В этот день: алюминий становится дешевым

(АП)

автор: Дэвид Тристан

Размещено: 23 февраля 2023 г., 14:33 по восточному стандартному времени.

Обновлено: 23 февраля 2023 г., 16:36 по восточному стандартному времени.

(WHTM) — Это один из самых распространенных элементов на Земле, составляющий 8,1 процента земной коры, но до 1807 года у него даже не было названия.

На протяжении веков люди изготавливали высококачественную керамику и закрепляли красители в текстиле, используя соединения, содержащие этот элемент, но только в 1700-х годах ученые начали подозревать, что эти соединения могут содержать какой-то неизвестный тип металла.

В 1807 году британский химик Хамфри Дэви, изолировавший элементы натрий и калий с помощью электрического тока, попробовал то же самое с фиксатором красителя, содержащим этот загадочный металл, и потерпел неудачу. Однако его эксперимент убедил его, что этот элемент реален и действительно является металлом. Это соединение обычно называли «квасцами», поэтому Дэви назвал элемент «алюминием». Позже он поменял его на «алюминий». (Некоторые почувствовали отчаянную необходимость добавить еще один слог и назвали его алюминием, но здесь, в Соединенных Штатах, мы придерживаемся оригинального названия Дэви.) Научное название квасцов стало оксидом алюминия.

Прошло почти два десятилетия, прежде чем кому-либо удалось изолировать этот странный металл. Датский физик и химик Ганс Кристиан Эрстед наконец получил нечистый образец в 1825 году, нагревая хлорид алюминия с калием, а немецкий химик Фридрих Вёлер получил чистый алюминий в 1827 году, заменив калий на натрий.

На чистых образцах учёным удалось изучить свойства алюминия. Оказывается, загадочный металл оказался чудо-металлом. В чистом виде он мягкий и податливый, но очень легко соединяется с другими элементами, образуя прочные и легкие сплавы. Ему можно легко придать форму практически всеми методами металлообработки, он проводит тепло и электричество и обладает высокой устойчивостью к коррозии, поскольку чистый алюминий почти сразу же соединяется с кислородом, образуя тонкий прозрачный слой оксида алюминия. Было очевидно, что алюминий может произвести революцию в мировой промышленности.

Все, что им нужно было сделать, это придумать, как получить его в большом количестве.

Но, как выяснили Дэви, Эрстед и Вёлер, сделать это было непросто. Поскольку алюминий так легко соединяется с другими элементами, его практически невозможно найти в чистом виде. Вам придется добывать материал, содержащий алюминий (наиболее используемый минерал называется бокситом), а затем добывать его. Итак, в 19 веке началась гонка за поиском способа очистки алюминия в промышленных масштабах.

К 1880-м годам люди производили алюминий в больших количествах, в основном используя варианты процесса Велера. Но их было очень мало, настолько мало, что краеугольным камнем, установленным на памятнике Вашингтону 6 декабря 1884 года, был алюминий, потому что для отца нашей страны не годилось ничего, кроме самого драгоценного металла на земле. Текущая цена на алюминий составляла 1,10 доллара за унцию; около 33,58 долларов в сегодняшних деньгах, что вдвое дороже серебра того времени.

Но вскоре алюминий перестанет быть редким и дорогим. В 1881 году Чарльз Мартин Холл, студент Оберлин-колледжа в Огайо, начал эксперименты в импровизированной лаборатории в доме своей семьи. Холла вдохновила лекция, прочитанная Фрэнком Фаннингом Джуэттом, профессором химии и минералогии в колледже. В нем Джуэтт сказал, что человек, который найдет дешевый способ очистки алюминия, сколотит состояние, Холл решил, что именно он и будет этим человеком.

Потребовалось пять лет и несколько фальстартов, но 23 февраля 1886 года Холлу с помощью своей старшей сестры Джулии Брейнерд Холл удалось получить алюминий, пропуская электрический ток через раствор оксида алюминия в расплавленном гексафторалюминате натрия, широко известном как криолит. Это было просто, экономично и могло быть масштабировано до уровня массового производства.

В то же время французский ученый Поль Эру независимо изобрел точно такой же процесс. И Холл, и Эру подали патенты в США. К счастью для Холла, у него были документы, доказывающие, что он производил алюминий до Эру, и 2 апреля 1889 года Холлу был выдан патент № 400 665. 23 апреля 1886 года Эру получил французский патент, и сегодня их метод выплавки алюминия известен как процесс Холла-Эру.