Загибель експедиції. - "Олов'яна чума". - Жарти російської зими. - Пропажа гудзиків. - У всьому винні відьми. - Атоми розташовуються вільніше. - "Вакцина" проти "чуми". - "Олов'яний крик". - Конкурентів немає. - Секрет саксонців. - Банки в лазні. - Доля олов'яного солдатика. - Гефест споряджає Ахілла. - "У маленькій Мері ..." - Висока температура? - Твердий чи м'який? - Гроші ацтеків. - Юлій Цезар може підтвердити. - Король був неправий. - Руда в "упаковці". - Вагомий експонат. - На вічне поселення. - Пошуки в Святому Носі? - Еталон Лондонської біржі. - Скляна стрічка. - Пастка для сонця. - Провал "банківської операції".
У 1910 році англійський полярний дослідник капітан Роберт Скотт спорядив експедицію, метою якої було дістатися до Південного полюса, де в той час ще не ступала нога людини. Багато важких місяців просувалися відважні мандрівники по сніжних пустелях антарктичного материка, залишаючи на своєму шляху невеликі склади з продуктами і гасом - запаси на зворотну дорогу. На початку 1912 року експедиція, нарешті, досягла Південного полюса, але до свого великого розчарування Скотт виявив там записку: з'ясувалося, що на місяць раніше тут побував норвезький мандрівник Руаль Амундсен. Але головна біда чекала Скотта на зворотному шляху. На першому ж складі не виявилося гасу: бляшанки, в яких він зберігався, стояли порожні. Втомлені, змерзлі й голодні люди не могли зігрітися, їм не на чому приготувати їжу. Насилу добралися вони до наступного складу, але й там їх зустріли порожні банки: весь гас витік. Будучи не в силах чинити опір полярному холоді і страшним буранам, що вибухнула в той час в Антарктиді, Роберт Скотт та його друзі незабаром загинули.
У чому ж полягала причина таємничого зникнення гасу? Чому ретельно продумана експедиція закінчилася так трагічно? Яку помилку допустив капітан Скотт?
Причина виявилася проста. Жерстяні банки з гасом були запаяні оловом. Повинно бути, мандрівники не знали, що на морозі олово "захворює": блискучий білий метал спочатку перетворюється в тьмяно-сірий, а потім розсипається в порошок. Це явище, зване "олов'яною чумою", і зіграло фатальну роль у долі експедиції.
А адже схильність олова "захворюванню" на холоді була відома задовго до описаних подій. Ще в середні століття володарі олов'яного посуду помічали, що на морозі вона покривається "виразками", які поступово розростаються, і в кінці кінців посуд перетворюється в порошок. Причому варто було "простудившейся" олов'яної тарілці доторкнутися до "здорової", як та незабаром теж починала покриватися сірими плямами і розсипалася.
В кінці минулого століття з Голландії в Росію був відправлений поїзд, завантажений брусками олова. Коли в Москві відкрили вагони, в них виявили сірий ні на що не придатний порошок - російська зима зіграла з одержувачами олова злий жарт.
Приблизно в ці ж роки в Сибір попрямувала добре споряджена експедиція. Здавалося, все було передбачено, щоб сибірські морози не завадили її успішної роботи. Але одну помилку мандрівники все ж допустили: вони взяли з собою олов'яну посуд, яка незабаром вийшла з ладу. Довелося вирізати ложки і миски з дерева. Лише тоді експедиція змогла продовжити свій шлях.
На початку XX століття у Петербурзі на складі військового обладнання сталася скандальна історія: під час ревізії до жаху інтенданта з'ясувалося, що олов'яні ґудзики для солдатських мундирів зникли, а ящики, у яких вони зберігалися, доверху заповнені сірим порошком. І хоча на складі був лютий холод, горе-интенданту стало жарко. Ще б пак: його, звичайно, запідозрять у крадіжці, а це нічого, крім каторжних робіт, не обіцяє. Врятувало бідолаху висновок хімічної лабораторії, куди ревізори направили вміст ящиків: "Прислане вами для аналізу речовина, безсумнівно, олово. Очевидно, в даному випадку мало місце явище, відоме в хімії під назвою "олов'яна чума"".
Які ж процеси лежать в основі цих перетворень олова? У середні століття неосвічені церковники вважали, що "олов'яна чума" викликається наговорами відьми, і тому багато ні в чому не винні жінки були спалені на "очисних" вогнищах. З розвитком науки безглуздість таких тверджень ставала очевидною, але знайти справжню причину "олов'яної чуми" вчені ще довго не могли.
Лише після того, як на допомогу металловедам прийшов рентгенівський аналіз, що дозволив заглянути всередину металів і визначити їх кристалічну будову, вдалося повністю реабілітувати "відьом" і дати справді наукове пояснення цього загадкового явища. Виявилося, що олово (як, втім, і інші метали) може мати різні кристалічні форми. При кімнатній і більш високій температурі найстійкішою модифікацією (різновидом) є біле олово - в'язкий, пластичний метал. При температурі нижче 13°С кристалічна решітка олова перебудовується так, щоб атоми розташувалися в просторі менш щільно. Утворюється при цьому нова модифікація - сіре олово - вже втрачає властивості металу і стає напівпровідником. Внутрішні напруги, які виникають в місцях контакту різних кристалічних решіток, призводять до того, що матеріал тріскається і розсипається в порошок. Одна модифікація переходить в іншу тим швидше, чим нижча навколишня температура. При -33°С швидкість цього перетворення досягає максимуму. Ось чому сильні морози так швидко і безжально розправляються з олов'яними виробами.
Але ж олово широко застосовують для пайки радіоелектронної (особливо напівпровідникової) апаратури, для полуди проводів і різних деталей, разом з якими воно потрапляє і в Арктику, і в Антарктиду, і в інші холодні місця нашої планети. Значить, всі ці прилади, в яких використано олово, швидко виходять з ладу? Зрозуміло, немає. Вчені навчилися робити олову "щеплення", що забезпечують металу імунітет проти "олов'яної чуми". Підходить для цієї мети "вакциною" служить, наприклад, вісмут. Атоми вісмуту, поставляючи додаткові електрони в решітку олова, стабілізують його стан, що повністю виключає можливість "захворювання".
Чисте олово володіє цікавим властивістю: при вигині прутків або пластинок цього металу чути легкий тріск - "олов'яний крик". Цей характерний знак виникає внаслідок взаємного тертя кристалів олова при їх зміщення і деформації. Сплави ж олова з іншими металами в подібних ситуаціях, як кажуть, тримають язик за зубами.
Майже половина всього видобутого у світі олова витрачається сьогодні на виробництво білої жерсті, що використовується головним чином для виготовлення консервних банок. Тут повною мірою проявляються цінні якості металу: його хімічна стійкість по відношенню до кисню, води, органічних кислот і, разом з тим, повна нешкідливість його солей для людського організму. Олово чудово справляється з цією роллю і практично не знає конкурентів. Не випадково його називають "металом консервної банки". Завдяки найтоншому оловянному шару, що покриває жесть, люди мають можливість довго зберігати мільйони тонн м'яса, риби, фруктів, овочів, молочних продуктів.
Перш для нанесення олов'яного покриття застосовували гарячий спосіб, при якому очищений і знежирений лист заліза занурювали в розплавлене олово. Якщо ж треба було полудить одну сторону аркуша, її очищали, нагрівали і натирали оловом. Зараз цей спосіб вже зданий в архів, а на зміну йому прийшло лудіння в гальванічних ваннах.
Історії техніки відомий приклад промислового шпигунства, пов'язаний з виробництвом білої жерсті. У другій половині XVII століття Англія, маючи і залізом, оловом, проте змушена була купувати білу жерсть, оскільки англійські железодельцы не знали секрет її виготовлення. До того часу металурги Саксонського князівства вже більше ста років вміли лудити тонкі залізні листи і їх продукція йшла, в багато країн. Розкрити таємницю німецьких майстрів було доручено в 1665 році якомусь Ендрю Яррантону. Через кілька років він так описував мети своєї "творчої відрядження" вийшов у світ трактат "Способи зміцнення Англії на морі і на суші": "Мені надали достатню суму грошей, щоб покрити витрати на подорож туди, де роблять листи білої жерсті. Звідти я повинен був привезти мистецтво її виготовлення". Візит в Саксонію виявився успішним, і незабаром англійські промисловці вже могли похвалитися відмінною білою бляхою власного виробництва.
Але знову перенесемося на три століття вперед і подумки уявімо собі гору з сотень мільярдів консервних банок, щорічно випускаються в наш час у всіх країнах світу. Поруч з цією спорудженої фантазією консервної горою гігант Еверест, мабуть, виглядав би не більш ніж скромний горбик. Рано чи пізно порожня бляшанка потрапляє на сміттєзвалище, однак олову (а в кожній банці його приблизно півграма) не загрожує бути тут навіки похованим: людина піклується про те, щоб отримати цінний метал і знову використовувати його для своїх потреб.
Зібрані бляшанки прямують у спеціальну установку, де під дією лугів і електричного струму залізо змушений знімати олов'яну сорочку. З цієї своєрідної "лазні" виходять очищена жерсть і світлі олов'яні злитки - вони готові знову перетворитися в консервні банки.
Характерна особливість олова - його легкоплавкість. Пам'ятаєте, як в казці Ганса Крістіана Андерсена миттєво розтанув у вогні стійкий олов'яний солдатик, коли злої волі він опинився в грубці?
Завдяки порівняно низькій температурі плавлення цей метал здобув репутацію основного компонента припоїв і легкоплавких сплавів. Цікаво відзначити, що сплав олова (16%) з вісмутом (52%) і свинцем (32%) може розплавитися навіть в окропі: температура плавлення цього сплаву всього 95°С, у той час як його складові плавляться при значно більш високій температурі: олово - при 232°С, вісмут - при 271 °С, а свинець - при 327°С. Ще більш охоче переходять у рідкий стан сплави, в яких олово служить добавкою до галію та індію: відомий, наприклад, сплав, плавящийся вже при 3°С. Сплави такого типу застосовують в електротехніці як запобіжники.
Хороші ливарні властивості, ковкість, красивий сріблясто-білий колір відкрили перед оловом двері декоративно-прикладного мистецтва. Ще в Стародавній Греції та Стародавньому Єгипті з нього виконували прикраси, напаяні на інші метали. Гомер розповідає в "Іліаді", як давньогрецький бог вогню і ковальства Гефест, выковав для героя Ахілла щит, завдав на нього малюнок з олова. Пізніше, приблизно в XIII столітті, в Європі з'явилися олов'яні блюда, чаші, кубки, церковне начиння та інші вироби з рельєфними зображеннями.
Олово - один з небагатьох матеріалів, використовуваних для виготовлення органних трубок: вважається, що цей метал надає звуку силу і чистоту. Зі звуком пов'язана і інша рядок з біографії олова: у 1877 році знаменитий американський винахідник Томас
Алва Едісон з допомогою створеного ним фонографа вперше записав на олов'яній фользі, покритої шаром воску, а потім відтворив слова, що ввійшли в історію звукозапису: "У маленькій Мері був маленький ягня".
З давніх пір олово - важлива складова різних бронз, друкарських сплавів, баббитов (таку назву отримали винайдені ще в 1839 році американцем Бабітом підшипникові сплави, здатні стійко чинити опір стиранню).
У техніці широко застосовуються і численні хімічні сполуки олова. Вони служать протрави при фарбуванні бавовни і шовку, надають фарфору і скла червоні відтінки, виступають у ролі золотистої фарби, при необхідності створюють щільні димові завіси. Органічні сполуки цього елемента роблять тканини водовідштовхувальними, запобігають гниття деревини, знищують комах-шкідників. Але, мабуть, з усіх сполук олова найбільшу популярність в техніці придбав його станнид, який переходить в надпровідний стан при порівняно високій температурі: якщо більшість металів, сплавів, з'єднань втрачає всякий опір електричному струму лише поблизу абсолютного нуля, то станнид ніобію безперешкодно пропускає струм вже при 18 До (або -255°С).
Початок знайомства людини з оловом губиться в глибині століть. Спочатку олово застосовували лише в союзі з міддю: сплав цих металів, що зветься бронзою, був відомий задовго до початку нашої ери. Бронзові знаряддя були значно твердіше і міцніше мідних. Мабуть, цим і пояснюється латинська назва олова "станнум" - від санскритського слова "ста" - твердий, стійкий. Саме ж олово в чистому вигляді - м'який метал, зовсім не виправдовує свою назву. Час узаконила цей історичний парадокс, і металурги сьогодні легко обробляють податливе олово, не підозрюючи, що мають справу з "твердим" матеріалом.
Вироби з бронзи були знайдені при розкопках поховань, зроблених майже шість тисячоліть тому. Пліній Старший, говорячи про дзеркалах, стверджував, що "найкращі з відомих нашим прабатькам були зроблені в Брундизие із суміші міді і олова".
Встановити точно період, коли людське суспільство стало використовувати олово в чистому вигляді, досить важко. В одній з єгипетських могил, що відноситься до епохи XVIII династії (середина першого тисячоліття до нашої ери), знайдено кільце і пляшка з олова, які вважаються найбільш ранніми олов'яними виробами. У працях грецького історика Геродота (V століття до н.е.) ми знаходимо згадку про олов'яних покриттях, оберігають залізо від іржі.
В одній із стародавніх фортець перуанських індіанців інків вчені виявили чисте олово, призначена, мабуть, для одержання бронзи: мешканці цієї фортеці славилися як чудові металурги і вправні майстри з виготовлення бронзових виробів. Повинно бути, інки не використовували олово в чистому вигляді, так як у фортеці не вдалося знайти жодного олов'яного вироби.
Іспанський конкістадор Ернан Кортес, на початку XVI століття завоював Мексику, писав: "Кілька невеликих шматочків олова були знайдені у тубільців провінції Такско у вигляді дуже тонких монет; продовжуючи пошуки, я виявив, що в цій провінції, а також у багатьох інших, воно використовувалось в якості грошей..."
У середині 20-х років в Англії проводилися розкопки біля старовинного замку, який був побудований в III столітті до н.е. Археологам вдалося знайти плавильні ями, а в них - шлак, що містить олово. Це означало, що тут більше двох тисяч років тому була розвинена олов'яна промисловість. До речі, і Юлій Цезар у своїй книзі "Коментар з приводу Галльської війни" згадує про виробництві олова в деяких районах Британії.
У 1971 році відбулася посмертна реабілітація 94 англійських карбувальників монет, які були засуджені... 847 років тому. Ще в 1124 році король Генріх I звинуватив робочих свого монетного двору в шахрайстві: хтось доніс йому, що при карбування срібних монет в метал додають занадто багато олова. Королівський суд був швидкий, і суворий вирок - відрубати праву руку злочинцям - придворні кати тут же привели у виконання. І ось через вісім з половиною століть один з оксфордських вчених, подвергший злощасні монети ретельному аналізу за допомогою рентгенівських променів, прийшов до твердого висновку: "Монети містять дуже мало олова. Король був неправий".
З незапам'ятних пір основним джерелом олова служив мінерал каситерит, або олов'яний камінь. Ще задовго до нашої ери фінікійці споряджали свої кораблі до далеких Касситеридам - так називалися багаті олов'яної руди невеликі острови в Північній Атлантиці, поблизу Британських островів. У більш пізні часи центр світового видобутку олова перемістився на Малайський архіпелаг. З цим металом тісно пов'язана вся історія Малайзії, землі якої здавна славилися своїми олов'яними багатствами. Сучасна столиця цієї держави Куала-Лумпур (що в перекладі означає "гирло каламутної річки") - порівняно молодий красивий місто, що виник у другій половині минулого століття на місці, де китайські дослідники знайшли велике родовище олов'яної руди. Кожен, хто побував в Куала-Лумпурі, відвозить звідси сувенір з олова - вазочку, попільничку, підсвічник, зроблені умілими руками малайзійських майстрів.
Але іноді з цієї країни вивозять і зовсім інші "сувеніри", про що свідчить випадок, що стався на кордоні Малайзії та Сінгапуру. Ці країни пов'язані дамбою, що проходить через протоку Джохор. Проложенное по дамбі шосе завжди заповнене автомобілями. В один із днів до контрольно-пропускного пункту на малайзійській стороні під'їхав автопоїзд, завантажений величезними бетонними стовпами. Стовпи як стовпи, проте щось здалося митникам підозрілим, і вони вирішили "промацати" вантаж: наказали шоферові від'їхати в сторону, за допомогою автокрана зняли один із стовпів з машини і важкою кувалдою розкололи його на частини. І що ж? Професійне чуття не підвело працівників митниці: в кожній болванці знаходився металевий контейнер з олов'яним концентратом - бажаним сировиною для власників оловоплавильного заводу в Сінгапурі. Всього в бетонній "упаковці" було 127 тонн багатого концентрату. Іншого разу у величезній автоцистерні, яку називають тут "сухопутним танкером", замість пальмового масла, як стверджував водій, виявилося вісім з половиною тонн все того ж контрабандного концентрату.
Значні запаси олов'яних руд є і в Радянському Союзі - на Далекому Сході, в Забайкаллі, Казахстані. У музеї комбінату "Дальолово" в Уссурійську зберігається рідкісний за величиною зросток олов'яного каменю: він важить чи не півцентнера.
Кілька років тому в нашій країні був створений портативний переносний прилад гамма - резонансний оловоискатель. Щоб визначити вміст олова в руді з точністю до сотих часток відсотка, геологу, збройного таким приладом, потрібно всього кілька хвилин. Цінність приладу полягає ще й у тому, що він реагує тільки на каситерит і не звертає уваги на інший мінерал, що містить олово, - станнин, який в якості олов'яного сировини значно менше цікавить промисловість.
Велике відкриття було зроблено радянськими вченими, встановили, що своєрідним індикатором присутності олова в тому чи іншому геологічному районі може служити фтор. Численні аналізи і експерименти дозволили б відтворити картину рудоутворення відбувалося багато мільйонів років тому. У ті далекі часи олово, як з'ясувалося, перебували у вигляді комплексної сполуки, в якому неодмінно був присутній фтор. Поступово олово та його сполуки випадали в осад, утворюючи родовища, а його колишній компаньйон фтор залишався поблизу покладів олов'яних руд на вічне поселення. Це відкриття дозволяє визначати можливі райони залягання олова і навіть прогнозувати його запаси.
Геологи шукають каситерит не тільки на суші, але і під водою. Пошуки вже увінчалися успіхом: розсипи олов'яного каменю вдалося виявити на дні Японського моря в одній з бухт. Багаті їм і прибережні води морів Північного Льодовитого океану - Ванькина губа, акваторія мису Святий Ніс і інші райони. Велику допомогу морським рудознатцам надають аквалангісти. Та й самі геологи до своєї звичайної екіпіровці додали акваланг, без якого в шельфі Святого Носа не поколупатися.
Здобутий каситерит надходить на металургійні підприємства, де перетворюється в олово. У перші місяці Великої Вітчизняної війни з Підмосков'я в Новосибірськ був евакуйований оловокомбинат, який дав першу плавку вже на початку 1942 року. Тоді комбінат випускав лише чорне 85 %-ве олово, але і такий метал у той важкий час був дуже потрібен країні. Зараз сибірське олово високої чистоти (від перших букв цих слів утворена марка металу - ДВЧ), призначене для напівпровідникової промисловості, зареєстрована на Лондонській біржі в якості еталону, не превзойденного за якістю ні однією фірмою світу. Метал марки ДВЧ-000 містить 99,9995% олова, а метал ДВЧ-0000 ще чистіше: у ньому лише 0,0001 % домішок.
Дефіцитність олова змушує вчених і інженерів постійно шукати йому замінники. В той же час цей метал знаходить все нові області застосування. Американська фірма "Форд мотор" побудувала завод, на якому застосований цікавий метод виробництва безперервної широкої стрічки для віконного скла. Рідке скло з печі потрапляє у величезну, довжиною в декілька десятків метрів, ванну і тут розтікається по шару розплавленого олова. Оскільки металевий розплав має ідеально гладку поверхню, скло, остигаючи і тверднучи на ньому, теж стає абсолютно гладким. Таке скло не має потреби в шліфовці і поліровці, що істотно скорочує виробничі витрати.
Оригінальне скло, яке служить своєрідною пасткою для сонця, створили радянські вчені. Виглядає воно зовсім звичайне, але відрізняється від нього тим, що вкрите найтоншої плівкою оксиду олова. Ця невидима для ока плівка безперешкодно пропускає сонячне світло, але не дозволяє тепловим промінням переходити кордон у зворотному напрямку. Таке скло - знахідка для овочівників: в нагрітій сонцем за день теплиці вночі збережеться майже та ж температура, в той час як через звичайне скло теплові джоулі один за іншим до ранку без праці прослизнули б назовні. У нових теплицях рослини відчувають себе затишно, навіть якщо на вулиці стоїть десятиградусний мороз. Скло з олов'яним покриттям нагоді для різних сонячних нагрівачів та інших пристроїв, де енергія денного світила перетворюється в тепло.
Біографія олова буде неповною, якщо не розповісти про одного майже детективної історії зі щасливим кінцем, в якій цей метал зіграв далеко не останню роль.
...Друга світова війна підходила до кінця. Розуміючи, що найближче майбутнє не обіцяє нічого приємного, правителі "незалежної" Словацької держави, сфабрикованої Гітлером у 1939 році на території Чехословаччини, задумали щось заховати " на чорний день". Найпростіше, як їм здавалося, було запустити руки в золотий фонд, створений працею словацького народу. Однак група патріотів, які займали відповідальні банківські пости, вирішила не допустити цього. Частина золота була таємно переведена в швейцарський банк і блокована там до кінця війни на користь Чехословацької Республіки. Дещо вдалося переправити партизанам. Але частина золота все ж залишилася ще в сейфах Братиславського банку.
Один з ватажків маріонеткового уряду по секрету повідомив німецького посла в Братиславі про цінності, що зберігаються в броньованих підвалах, і попросив виділити солдатів для проведення банківської операції" по вилученню золота. Довелося, правда, брати третім компаньйоном ще й генерала військ СС, але зате в успіху грабежу можна було не сумніватися.
Есесівці оточили будівлю банку, і офіцер, погрожуючи службовцям розстрілом, наказав здати цінності. Через кілька хвилин ящики з золотом перекочували з сейфів в есесівські вантажівки. Ділки радісно потирали руки, не підозрюючи, що в ящиках зберігаються злитки "золота", завбачливо виготовлені директором Монетного двору... олова. А службовці банку ще раз перевірили замки на схованках, де зберігалося золото, і стали з нетерпінням чекати звільнення своєї країни від гітлерівських військ.
