Что является более тяжелым: золото или свинец?

Содержание

Что является более тяжелым: золото или свинец?

Практически всем, учащимся в школе, учителя химии рассказывали о невероятной плотности желтого металла. И большинство учеников спрашивало, что тяжелее золото или его собрат по таблице Менделеева – свинец? Она составляет порядка 19,3 грамма на один кубический сантиметр. Благодаря своему химическому составу, золото не вступает ни в какие реакции с окружающей средой.

Именно поэтому его так активно используют в стоматологии. Этот металл может быть не только желтого цвета. Это зависит от входящих в его состав компонентов. Однако в независимости от цвета изделия из этого металла пользуются невероятной популярностью.

Возникает вопрос, как плотность золота соотносится с плотностью других металлов? У какого элемента самая большая масса? На эти и многие другие вопросы сможет ответить данная статья.

Использование золота

Спрос на желтый металл определяет не только использование его в производстве украшений и увеличения золотовалютных запасов государства. Он также очень широко применяется еще во многих других направлениях.

В промышленности золото начали активно использовать из-за химических свойств. Им покрывают зеркала, работающие в дальнем инфракрасном диапазоне. Это особенно полезно при проведении всевозможных ядерных исследованиях. Также золото очень часто применяют для пайки компонентов из различных материалов.

Еще одной сферой применения является стоматология. Это связано не только с невозможностью вступления желтого металла в химическую связь с человеческим организмом, но и с невероятной коррозийной устойчивостью.

Фармакология также не может обойтись без использования этого удивительного желтого металла. Соединения золота сейчас активно используют в различных медицинских препаратах, спасающих от самых различных заболеваний.

Это не единственные сферы применения золота. Благодаря быстрому прогрессу появляется все больше необходимости использования содержания золота в технологических новинках. Из этого можно сделать вывод, что желтый металл – это не только атрибут роскоши, но и полезный технический инструмент, значение которого с каждым годом возрастает.

Серебро

Серебро, как и золото известно человечеству с давних времен. Оно используется не только при изготовлении ювелирных украшений, но и для производства посуды. Ранее серебро очень активно использовали при чеканке монет. И сегодня можно увидеть некоторые монеты, содержащие в себе немного серебра. При выборе драгоценного металла, нередко возникает вопрос, что же все-таки тяжелее золото или же другой драгоценный металл — серебро.

Плотность этого металла немного меньше, чем плотность свинца. Она равна 10,5 грамм на сантиметр кубический. Это говорит о том, что золото тяжелее серебра почти в два раза.

Кроме создания столового серебра и различных украшений, этот материал очень активно используют в промышленности, а также в сфере фотоиндустрии.

Серебро

Основными свойствами, благодаря которым этот элемент стал так широко применяться в промышленной сфере, являются отличная тепло- и электропроводность, отличная устойчивость к взаимодействию с окружающей средой, а также превосходные отражающие способности.

Быстро развивающийся технический прогресс заметно сократил использование серебра в фотоиндустрии. Это связано с тем, что благодаря внедрению современных технологий процесс производства и использования фототехники стал намного доступнее для большинства людей. Именно это и обеспечило сокращение использования серебра более чем в 3 раза.

Благодаря своим бактерицидным свойствам этот металл очень активно используется в медицине. В данный момент серебро используют для производства антибактериального пластыря, а также производства фильтров для очистки воды от вредных микроорганизмов.

Серебрянный нитрат

Свинец

Следует сказать, что плотность свинца почти в 10 раз меньше плотности благородного желтого металла. Чтобы осознать плотность свинца, следует сказать о том, что плотность березы или липы в 25 раз меньше. По таблице плотностей, свинец находится на 20 месте, а золото на седьмом. Из этого несложно сделать вывод о том, что желтый металл намного тяжелее своего оппонента.

Свинец

Данный элемент очень хорошо используется в производстве различных конструкций из металла, а также в медицинской сфере. Это связано с непропусканием лучей рентгеновского излучения. Широкое применение свинца в различных сферах связано еще с очень дешевой стоимостью этого металла. Его стоимость практически в два раза меньше стоимости алюминия. Еще одним плюсом выступает относительная легкость добычи данного материала, это обеспечивает огромное поступления предложения на мировой рынок.

Железо

Это один из самых древнейших металлов, известных человеку. Первые металлические изделия, согласно результатам археологических исследований, появились в четвертом тысячелетии до нашей эры. Железо намного дешевле желтого драгоценного металла. Это связано с большим содержанием в недрах железной руды. И как говориться в учебнике по экономики, чем больше спрос, тем меньше цена товара.

Железо

В отличие от золота, железо имеет несколько степеней окисления, и оно очень активно взаимодействует с окружающей средой. По запасам железных руд Россия занимает лидирующее положение в мире.

Следует сразу ответить на интересующий вопрос, что тяжелее, такой драгоценный металл как золото или же обычное железо. Для ответа на него потребуется посмотреть плотность металлов. Плотность драгметалла уже известна, найдем значение для железа. Она ровняется 7,844 граммам на сантиметр кубический. Из этого следует, что этот метал, при равном объеме не только легче золота, но и серебра и свинца.

Платина

Этот элемент был известен с незапамятных времен, однако в Европе, в чистом виде, он был получен в начале 19 века. Платина – это благородный металл, стоимость которого раньше в 2,2 раза превышает стоимость золота. Это было связано с очень малым количеством платины в мире. На один килограмм желтого металла приходится около 30 грамм платины. На данный момент времени стоимость золота заметно больше. Это связано с химическими и физическими свойствами металла.

Самородок платины

Платина — необычайной красоты бело-серебристый металл, который так же, как и золото занимает ведущее место среди металлов. Самой важной чертой данного металла является его прочность. Поэтому ювелирные изделия из платины не изнашиваются. В России существуют следующие пробы платины — 950,900, 850. Ювелирное изделие из платины содержит около 95% чистой платины, а изделие из золота — 750 пробы, 75% золота.

Благодаря высокому содержанию, этот металл практически невозможно поцарапать. Именно поэтому он так широко используется в промышленности. А вот с золотом совсем другая история. Еще одной причиной выступает тот факт, что все золотовалютные фонды стран состоят из золота. Это практика складывалась веками и теперь просто бессмысленно тратить десятилетия на реформирования хорошо работающей системы.

Платина в слитках

Удивительным считается тот факт, что платину, в определенный промежуток времени, считали отходами при добыче золота, которые сразу же выбрасывались.

Оценив плотность вышеуказанных металлов, захотелось узнать, что все-таки будет тяжелее, золото, которое останется непревзойденным лидером, или же платина. Плотность платины составляет 21,45 грамм на сантиметр кубический. Из этого можно сделать вывод о том, что платина тяжелее желтого металла. Поэтому ювелирное изделие из платины весит больше, чем из золота.

Самые тяжелые элементы

Выше была приведена плотность пяти элементов, из них самым тяжелым является платина. Однако это не самый тяжелый существующий на земле элемент. Плотность самого тяжелого элемента составляет 22,61 грамм на сантиметр кубический. Имя ему осмий.

Только и это не придел плотности. Правда, этот элемент был создан искусственно в 1984 году. Назвали его Хассий, его плотность почти в два раза больше плотности осмия.

Удивительно, но и это не придел. Существуют материалы во много десятков раз превышающие плотность Хассия. Однако они находятся в космическом пространстве. Вещество, содержащееся в белых карликах, может иметь плотность до 1000 тонн на кубический сантиметр. Это новость повергла в шок мировое сообщество.

Однако и это не предел. Нейтронные звезды содержат в себе вещество с плотностью около 500 миллионов тонн на кубический сантиметр. Эту цифру с легкостью может переплюнуть плотность черных дыр, однако, из-за трудностей проведения исследований, это только теоретически.

Топ 25 самых прочных и легких металлов на земле

Рейтинги

Самый прочный металлический сплав в мире

Платина + золото — самый твердый в мире сплав металлов

И сразу к сути научного достижения — ученые из Сандийской национальной лаборатории США разработали новый металлический сплав и назвали его самым прочным сплавом, когда-либо созданным учеными в лабораториях по всему миру. Недавно разработанный материал, изготовленный из комбинации платины и золота, по оценкам, в 100 раз прочнее высокопрочной стали, что делает его первым металлическим сплавом в том же классе, что и алмазные поверхности.

Как производят металлы?

Металлы добываются из руд. Для определения их вкладов используются различные сложные методы и системы расчетов. Производство металлов осуществляется в несколько этапов:

  1. Разработка рудного месторождения. Он может быть открытым или закрытым. Иногда методы добычи комбинируются. Метод открытого разреза менее опасен.
  2. Очистка руды. Этот процесс осуществляется для извлечения полезных компонентов (рудного концентрата), которые будут использоваться в дальнейшем производстве.
  3. Добыча металла. Осуществляется с использованием электролитических или химических методов восстановления.
  4. Выплавка металлов. Это достигается в технологических печах, где сырье нагревается до повышенной температуры. Кроме того, используется восстановитель.

Разработка рудного месторождения (Фото: Instagram / polyus_official)

Характеристика металлов

Металлы — это группа из более чем 90 простых веществ из периодической таблицы Менделеева. Они редко встречаются в природе в чистом виде, поэтому чаще всего их добывают из руд. Это название, данное типу минерала, который представляет собой комбинацию нескольких химических компонентов, таких как минералы и те же металлы. Металлы характеризуются несколькими свойствами, которые используются для их классификации по группам:

  • Твердость — сопротивление проникновению в материал другого, более твердого тела;
  • твердость — сопротивление разрушению при воздействии внешней нагрузки;
  • упругость — изменение формы материала под действием внешних сил и его восстановление после прекращения действия этих сил;
  • пластичность — изменение формы материала под влиянием внешнего воздействия и ее восстановление после устранения этого воздействия
  • Стойкость к истиранию — сохранение внешнего вида и физических свойств материала после сильного трения
  • Вязкость — способность материала растягиваться под воздействием внешних сил;
  • Усталость — способность материала выдерживать повторяющиеся нагрузки;
  • Термостойкость — устойчивость к окислительным процессам при нагревании до высоких температур.

Недавно ученые создали улучшенный алюминиевый сплав 6063, который уничтожает бактерии. Считается, что его можно использовать для изготовления дверных ручек в больницах и других общественных местах.

Таблица предела прочности металлов

МеталлНазначениеПрочность, МПа
ВестиPb18
ОловоSn20
КадмийCd62
АлюминийАль80
БериллийБудьте140
МагнийMg170
МедьCu220
КобальтCo240
ЖелезоFe250
НиобийNb340
НикельNi400
ТитанTi600
МолибденMo700
ЦирконийZr950
ВольфрамW1200

Рейтинг самых крепких элементов в мире

Существует большое количество известных металлов и сплавов. Среди самых сильных — 10 элементов.

Тантал

Металл под названием тантал, который был открыт в 1802 году, занимает третье место в нашем списке. Он был открыт шведским химиком А. Г. Экебергом. Долгое время считалось, что тантал идентичен ниобию. Однако немецкому химику Генриху Розе удалось доказать, что это два разных элемента. Ученый Вернер Болтон из Германии смог выделить чистый тантал в 1922 году. Это очень редкий металл. Крупнейшие месторождения танталовой руды были обнаружены в Западной Австралии.

Тантал

Благодаря своим уникальным свойствам тантал является очень востребованным металлом. Он находит разнообразное применение:

  • В медицине тантал используется в производстве проволоки и других компонентов, которые могут связывать ткани и даже выступать в качестве заменителя кости;
  • Сплавы, содержащие тантал, устойчивы к агрессивным средам и поэтому используются в аэрокосмической и электронной промышленности;
  • Тантал также используется для получения энергии в ядерных реакторах;
  • Он также широко используется в химической промышленности.

Титан

Последнее место в десятке самых твердых металлов занимает титан. Первая чистая форма этого элемента была получена химиком Й. Й. Берцелиусом из Швеции в 1825 году. Титан — это легкий, серебристо-белый титановый металл, очень твердый и устойчивый к коррозии и механическим нагрузкам. Титановые сплавы используются во многих отраслях машиностроения, медицины и химической промышленности.

Титан

Иридий

Иридий находится в верхней части списка самых твердых металлов. Он был открыт в начале XIX века английским химиком Смитсоном Теннантом. Иридий обладает следующими физическими свойствами:

  • Имеет серебристо-белый цвет;
  • Температура его плавления составляет 2466 oC;
  • Температура его кипения составляет 4 428 °C;
  • Его удельное сопротивление составляет 5,3-10-8 Ом-м.

Поскольку иридий — самый твердый металл на планете, с ним трудно работать. Тем не менее, он по-прежнему используется в различных промышленных приложениях. Например, из него делают маленькие шарики, которые используются в ручках. Иридий также используется в производстве компонентов для космических ракет и некоторых деталей для автомобилей.

Иридиум

В природе встречается очень мало иридия. Находки этого металла являются своего рода доказательством того, что метеориты упали там, где он был найден. Эти космические тела содержат значительное количество этого металла. Ученые считают, что наша планета также богата иридием, но его месторождения находятся ближе к ядру Земли.

Вольфрам

Вольфрам - самый прочный металл в мире

Самый твердый металл, встречающийся в природе. Этот редкий химический элемент также является самым тугоплавким из металлов (3422 °C).

Впервые он был обнаружен в виде кислоты (триоксида вольфрама) в 1781 году шведским химиком Карлом Шееле. Дальнейшие исследования привели двух испанских ученых, Хуана Хосе и Фаусто д’Эльхухара, к открытию кислоты из минерала тунграмита, из которого затем с помощью древесного угля был выделен вольфрам.

Помимо широкого использования в лампах накаливания, способность вольфрама работать в экстремальных тепловых условиях делает его одним из самых привлекательных элементов для оружейной промышленности. Во время Второй мировой войны металл сыграл важную роль в налаживании экономических и политических отношений между европейскими странами.

Вольфрам также используется для получения твердых сплавов и в аэрокосмической промышленности для производства ракетных сопел.

Бериллий

Бериллий

Теперь эту металлическую красоту лучше не защищать. Потому что бериллий очень токсичен, а также канцерогенен и вызывает аллергию. Если вы вдыхаете воздух, содержащий бериллиевую пыль или пары бериллия, у вас может развиться бериллиоз — заболевание, поражающее легкие.

Однако бериллий не только вреден, но и полезен. Например, добавьте в сталь всего 0,5% бериллия, и вы получите пружины, которые будут упругими, даже если довести их до красного каления. Они могут выдерживать миллиарды циклов нагрузки.

Бериллий используется в аэрокосмической промышленности для создания теплозащитных экранов и систем наведения, для создания огнеупорных материалов. Даже вакуумная трубка Большого адронного коллайдера сделана из бериллия.

Уран

Это радиоактивное вещество естественного происхождения очень широко распространено в земной коре, но концентрируется в определенных твердых горных породах.

Один из самых твердых металлов в мире, он имеет два важных коммерческих применения — ядерное оружие и ядерные реакторы. Поэтому конечными продуктами урановой промышленности являются бомбы и радиоактивные отходы.

Рений

Рений

Рений — очень редкий и дорогой металл, который, хотя и встречается в природе в чистом виде, обычно добавляется в молибденит.

Если бы костюм Железного человека был сделан из рения, он мог бы выдерживать температуру 2000°C без потери прочности. Что будет с Железным человеком внутри костюма после такого «огненного шоу» — умалчивается.

Металл используется в нефтехимической и химической промышленности. Этот металл используется в нефтехимической промышленности, электронике и электротехнике, а также в авиационных и ракетных двигателях.

Осмий

Осмий

Серебристый, голубоватый металл светлого цвета. Он относится к платиновой группе и считается одним из самых плотных элементов. Он характеризуется твердостью. Os — хрупкий металл, но он устойчив к механическим воздействиям и кислотоустойчив.

Ученые зафиксировали присутствие осмия в металлических метеоритах. Образуя идеальный состав с другими элементами, он широко применяется в медицине, электронике, химии и нефтехимии, ракетостроении, широко используется в производстве ручек.

Хром

Хром — это металл сине-белого цвета. Он обладает высокой прочностью и твердостью, а также сильными магнитными свойствами. Он не становится хрупким и устойчив к воздействию кислот и щелочей.

Он используется в производстве различных сплавов, которые применяются в медицинском оборудовании. Cr также используется в синтезе искусственных рубинов, а соли четырехвалентного хрома применяются для консервации древесины и дубления кожи.

Рутений

Рутений

Название второго по силе металла на древнем языке рутений означает Россия. Этот металл имеет серебристый цвет, относится к группе платины и содержится в мышечных тканях всех живых существ на земле.

Это высокопрочный, твердый, тугоплавкий металл, устойчивый к воздействию химических веществ и способный образовывать сложные соединения. Рутений используется в аэрокосмической, медицинской и электронной промышленности, а также в качестве добавки для придания золоту черного цвета.

Графен

Топ 25 самых прочных и легких металлов на земле

Молекулярная решетка графена. Первый пункт в нашем списке — материал, который широко используется в аэрокосмической и автомобильной промышленности. Когда безопасность стоит на первом месте, а запуск ракет в космос кажется очень опасным, использование графена просто необходимо. Он в 200 раз прочнее стали. Графен состоит из одного слоя атомов углерода, расположенных в виде треугольной решетки.

Железо и сталь

Железо и сталь

Как чистое вещество, железо не такое твердое по сравнению с другими участниками рейтинга. Однако из-за минимальных затрат на его добычу он часто используется в сочетании с другими элементами для производства стали.

Сталь — это очень твердый сплав, изготовленный из железа и других элементов, таких как углерод. Это наиболее часто используемый материал в строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности. И даже если вы не имеете к ним никакого отношения, вы все равно используете сталь каждый раз, когда режете еду ножом (если, конечно, он не керамический).

Искусственный металл

В 2015 году калифорнийские ученые создали микролаты. В настоящее время это самый легкий металл на Земле, состоящий на 99,99% из воздуха. Однако благодаря особой конструкции элемент обладает высокой прочностью. Он представляет собой переплетение трубок, каждая из которых имеет размер 0,001 человеческого волоса. Удивительные свойства микроволокна только начинают в полной мере использоваться в промышленности.

Микролаттис

Углеродное волокно

Углеродное волокно

Черный композит из углеродного волокна. Характеристики углеродного волокна, которые делают его отличным выбором для военных машин, ракет и деталей спортивных автомобилей, — это высокая жесткость и очень низкий вес. Углеродное волокно также может выдерживать очень высокие температуры и обладает высокой устойчивостью к воздействию различных абразивных химических веществ. По сути, углеродное волокно — это сверхплотные, выровненные атомы углерода, диаметр которых составляет от 5 до 10 микрометров.

Рейтинг самых легких металлов на земле

В этой главе мы сосредоточимся на самых легких в мире металлах: какими свойствами они обладают, для чего их используют и чем они интересны.

Литий

Литий входит в первую группу периодической таблицы элементов. Он имеет наименьшую атомную массу среди всех металлов — всего 3, после водорода и гелия. Простое вещество, литий, при нормальных условиях имеет серебристо-белый цвет.

Это самый легкий щелочной металл, его плотность составляет 0,534 г/см³. Благодаря этому он плавает не только в воде, но и в парафине. Для его хранения обычно используют парафин, бензин, минеральные масла или нефтяной эфир. Литий очень мягкий и податливый и легко режется ножом. Чтобы расплавить этот металл, его необходимо нагреть до 180,54 °C. Он будет кипеть только при температуре 1340 °C.

В природе существует только два стабильных изотопа этого металла: литий-6 и литий-7. Кроме них существует 7 искусственных изотопов и 2 ядерных изомера. Литий является промежуточным продуктом в реакции превращения водорода в гелий, тем самым участвуя в образовании звездной энергии.

Какой металл самый легкий?

Какой металл является самым легким на земле

Литий известен как самый легкий металл и широко используется в сплавах.

Литий используется в:

  • в производстве химических анодов для источников энергии;
  • в оптических работах и экспериментах;
  • Высокопроизводительные лазеры.

Например, гидроксид лития используется для получения электролита в щелочных батареях. Силикат и алюминат лития также используются в производстве керамики — в качестве основы. Эта керамика затвердевает уже при комнатной температуре.

Это свойство лития используется

  • в металлургии;
  • в военном деле (в разработке передовых технологий);
  • в производстве термоядерной энергии.

Литий также широко используется в промышленности, так как некоторые соединения этого металла помогают отбеливать ткани.

Интересно, что использование лития распространилось на медицину и фармацевтику. В психиатрии соединения лития используются для стабилизации эмоционального состояния пациентов.

Магний (Mg)

Магний — ковкий металл с атомной массой 24,307 °u и плотностью 1,7 г/см^3, который занимает 12 место в таблице Менделеева. Впервые он был получен в чистом виде в 1808 году. Он податлив и легко поддается прессованию и резке.

Он обладает высокой температурой плавления (650 °C) и коррозионной стойкостью. При создании сплавов на основе магния значительно улучшаются механические свойства металла, что существенно расширяет спектр применения данного вида материала.

Один из самых распространенных элементов на Земле, он встречается как в земной коре, так и в морской воде, обычно в составе солей и минералов. Природные месторождения самородного магния встречаются крайне редко, лишь несколько месторождений найдено в России, Восточной Сибири и Таджикистане. Считается, что в 2020 г. США станут крупнейшим производителем магния в мире.

Его основное применение — производство различных сплавов, как легких, так и сверхлегких, которые могут использоваться в самолетах и автомобилях. Благодаря своим огнеопасным свойствам он также используется в пиротехнике и в производстве зажигательных и осветительных снарядов для оборонной промышленности.

Раньше фотосъемка была бы невозможна без магниевого порошка с окислителями — хотя магниевые вспышки используются гораздо реже, чем раньше, они по-прежнему пользуются большим спросом. Магний также важен для правильного функционирования организма и обменных процессов, поэтому препараты на основе магния используются в медицине, в кардиологии, неврологии и при гастроэнтерологических заболеваниях.

Калий

Калий является вторым по распространенности элементом в периодической таблице Менделеева и занимает 19-е место по молекулярному весу. Как и литий, он не встречается в кусковой форме из-за своей повышенной активности, поэтому калий добывают из минералов.

Калий

Он очень мягкий, серебристого цвета и при горении дает фиолетовое пламя. Калий взаимодействует с кислородом, кислотами и водой. Взрывы — не редкость, поэтому работа с этим опасным металлом требует особой осторожности и использования средств защиты. Если частицы калия попадут на кожу, они вызовут тяжелые химические ожоги. Его следует хранить в герметичных контейнерах с добавлением веществ, препятствующих проникновению кислорода. Это может быть силикон или минеральное масло.

Калий в ампуле

Используется калий, полученный из горных пород в чистом виде:

  • Для производства электродов;
  • В лампах, фотоэлектрических элементах.

Лампочка

В виде сплавов используется калий:

  • В синтезе пероксида;
  • В работе по определению возраста горных пород;
  • В качестве индикатора в биологии и медицине;
  • В качестве теплоносителя в реакторах.

Мини-реактор

Калий наиболее востребован в медицине для производства различных видов сплавов. На основе этого металла синтезируется значительная часть лекарств. Кроме того, он является основой витаминных комплексов, целью которых является поддержка сердечно-сосудистой системы и кислотно-щелочного баланса в организме.

Натрий

Натрий — это неорганическое соединение, которое также является щелочью и не встречается в природе в чистом виде. Он встречается в таких минералах, как бура, тенардит, галит и других. Натрий получают в лаборатории путем плавления поваренной соли. В этом промышленном процессе также синтезируется хлор.

Натрий

Подобно литию и калию, этот металл бурно реагирует с кислородом, кислотами, углекислым газом и спиртами. Он может самопроизвольно воспламеняться при смешивании с фтором или хлором. При добавлении воды происходит небольшой взрыв и образуется каустическая сода.

Натрий в ампуле

Внешне он очень похож на калий. Его цвет серебристый, хотя на открытом воздухе он быстро темнеет. Полезными характеристиками для промышленности являются его отличная проводимость электричества и тепла.

Металлический натрий

Натрий имеет наибольшую разницу температур между точками кипения и плавления. Таким образом, первый процесс происходит при температуре +883 °C, а второй — при +98 °C. Именно по этой причине натрий используется в ядерных реакторах, поскольку он может выдерживать критические температуры.

Натрий, химический элемент

В человеческом организме Na необходим для нормального обмена веществ. Недостаток этого полезного элемента приводит к невралгии и проблемам с желудочно-кишечным трактом. Однако слишком большое его количество может привести к повышению кровяного давления и отекам.

Алюминий

Самым твердым металлом среди легких и цветных металлов является алюминий. Этот элемент отождествляется с золотой серединой, когда нужен материал не только невесомый, но и устойчивый к любым воздействиям.

Алюминий

Детская погремушка стала первым изделием, изготовленным из алюминия.

Алюминиевые изделия

Это один из немногих химических элементов, который непосредственно участвует в производстве всего, что составляет основу современного домашнего хозяйства. Самый популярный в мире металл завоевал титул самого полезного в 20 веке. Однако в 21 веке мало что изменилось. Алюминиевые сплавы (более твердые, чем чистый металл) используются в строительстве, производстве столовых приборов, инструментов, мебели и многого другого.

Самые легкие цветные металлы

Наиболее распространенный способ классификации цветных металлов по их физико-химическим свойствам — на семь групп, среди которых выделяют так называемые тяжелые и легкие цветные металлы. Это традиционное определение основано на плотности материала.

В основной список входят алюминий, магний, титан, литий, олово и бериллий. К этой же группе относятся кадмий, таллий, галлий, висмут, индий и другие элементы.

Производство легких сплавов является чрезвычайно энергоемким, поэтому предприятия, специализирующиеся в этой области металлургии, располагаются вблизи источников дешевой энергии.

Механические свойства металлов и сплавов

Механические свойства металлических материалов следующие:

  1. Сила. Она заключается в способности материала сопротивляться растрескиванию под действием внешних сил. Тип силы зависит от того, как действуют внешние силы. Она подразделяется на: сжатие, растяжение, кручение, изгиб, ползучесть, усталость.
  2. Пластичность. Это способность металлов и их сплавов изменять форму под нагрузкой без разрушения и сохранять эту форму после приложения нагрузки. Пластичность металлического материала определяется его удлинением. Чем больше удлинение, происходящее при уменьшении площади поперечного сечения, тем более пластичным является металл. Материалы с хорошей пластичностью хорошо подходят для работы под давлением: ковки, прессования. Пластичность характеризуется двумя величинами: относительной усадкой и удлинением.
  3. Твердость. Это качество металла заключается в его способности сопротивляться проникновению инородного тела большей твердости, не вызывая при этом необратимой деформации. Стойкость к истиранию и прочность — это основные характеристики металлов и сплавов, которые тесно связаны с твердостью. Материалы с такими свойствами используются при изготовлении инструментов, применяемых для металлообработки: фрез, напильников, сверл, метчиков. Часто твердость материала используется для определения его износостойкости. Например, более твердые сорта стали изнашиваются меньше, чем более мягкие.
  4. Устойчивость к ударам. Способность сплавов и металлов выдерживать ударные нагрузки. Одно из свойств материала, которое может быть использовано для восприятия ударных нагрузок во время работы машины, например, оси колеса или коленчатого вала.
  5. Усталость. Это состояние металла, который постоянно находится под напряжением. Усталость металлического материала развивается постепенно и может привести к разрушению изделия. Способность металлов сопротивляться повреждениям от усталости называется прочностью. Это свойство является функцией природы сплава или металла, состояния поверхности, характера обработки и условий эксплуатации.

Как повысить прочность металла

Существует несколько способов повышения прочности металлов и сплавов:

  • Создание сплавов и металлов, имеющих бездефектную структуру. Ведутся работы по получению волокнистых кристаллов (вискеров), в несколько десятков раз превышающих прочность обычных металлов.
  • Получение увеличения объема и поверхностного давления искусственным путем. Обработка металла под давлением (ковка, волочение, прокатка, прессование) дает объемную клепку, а накатка и дробеструйная обработка — поверхностную клепку.
  • Формирование металлических сплавов с использованием элементов из периодической таблицы.
  • Очистка металла от содержащихся в нем примесей. В результате механические свойства металла улучшаются, а распространение трещин значительно уменьшается.
  • Устранение шероховатости поверхности металла.

Интересные факты

  • Титановые сплавы, удельный вес которых превышает удельный вес алюминия примерно на 70%, в 4 раза прочнее алюминия. Поэтому с точки зрения удельной прочности сплавы, содержащие титан, более жизнеспособны для использования в самолетостроении.
  • Многие алюминиевые сплавы превышают удельную прочность сталей, содержащих углерод. Алюминиевые сплавы очень пластичны, устойчивы к коррозии и прекрасно поддаются обработке давлением и резанием.
  • Пластмассы имеют более высокую удельную прочность, чем металлы. Однако из-за недостаточной жесткости, механической прочности, старения, повышенной хрупкости и низкой теплостойкости ламинаты, текстолит и сэндвич-пластики имеют ограниченное применение, особенно в крупногабаритных конструкциях.
  • Было установлено, что черные и цветные металлы и многие их сплавы уступают стеклопластикам по коррозионной стойкости и удельной прочности.

Расчет прочности металла
Механические свойства металлов являются важным фактором, влияющим на их применение на практике. При проектировании любой конструкции, детали или машины и выборе материала необходимо учитывать все механические свойства, которыми он обладает.

ЗОЛОТО — дар или проклятие человечеству

Не существует металла, кроме золота, который в течение веков занимал умы человечества. Его добывали тяжким трудом, за ним посылали экспедиции в дальние страны. И все ради того, чтобы украсить себя сиянием желтого, солнечного металла. Из него делали украшения, короны и даже ткали драгоценные материи.

Плиний Старший писал «я видел Агриппину, супругу принцепса Клавдия… одетую в военный плащ, сотканный из золота без всякой примеси другой материи».

Какое оно

Золото входит в обособленную группу драгоценных металлов.

золото

Как знать, презирающая чернь и холопов, надменное злато «не желает» вступать в контакт (химические реакции) с другими элементами. Драгоценным оно было всегда — красота, блеск, долговечность металла полагались аристократам и прочим любимцам судьбы.

Химические и физические свойства:

  1. Чистое золото имеет очень низкую твердость — 2,5-3. Кто читал книги об истории, помнит, что золотые монеты нередко «пробовали на зуб». На настоящих монетах оставался след от зубов, на фальшивой (с большой долей примесей, обычно меди) — нет.
  2. Золото плавится при температура 1064°С; нагреете до 2947 °С — начнет кипеть и улетучиваться.
  3. Удельный вес металла 19,3 г/см3. Килограмм золота легко поместится в кармане или дамской сумочке — его легко «упаковать» в кубик со стороной 3,7 см.
  4. Ковкость металла поражает. Всего один грамм можно раскатать в лист площадью в половину квадратного метра. Это «сусальное золото».
  5. Для производства украшений у злата есть еще одно привлекательное свойство. Металл очень пластичный и тягучий, а значит – легко сгибается и растягивается.
  6. Кристаллическая структура решетки металла кубическая, гранецентрированная.
  7. Химически металл очень инертен. В нормальных условиях он не желает реагировать с другими элементами. Исключение — ртуть.
  8. Растворить солнечный металл можно в «царской водке» (смеси азотной с соляной кислотами в пропорции 1:3). Медленно, но реагирует с цианидами, йодистым калием, жидким бромом.

Месторождения и их классификация

Происхождение нашего драгоценного металла в месторождениях зависит от вида породы:

  1. Золото-кварцевые формации. Приурочены к зонам разломов. Распределение металла неравномерно; образуются обогащенные участки, называемые «бонанцами» или «рудными столбами».
  2. Месторождения золото-полисульфидно-кварцевой формации. Приурочены к гранитоидным и субвулканическим комплексам. Среднее содержание металла 10-15 г/т.
  3. Золото-лиственнитовые месторождения. К ним относится Хаак-Саирское (Тува), Мечниковское, Кировское (Урал) месторождения.
  4. Золото-сульфидные месторождения. Связаны с вулканогенно-осадочными толщами.
  5. Золото-порфировые месторождения. К этому типу относятся Березняковское (Урал), Юбилейное (Казахстан), Кызык-Чадр (Тува) месторождения.
  6. Месторождения зон окисления. Приурочены к верхним горизонтам сульфидных залежей на многих колчеданных месторождениях.
  7. Россыпные месторождения часто сопровождают коренные золоторудные поля. Длина россыпей от 200-300 метров, реже 3-5 км. Ширина россыпей 20-30 метров, реже — 100-300 метров. По условиям залегания существуют россыпи, связанные с руслами, поймами рек, террасами, долинами, межгорными впадинами.

Много ли злата на Земле

Многие аналитики считают, что запасы добытого «презренного металла» подсчитать сложно.

Эксперты дают цифры, разнящиеся на порядки (от 155 000 тонн до 2,5 миллионов тонн).

Существуют страны, где процветает нелегальная «заготовка» золота, а иные государства предпочитают держать в тайне объемы добычи. Принцип «вы мои деньги не считайте» работает как у отдельного гражданина, так и на государственном уровне.

Добыча металла с древних времен до наших дней

Золото — удивительный металл. Все полезные ископаемые добываются, чтобы использовать и расходовать, его же в основном копят. Государства и отдельные граждане.

От Египта до Америки

Считается, что первыми добычу желтого металла начали египтяне. Хроники зафиксировали добычу металла в Аравийско-Нубийской провинции. Там были богатейшие месторождения. Еще во времена Тутмоса III в год там добывали около 50 тонн золота. А всего за время эксплуатации месторождение дало более 3500 тонн металла.

Однако месторождение истощилось. Многие историки связывают упадок Египта именно с падением количества драгоценного металла в государстве.

В Европе нашли новые месторождения (Испания, Австро-Венгрия). А с испанскими завоеваниями в Америке солнечный металл хлынул в Старый Свет потоком.

Из них в промышленности использовали 12%, из 50% люди сделали украшения.

В любом случае, добыча драгметалла стимулировала развитие металлургии, а заодно и международную торговлю.

золотодобыча

Современная добыча золота

Времена золотой лихорадки, которые сотрясали страны, давно прошли. Жестокая романтика, когда тысячи людей разорялись, а многие и гибли, ушли в прошлое. Хотя единицы из них неприлично богатели.

Сейчас золотодобыча учитывает прибыли и накладные расходы, ни шагу не ступит без предварительной разведки месторождений, оценки экономических рисков, строительства рудников с применением надлежащего оборудования.

В современное время добычу золотосодержащей руды ведут в основном на большой глубине или из истощенных россыпных месторождений. Золото в природе — ресурс не возобновляемый, а добывают его с незапамятных времен. Еще в старину «сняты сливки» с богатейших месторождений, а нам, потомкам, остается тяжелая работа выбирать золото из уже «очищенных» мест. Или, как вариант, желтый металл добывают на большой глубине.

Из руды — в благородный металл

Современные золотодобывающие предприятия оснащены хорошим оборудованием, там трудятся специалисты своего дела.

Подробно о переработке руды в солнечный металл можно прочитать в статье «Драгоценные металлы».

Золото и его сплавы

Драгоценный металл золото ювелиры используют в виде сплавов. Издревле известен электр (или электрон) – сплав золота и серебра. Об этом писал Гомер в «Одиссее»: «дворец Менелая сверкал золотом, электром, серебром и слоновой костью».

В позднесредневековой Японии для ювелирных изделий применялись сплавы: сякудо (красная медь), у-кин (жадное золото) — медно-золотой сплав (3-25% драгметалла); тюсё — медь с добавкой золота (<3%), ао-кин (тусклое золото) — аналог электра.

Сейчас палитра цветов сплавов расширилась, ювелиры используют золото: белое, лимонное, красное, синее, черное, розовое, зеленое. К злату добавляют кадмий, палладий, никель, серебро, медь, цинк — эти добавки придают необходимый оттенок сплаву.

Применение

Свойства драгоценного металла (устойчивость к коррозии, пластичность, ковкость) нашли ему место в жизни человека:

  1. Промышленность, в основном электронная. Планшеты, телефоны, компьютеры не сделать без драгоценных металлов. Этот сектор промышленности потребляет с каждым годом все больше драгметалла.
  2. Стоматология. Зубные протезы, коронки до сих пор пользуются спросом. Хотя здесь потребление идет на спад, появились более современные и надежные материалы.
  3. Фармакология. Препараты, содержащие золото, применят при лечении туберкулеза, красной волчанки, ревматоидных артритов. В лечении онкологии стали применять изотопы металла. Исследования показывают, что радиоактивное золото может помочь в лечении СПИДа.
  4. Пищевая промышленность. Желающие попробовать кофе, пиво, шоколадку с золотыми хлопьями уже могут это сделать. Золото официально зарегистрировано в качестве пищевой добавки. Запомните, не перепутайте — это Е175.
  5. Ювелирные изделия поглощают львиную долю производства желтого металла.

Золотое кольцо с ситаллом

Драгметаллы — в монеты

Власть золота над человеком в полной мере проявилась, когда из предмета роскоши «презренный металл» стал мерой стоимости товара — деньгами. Первыми догадались делать монеты из золота лидийцы.

Последний лидийский царь Крез (помните, конечно – «богат как Крез») придумал биметаллическую (золото-серебро) систему. Идея была такой удачной, что жила и процветала многие века.

Дарий, персидский царь, начал вместо клейма чеканить на монетах собственное изображение.

Монетарным стандартом между золотом и серебром часто был 1:10. Но соотношения постоянно менялись. В Древнем Египте серебро было дороже золота.

золотые монеты

Сколько золота в колечке

Государства жестко контролируют меры чистоты, то есть содержание драгоценных металлов, в сплавах.

Для этого разработана система проб. Это определение количество чистого металла в сплаве. Это количество (проба) называется клеймом.

Существует 4 системы проб. Самые популярные — каратная и метрическая.

Метрическая система принята в странах, подписавших Конвенцию о клеймении драгметаллов. Это Россия, Франция, Германия, Израиль, Кипр и еще несколько стран.

Британскую каратную систему предпочитают в Канаде, Швейцарии, США. Ирландцы мудро ставят на изделии обе пробы — каратную и метрическую. А Великобритания ставит метрическую пробу, но в описании товара указывает и каратную.

проба металла

Пересчитаем метрическую пробу в караты — метрическую пробу умножаем на 24 и делим на 1000. То есть, изделие с пробой 750 будет соответствовать 18 каратам.

Подделки, фальшивки…

Вынуждены вас огорчить: больше 70% ввозимого в Россию золота — фальсификация. Много золотых украшений ввозят, не затрудняя проверками таможню и пробирный контроль, так что будьте осторожны при покупке ювелирных изделий.

Порой отличить подделку просто невозможно, несмотря на проверку на детекторе. Особенно, если украшение импортное.

Покупать ювелирные украшения лучше в солидных салонах и пусть это будет производство известных российских или зарубежных фирм. Стоимость изделия будет выше, чем на распродажах и в сомнительных местах, но вероятность нарваться на подделку меньше.

Внимательно осмотрите «изнанку» изделия — чем она аккуратнее, чем тщательнее закреплены камни — тем выше гарантия подлинности.

Подушка безопасности

В качестве объекта инвестиций современные украшения из золота не рассматриваются, разве что дорогой и редкий антиквариат. Хотите инвестировать — покупайте драгметаллы в слитках, монетах, или открывайте обезличенные металлические счета.

Можно заниматься биржевой торговлей, но это доступно профессионалам (если желаете получать прибыль).

В любом случае «не кладите все яйца в одну корзину». То есть, если отложили крупную сумму на инвестиции, минимизируйте риски — пробуйте разные варианты.

По данным Геологической службы США (USGS) частные накопления золота составляют не менее 100 000 тонн.

Рекомендуем видео: Почему золото так ценится?

Вероника Белова

Мне 42 года и я специалист в области минералогии. Здесь на сайте я делюсь информацией про камни и их свойства — задавайте вопросы и пишите комментарии!

Источник https://golden-inform.ru/prochee/chto-tjazhelee-zoloto-ili-svinec/

Источник https://1pomebeli.ru/rejtingi/rejting-samyh-krepkih-metallov-v-mire.html

Источник https://themineral.ru/metally/zoloto