 +966кДж

Эта реакция является основным источником тепла для конверторных процессов.

Оксид меди (I), который также получается на этом этапе:

Cu 2 S + О 2 =Cu 2 О + SО 2

сразу же переводится обратно в сульфид по реакции:

Cu 2 О + FeS = Cu 2 S + FeO

Далее FeO, связываясь с кварцем, переходит в шлак. Накопившийся шлак сливают через горловину, наклоняя конвертор. После слива шлака в конвертор загружают новую порцию штейна и процедуру продувки повторяют до тех пор, пока в конверторе не накопится достаточного количества богатого медью расплава. Таким образом на этом этапе продувки происходит отделение железа от меди: железо удаляется со шлаком, медь остается в конверторе в виде расплава.

На втором этапе из расплава сульфида меди получают металлическую медь. После окисления железа и слива шлака окислению в конверторе подвергается Cu2S:

2Cu 2 S + 3О 2 = 2Cu 2 О + 2SО 2

Так как в отличие от первого этапа в реакционной среде отсутствует сульфид железа, оксид меди реагирует уже с избытком сульфида меди. В результате получается черновая медь:

Cu 2 S + 2Cu 2 О = 6Cu + SО 2

Суммарно процесс, происходящий в конверторе на втором этапе продувки, можно описать следующей реакцией:

Cu 2 S + О 2 = 2Cu + SО 2 + 215 кДж

Черновая медь, слитки которой называют штыками (от немецкого Stück - штука), содержит 1 % примесей (Fe, S, О 2 , As, Ni, Zn и др.) и, кроме того, включает все примеси благородных металлов, которые Содержались в исходной руде и флюсах. Многие примеси ухудшают механические свойства металла, снижают его электрическую проводимость, делают менее пластичным. Для того чтобы избавиться от примесей, а также извлечь представляющие ценность благородные металлы, черновую медь подвергают очистке - рафинированию.

Рафинирование осуществляют двумя способами: огневым (вдувание воздуха при температуре 1150°С) и электролитическим. Первым способом удается избавиться от примесей путем перевода их в нерастворимые в меди оксиды:

4Cu + О 2 = 2Cu 2 О

Me + Cu 2 О = MeO + 2Cu

Оксиды примесей всплывают на поверхность и шлакуются кварцевым флюсом. Образующийся оксид меди (I) восстанавливается продуктами сухой перегонки дерева. Для этого в печь, где проводится рафинирование, после удаления шлаков вводят сырое дерево (жерди, бревна). Выделяющиеся пары воды и углеводороды, перемешивая медь, способствуют удалению из нее газов и переводят в металлическую медь:

4Сu 2 О + СН 4 = СО 2 + 2Н 2 О + 8Сu

Однако огневой способ не позволяет извлечь из меди благородные металлы. Это удается сделать, подвергая медь электролитическому рафинированию. Смысл его заключается в анодном растворении очищаемой меди и высаживании чистой меди на катоде. Для этого из меди, прошедшей предварительную очистку огневым способом, отливают аноды. Они имеют особую форму, удобную для подвешивания (рис. 15). Их масса 250-320 кг. В качестве катодов используют листы чистой меди. Электроды помещают в электролитической ванне, представляющей собой обложенные свинцовыми пластинами бетонные чаны, наполненные соответствующим раствором и серной кислотой. Ванны имеют несколько метров в длину (от 3 до б м) и содержат до сотни электродов. Из соображений экономии ванны соединяют между собой в блоки (рис. 16). При пропускании через такую систему тока на катодах выделяется чистая медь:

а аноды растворяются:

При этом примеси, содержащиеся в медном аноде, в зависимости от их свойств либо переходят в электролит (Zn, Fe, Sn, Ni), либо выпадают в осадок (Ag, Au, Pt), откуда их потом извлекают. Процесс растворения анодов продолжается около 20 суток. Катоды меняют через 6-8 суток. Их извлекают, сушат, переплавляют и разливают медь в слитки. Чистота получаемой электролитическим способом меди достигает 99,95-99,96 %.

Как мы видим, процесс добычи меди из руд состоит из нескольких этапов. Цель каждого из них - отделение меди от сопутствующих примесей. Иногда в зависимости от качества руды, технических возможностей, экономических соображений из производства исключают флотацию или обжиг концентрата. Несколько отличаются на разных заводах условия производства. В самом общем виде схема выплавки меди пирометаллургическим способом изображена на рис. 17. Химические процессы этого способа можно описать суммарной реакцией:

2CuFeS 2 + 5О 2 + SiО 2 = 2Cu + Fe 2 SiО 4 + 4SО 2

Характерной особенностью пирометаллургии является использование высоких температур.

Гидрометаллургический способ, которым сейчас добывают около 25 % всей меди, не связан с использованием высоких температур. Этот способ применяют для извлечения меди главным образом из бедных окисленных руд, но он также может быть использован и для переработки сульфидных и смешанных руд. В ходе гидрометаллургической переработки меди ее труднорастворимые соединения переводятся в растворимые действием различных реагентов. Такими реагентами могут быть: H 2 SО 4 , NH 4 OH, NaCN, Fe 2 (SО 4) 3 . Затем из раствора медь извлекают тем или иным способом. Например, обработка руды, содержащей медь в виде оксида СиО, разбавленной серной кислотой переводит медь в раствор в виде сульфата:

CuO + H 2 SО 4 = CuSО 4 + H 2 О

Извлечь медь из полученного раствора можно электролизом или вытеснением с помощью железа:

CuSО 4 + Fe = Cu + FeSО 4

Преимуществом гидрометаллургического метода является то, что получать металлы можно, не извлекая руду на поверхность. В настоящее время этот метод является весьма перспективным.

Естественно, что за многие тысячелетия, которые насчитывает металлургия меди и медных сплавов, менялись задачи, стоявшие перед металлургами, менялись условия труда, совершенствовалась технология, менялась область применения продуктов производства.

Цель. Расширить и углубить знания учащихся о металлах, сформировать у них интерес к химии, умение работать с дополнительной литературой, развивать мышление, обосновывать выводы, развивать коммуникативные способности, формировать мировоззренческие понятия.

Оформление. Таблица “Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева”; коллекция некоторых металлов и сплавов, проектор, экран для мультимедийной презентации.

Вступление ведущего.

1-я страница - “Великий труженик”. (Железо).

2-я страница - “Древнейший и заслуженный”. (Медь).

3-я страница - “Серебряная вода”. (Ртуть).

4-я страница - “Погубивший Рим”. (Свинец).

5-я страница - “Металл, болеющий... чумой”. (Олово).

6-я страница - “Мерило стоимости”. (Серебро).

7-я страница - “Царь металлов - металл царей”. (Золото).

Действующие лица.

Ученики-докладчики.

Ведущий. Много веков металлы верно служат человеку, помогая ему покорять стихию, овладевать тайнами природы, создавать замечательные машины и механизмы.

Богат и интересен мир металлов. Среди них встречаются старые друзья человека: медь, железо, свинец, ртуть, золото, серебро, олово. Эта дружба насчитывает уже тысячи лет. Но есть и такие металлы, знакомство с которыми состоялось лишь в последние десятилетия.

Еще в глубокой древности человеку были известны семь металлов. Семь металлов древности соотносили с семью известными тогда планетами и обозначали символическими значками планет. Знаки золота (Солнца) и серебра (Луны) понятны без особых пояснений. Знаки же других металлов считались атрибутами мифологических божеств: ручное зеркало Венеры (медь), щит и копье Марса (железо), трон Юпитера (олово), коса Сатурна (свинец), жезл Меркурия (ртуть).

Семь металлов создал свет,
По числу семи планет.
Дал нам космос на добро
Медь, железо, серебро,
Злато, олово, свинец.
Сын мой, сера – их отец.
И спеши, мой сын, узнать:
Всем им ртуть – родная мать.

Свойства металлов чудесны, разнообразны. Ртуть, например, не замерзает даже на морозе, а вольфрам не боится самых жарких объятий пламени. Литий мог бы быть отличным пловцом: ведь он вдвое легче воды и при всем желании не сможет утонуть, а осмий - чемпион среди металлов-тяжеловесов - камнем пойдет ко дну. Серебро “с удовольствием” проводит электрический ток, а у титана явно “не лежит душа” к этому занятию: его электропроводность в 300 раз ниже, чем у серебра. Железо мы встречаем на каждом шагу, а гольмий содержится в земной коре в таких мизерных количествах, что даже крупицы этого металла стоят баснословно дорого: чистый гольмий в несколько сот раз дороже золота.

Но как ни различны свойства этих элементов, их роднит то, что все они принадлежат к одной большой семье металлов. Сегодня мы познакомимся лишь с некоторыми из них - старыми друзьями человека.

Откроем 1-ю страницу нашего журнала. Она называется “Великий труженик”.

Как важен этот нам металл,
В металлургии он одним из главных стал.
Знаком с железом даже древний человек:
Когда-то до нашей эры начался
И продолжается сейчас железный век.
Ведь до сих пор использует успешно железо
Наш современный человек.
Руда железная нам издавна известна
И выплавкой могучей стали интересна.
Сегодня железо - от транспорта до тонкой техники,
От иголки и до космических кораблей –
Во многих областях металла нет нужней.
А в организме важен нам белок гемоглобин,
За перенос О 2 ведь отвечает он один,
Без кислорода жизни нет на свете –
Об этом знают даже маленькие дети.

1-й ученик. А задумывался ли кто-нибудь из вас, что было бы, если все железо исчезло на земле и не осталось бы ни одного грамма этого элемента?

“...На улицах стоял бы ужас разрушения: ни рельсов, ни вагонов, ни паровозов, ни автомобилей... не оказалось бы, даже камни мостовой превратились бы в глинистую труху, а растения начали бы чахнуть и гибнуть без живительного металла.

Разрушение ураганом прошло бы по всей земле, и гибель человечества сделалась бы неминуемой. Впрочем, человек не дожил бы до этого момента, ибо, лишившись трех граммов железа в своем теле и в крови, он бы прекратил свое существование раньше, чем развернулись бы нарисованные события. Потерять все железо - пять тысячных процента своего веса - было бы для него смертью!” Эту картину нарисовал академик А.Е. Ферсман.

Ученые предполагают, что первое железо, попавшее в руки человека, было метеоритного происхождения. Не случайно на некоторых древних языках железо именуется “небесным камнем”. Уже в древности из этих небесных тел, поскольку они были прочными и твердыми, изготавливались различные предметы. Изменялась и стоимость железа. Когда начался железный век, этот металл ценился дороже золота. В “Одиссее” говорится, что победителю игр, устроенных Ахиллесом, была назначена награда: кусок золота и кусок железа. Но с развитием металлургии стоимость железа неуклонно снижалась, а его роль в жизни человеческого общества все больше возрастала. Очевидно, железный век длится и по сей день, т.к. более 90% всех используемых человеком сплавов – это сплавы на основе железа. Одной из самых почетных профессий во все времена считалась профессия кузнеца. Чистое железо способно быстро намагничиваться и размагничиваться, поэтому его применяют для изготовления трансформаторов, электромоторов, мембран микрофонов. Основная масса железа используется в виде сплавов – чугуна и стали.

Железо – это биогенный элемент. Оно играет важную роль в жизни практически всех организмов, за исключением некоторых бактерий. При недостатке железа в растениях понижается образование хлорофилла, что нарушает процесс фотосинтеза. Железо входит в состав гемоглобина, миоглобина, различных ферментов и других сложных белковых комплексов, которые находятся в печени и селезенке. Железо стимулирует функцию кроветворных органов. В организм железо поступает вместе с пищей. У человека и животных при недостатке железа развивается анемия (малокровие). Как правило, поступающего с пищей железа вполне достаточно, но в некоторых случаях (анемия, а также при донорстве крови) необходимо применять железосодержащие препараты и пищевые добавки (гематоген, ферроплекс).

Ведущий. От металла-труженика перейдем ко 2-й странице устного журнала, она называется “Древнейший и заслуженный”. Речь пойдет о красном металле - меди.

2-йученик.С медью человек познакомился примерно 6-7 тыс. лет тому назад, когда полированный камень с хорошо приделанной рукояткой стал заменяться орудием из меди, а затем и из бронзы. Знакомство человека с медью и бронзой ознаменовано в истории культуры человеческого общества началом медного и бронзового века. Богатые месторождения меди находятся на Урале, в Казахстане, Закавказье, Сибири, Заполярье, США, Чили, Перу, Канаде, ЮАР, Замбии. Несметные сокровища волшебных камней-самоцветов таят в себе недра седого Урала. Но, пожалуй, ни с одним из них не связано столько легенд и сказаний, как с малахитом. Воспетый П.П. Бажовым, этот чудесный, зеленый камень с неповторимым узором золотые руки мастеров-камнерезов превращали в изумительные по красоте изделия.

Быть может, не все знают, что малахит является одним из минералов меди - металла, с которым неразрывно связана вся история цивилизации.

Пластичная красавица, с трудом она расплавится,
Имеет желто-красный цвет
И знает сплавов главных рецепт,
И в медный век, и в бронзовый –
С давних пор медь – госпожа,
Дана для памятников и скульптур
Она на долгие года.

Медь – главный металл электротехники. Около 50% получаемой меди используется в электротехнической промышленности, остальная медь применяется в машиностроительном деле, для изготовления химической аппаратуры (холодильники, вакуум-аппараты, котлы, змеевики и т.д.), расходуется на изготовление сплавов на базе цветных и черных металлов, синих и зеленых красок, препаратов для борьбы с вредителями сельского хозяйства и в медицине.

В XII и XIII вв. в России медь потреблялась главным образом на изготовление колоколов, монет, домашней утвари, а несколько позднее – в кораблестроении и пушечном деле. Русские мастера достигли изумительных успехов. Знаменитый Царь-колокол, отлитый из бронзы Иваном Федоровичем и Михаилом Ивановичем Маториными, весил 12327 пудов. Вес этого колокола был в 3 раза больше веса колокола, находившегося в Киото (Япония), и почти в 4 раза больше пекинского колокола, которые считались в то время самыми большими в мире.

Другим ярким историческим примером, свидетельствующим о широком использовании бронзы в средние века, является Царь – пушка, отлитая в 1586 г. Она сохранилась до наших дней и поражает своими размерами: диаметр ствола – 89 см, общая длина – свыше 5 м, вес – 2400 пудов. Творцом этой замечательной пушки был русский литейщик Андрей Чохов.

А знаете ли вы, что из представителей животного мира наибольшие количества меди содержат осьминоги, каракатицы, устрицы и некоторые другие моллюски. В крови ракообразных и головоногих медь играет ту же роль, что железо в крови других животных.

У человека медь содержится главным образом в мозге и печени. Ежедневная потребность человеческого организма - примерно 0,005 г этого элемента. При недостаточном поступлении меди с пищей у человека развивается малокровие, появляется слабость. При соприкосновении с кожей медь снимает воспалительные процессы, успокаивает боль, оказывает местное бактерицидное воздействие, стимулирует защитные силы организма, помогает избежать инфекционных заболеваний и рассасывает доброкачественные опухоли. Также медь хорошо действует на сердечно-сосудистую систему, предупреждает тромбофлебит и излечивает многие хронические болезни. В Сирии и Египте новорожденным для профилактики рахита и эпилепсии надевают медные браслеты.

Иду на мелкую монету,
В колоколах люблю звенеть,
Мне ставят памятник за это
И знают: имя мое – медь!

Ведущий. Давно стал достоянием истории медный век, но человек не расстается с медью - своим старым и преданным другом. А мы перейдем к 3-й странице устного журнала, которая называется “Серебряная вода”.

2-й ученик. Свыше двухсот лет назад Ломоносов дал простое и ясное определение понятия “металл”. Он писал: “Металлы - тела твердые, ковкие, блестящие”. Лишь один металл является исключением из общего правила, он находится и жидком состоянии. Вы, конечно, догадались, что это ртуть? Название “серебряная вода” - это перевод латинского названия ртути - гидраргирум.

Ртуть - самая тяжелая из всех известных жидкостей: ее плотность 18,6 г/см 3 . Это значит, что литровая бутылка ртути весит больше, чем ведро с водой (больше 13 кг).

Ртуть известна еще с древних времен. Мало распространена в природе, в основном встречается в виде минерала киновари. Древние китайцы называли главную руду ртути киноварь “кровью дракона”. Ртуть играла видную роль у алхимиков в их безнадежных поисках способа превращения неблагородных металлов в золото, они называли ртуть меркурием.

Ртуть испаряется при комнатной температуре, пары ее очень ядовиты! Поэтому следует соблюдать особую осторожность при работе с ртутью и ртутными приборами, особенно термометрами. Ее используют для изготовления барометров, манометров и специальной научной аппаратуры. Сплавы ртути с другими металлами называются амальгамами. Амальгамы серебра, золота и олова применяются в стоматологии. Ртуть используется как катализатор в органическом синтезе, для производства ламп дневного света, кварцевых ртутных ламп и т.д. Широкое применение находят соединения ртути: цианат ртути (гремучая ртуть) – как взрывчатое вещество для детонаторов; иодид ртути – в качестве бактерицидного вещества; сульфид ртути (киноварь) – как краска красного цвета; хлорид ртути (I) (каломель) – для изготовления каломельного электрода и как катализатор; хлорид ртути (II) (сулема) – как дезинфицирующее вещество в медицине, в сельском хозяйстве для протравливания семян, в фотографии, для крашения тканей, как катализатор в органическом синтезе и т.д. (Сулема – сильнейший яд!)

Ведущ и й. Познакомившись с “серебряной водой”, мы откроем 4-ю страницу, которая называется “Погубивший Рим”.

4-й ученик. Всем известно, что Рим спасли гуси. Бдительные птицы своевременно заметили приближение неприятельских войск и резкими криками сигнализировали об опасности. А вот что погубило Рим?

Некоторые американские ученые-токсикологи считают, что в падении Рима повинно отравление жителей свинцом. По их мнению, использование посуды, оправленной в свинец, и свинцовых косметических средств обусловило быстрое вымирание римской аристократии, средняя продолжительность жизни которой не превышала 25 лет. Люди же низших сословий, хоть и не имели дорогой посуды, пользовались знаменитым водопроводом, трубы которого были сделаны из свинца.

Разумеется, не только свинец был виноват в том, что империя чахла, существовали более серьезные причины. И все же доля истины в рассуждениях американских ученых есть: обнаруженные при раскопках останки древних римлян содержат большие количества свинца.

Свинец используют для изготовления защитных оболочек электрических кабелей, оборудования для производства серной кислоты. Сплавы свинца идут на изготовление подшипников, аккумуляторов, применяют как основу для изготовления типографского металла. Свинец хорошо поглощает гамма-излучение и используется для защиты от него при работе с радиоактивными веществами (свинцовые экраны и т.д.).

Широкое применение находят оксиды свинца: оксид свинца (II) PbO – для изготовления ячеек аккумуляторных пластин, некоторых сортов свинцового стекла; Pb 3 O 4 – сурик – в стекольной промышленности, как пигмент при приготовлении масляных красок, защищающих железные и стальные конструкции от коррозии; диоксид свинца PbO 2 – в свинцовых аккумуляторах.

Разнообразно применение различных солей свинца: основной карбонат свинца – свинцовые белила – как белый пигмент в производстве красок; хромат свинца – желтый крон – в качестве пигмента; тетраэтилсвинец – добавляют к бензину для предотвращения детонации в автомобильных двигателях.

Ведущий. А знаете ли вы, что вплоть до XVII в. свинец нередко путали с оловом? Олово называли Plumbum album (свинец белый), а свинец - Plumbum nigrum (свинец черный). Сколько интересных историй связано с оловом! Давайте откроем 5-ю страницу устного журнала, которая посвящена олову и называется “Металл, болеющий... чумой”.

5-й ученик. В 1910 г. английский полярный исследователь капитан Роберт Скотт снарядил экспедицию, целью которой было достичь Южного полюса. Много трудных месяцев передвигались отважные путешественники по снежным пустыням антарктического материка, оставляя на своем пути небольшие склады с продуктами и керосином - запасы на обратную дорогу.

В начале 1912 г. экспедиция, наконец, достигла Южного полюса, но оказалось, что на месяц раньше здесь побывал норвежский путешественник Р. Амундсен. Однако главная беда поджидала Р. Скотта на обратном пути. На складах, которые они оставили, не оказалось керосина, он весь вытек. Продрогшим людям нечем было согреться и неначем было приготовить пищу. Вскоре Роберт Скотт и его друзья погибли. В чем же крылась причина исчезновения керосина? Почему тщательно подготовленная экспедиция закончилась трагически? Причина оказалась простой: жестяные банки с керосином были запаяны оловом, а на морозе олово “заболевает”: блестящий металл превращается в серый порошок. Это явление, называемое “оловянной чумой”, и сыграло роковую роль в судьбе экспедиции.

Олово широко применяется для нанесения защитных покрытий (лужения) на железо, иногда на медь и др. 40% олова используется для покрытия им изделий из железа, соприкасающихся с продуктами питания, например, консервных банок. Олово рекомендуется для лечения диабета, астмы, респираторных инфекций, анемии, а также кожных, легочных заболеваний и болезней, связанных с застаиванием жидкости в организме.

Большое количество олова используется в виде сплавов с другими металлами. Основной сплав олова с медью – бронза, известный еще с древних времен. Из бронзы отливают памятники. Сплав олова с сурьмой и медью идет на изготовление подшипников, сплав олова со свинцом применяется для пайки в качестве припоя, сплав, состоящий из 75% олова и 25% свинца, идет на изготовление оловянной посуды. Сульфид олова SnS 2 используют как краску для позолоты дерева (сусальное золото).

Ведущий. Иногда олово называют за серебристо-белый цвет и блеск “соперником серебра”. Вот и книга об олове так и называется “Соперник серебра”. Теперь мы познакомимся с самим серебром - одним из представителей благородных металлов. Следующую, 6-ю страницу назвали “Мерило стоимости”.

6-й ученик. Знаете ли вы, как и когда родился на свет рубль? Рубль появился в XIII в. - удлиненный брусок серебра, весивший примерно 200 г. Предполагают, что из серебра отливали длинный и узкий слиток, а затем зубилом рубили его на части - гривны. Эти гривны и называли рублевыми, или просто рублями. Позднее стали чеканить деньги, а в XVI в. была создана единая для всего Русского государства денежная система. В то время в России ходили серебряные деньги. Серебра своего не было, его закупали за границей (русские монеты отливали из иностранных монет). Серебро издавна применяли и в ювелирном деле: из него изготовляли пудреницы, портсигары, табакерки, чайные и столовые сервизы и другие предметы роскоши.

С тех пор как в 1839 г. французский художник и изобретатель JI.Ж. Дагер разработал способ получения изображения на светочувствительных материалах, серебро неразрывно связало свою судьбу с фотографией. С середины XIX в. и по сей день серебро используется для производства зеркал. Многие применения серебра связаны с тем, что оно “самый-самый” металл: самый тепло- и электропроводный, имеющий самый высокий металлический блеск, один из самых пластичных.

Серебром покрывают поверхность электрических контактов в радиоприемниках, телевизорах, музыкальной и видеоаппаратуре. Серебро используется в качестве катализатора в органическом и неорганическом синтезе. Ионы серебра уничтожают бактерии и даже в незначительной концентрации стерилизуют питьевую воду. В медицине используют коллоидные растворы серебра, стабилизированные специальными добавками, - колларгол, протаргол и др., оказывающие эффективное антисептическое действие – для дезинфекции слизистых оболочек. По индийской традиции, тонкие полоски серебра постоянно употребляют с пищей для предупреждения кишечных инфекций.

Из-за своей мягкости серебро применяют в основном в виде сплавов: сплавы с медью применяют для изготовления ювелирных изделий, монет, лабораторной посуды; сплав с никелем – для изготовления серебряно-никелевых аккумуляторов.

Разнообразно использование солей серебра: нитрат серебра – ляпис – в производстве фотоматериалов, для изготовления зеркал, в гальванотехнике, в медицине, для изготовления несмываемых чернил.

А знаете ли вы, что название одной из стран Южной Америки - Аргентины - связано с серебром? Что в XVIII в. ходили фальшивые деньги, которые были ценнее настоящих, так как содержали больше серебра, чем государственные.

Быть символом не каждому дано,
Но именем моим не без причины
Назвали руки, дождь, тельца, руно,
Сечение и мнений середину.
И в честь меня был назван даже век,
Когда был очень счастлив человек.
Что нынче в имени моем? А встарь
Считали все, что я – металлов царь.

И последний металл, с которым тесно связана история развития человечества, - золото. 7-я страница устного журнала называется “Царь металлов - металл царей”.

7-й ученик. Золото! Ни один другой металл не играл столь зловещей роли в многовековой истории человечества. За право владеть им велись кровопролитные войны, уничтожались целые государства и народы, совершались тяжкие преступления. Много горя, страданий и мук принес людям этот красивый желтый металл... История золота - это история цивилизации. Первые крупицы этого металла попали в руки людей несколько тысячелетий назад, и тогда же он был возведен человеком в ранг драгоценного.

Средние века ознаменовались пышным расцветом алхимии, ставшей повальным увлечением, которому отдавались и стар, и млад. Попытки превратить в золото другие металлы предпринимались с давних пор, но никогда прежде они не носили столь массового характера.

Чистое золото очень мягкий и пластичный металл. Кусочек его величиной со спичечную головку можно вытянуть в проволоку длиной более трех километров или расплющить в прозрачный голубовато-зеленый лист площадью 50 м 2 . Если царапнуть ногтем по чистому золоту, на нем останется след. Поэтому золото, идущее на ювелирные изделия, обычно содержит добавки меди, серебра, никеля и других металлов, придающих ему прочность.

Одно из самых важных свойств золота - исключительная химическая стойкость. На его не действуют ни кислоты, ни щелочи. Лишь грозная “царская водка” способна растворить золото. Купола церквей золотили из-за химической стойкости и простоты механической обработки золота. Современная космическая техника использует контактные сплавы золота с палладием, платиной, вольфрамом, цирконием и т.д. Золото и его сплавы стали конструкционным материалом не только для миниатюрных радиоламп и контактов, но и для гигантских ускорителей элементарных частиц. Золото в сплавах с серебром или медью применяется для изготовления зубных протезов. В медицинской практике применяются органические и неорганические соединения золота, радиоактивные изотопы золота для лечения ряда заболеваний, в том числе и онкологических.

Этот драгоценный металл улучшает эластичность кожи, замедляет ее старение. Золото входит в состав препаратов, которыми лечат кожные болезни, артриты, а также другие ревматические и аутоиммунные заболевания. Медики объясняют, что золотосодержащие лекарства блокируют белок, который отвечает за эти болезни. Для сохранения молодости золото применяется и в пластической хирургии.

Ведущий. Таким образом, сегодня мы с вами познакомились с областями применения, основанными на важнейших свойствах металлов, интересными историями, связанными с ними.

Итак, давайте еще раз посмотрим, о каких металлах сегодня мы вели разговор.

Медь, серебро, золото, железо, свинец, олово и ртуть – это те металлы, с которыми древний человек познакомился раньше других.

Конечно, сейчас на нашей планете с металлами могут конкурировать пластмассы, но, несмотря на это, роль металлов в важных областях промышленности, а также жизнедеятельности человека никогда не уменьшится.

Металлы разные на свете,
И знать о них должны и взрослые, и дети.
Одни здоровье и покой наш берегут,
Другие к могуществу страну ведут…
Везде металлы на планете: и там, и тут,
И новые истории о них вас ждут…

(Внеклассное мероприятие сопровождается показом презентации)

Литература

Аликберова Л.Ю. Занимательная химия. – М.: “АСТ-ПРЕСС”, 2002. - 560 с.
Енякова Т.М. Внеклассная работа по химии. – М.: Дрофа, 2005. – 173 с.
Ивич А. 70 богатырей. – М.: “Детская литература”, 1986.
Популярная библиотека химических элементов. – М.: Издательство “Наука”, 1977. 2 т.
Химия. Справочник школьника. – М.: Филологическое общество “Слово”, 1995.
Геригановская Е.В. Путешествие по стране “Металлы” // Химия, № 4-2012, с. 39-40.
Данина Е.Н. Металлы на страже здоровья.// Химия, №12-2010, с. 45-46.
Ледовская Е.М. Урок