Что будет если смешать все металлы на земле
Видео: железная логика — зачем химик сплавил вместе все существующие металлы
С древности люди применяют металлы в своей жизни. Позже эти металлы научились соединять — так появились сплавы. Преимущество этих материалов заключается в том, что они сочетают в себе все сильные стороны металлов, из которых состоят.
Если сплавить все металлы вместе
Это решил проверить химик-блогер.
Для того, чтобы создать свой невероятный сплав, он взял 22 различных металла. Как в кулинарии основой супа является вода, так в сплаве главным элементом выступает железо.
Такой выбор обусловлен тем, что в этом металле прекрасно растворяются другие. Экспериментатор решил плавить вещества в тигле — это специальный сосуд, предназначенный именно для таких целей.
Ход эксперимента
Первым в сосуд для плавления попал большой болт из стали. Легирующими компонентами смеси выступали: хром, никель, кобальт и марганец. Для того, чтобы конечный металл был жестким и прочным, химик добавил фольгу из ниобия и маленький кристаллик ванадия. А дальше в ход пошло все подряд: алюминий, кремний, цинк, медь, титан, висмут, олово, свинец, индий и серебро.
Не обошлось и без дорогостоящих материалов. Парень добавил небольшой фрагмент золота, кусочки платины, родия и палладия. Эти элементы не могут не придать сплаву особых свойств.
Казалось бы, уже достаточно добавлено ингредиентов, чтобы получить на выходе нечто экстраординарное. Однако химик решил, что без тугоплавких металлов не обойтись, и в тигель один за другим полетели: рений, молибден и вольфрам.
Не обошлось без тантала, циркония, гафния и иттрия — эти металлы были брошены для компании. Уран и ртуть не были добавлены в сплав по причине своей крайне высокой токсичности. Щелочные металлы, такие, как натрий и цезий, не попали в смесь, потому как в этом нет смысла, ведь они попросту перегорят при высоких температурах.
После того как тигель был доверху заполнен всеми металлами, они были присыпаны сверху фторидом магния и отправлены на нагрев в индукционную плавильню. Когда смесь нагрелась до нужной температуры, ее нужно было хорошенько взболтать, чтобы все расплавленные металлы перемешались.
Автор действовал крайне осторожно, соблюдал необходимую технику безопасности, ведь результат эксперимента был непредсказуем. После четверти часа плавления и перемешивания внешне ничего особого не случилось.
А вот при открывании крышки из сосуда вырвалось яркое пламя. Очевидно, оно являлось результатом выгорания магния и цинка. Спустя 5 минут сплав был готов.
Что получилось
Изначально это был серый непримечательный металлический кусочек. Его нужно было хорошенечко отшлифовать, чтобы исследовать.
Интересно, что даже из такого большого количества металлов полученный сплав получился достаточно легким. Он вышел крайне твердым, легко царапал тиски из чугуна. А еще суперсплав обладал высокой устойчивостью к коррозии и обладал ярко выраженными ферримагнитными свойствами.
7 крутых химических реакций (15 гифок)
Гипнотизирующая бромноватая кислота
Согласно науке, реакция Белоусова-Жаботинского – это «колебательная химическая реакция», в ходе которой «ионы металлов переходной группы катализируют окисление различных, обычно органических, восстановителей бромноватой кислотой в кислой водной среде», что позволяет «наблюдать невооруженным глазом образование сложных пространственно-временных структур». Это научное объяснение гипнотического явления, которое происходит, если бросить немного брома в кислотный раствор.
Прозрачные химические вещества мгновенно становятся черными
Вопрос: что произойдет, если смешать сульфит натрия, лимонную кислоту и натрия йодид?
Правильный ответ внизу:
Создание плазмы в микроволновке
На самом деле, то, что происходит на ваших глазах – это один из способов создания очень незначительного количества плазмы. Еще со школы вы знаете, что существует три состояния вещества: твердое, жидкое и газообразное. Плазма, по сути, является четвертым типом и представляет собой ионизированный газ, полученный в результате перегревания обычного газа. Виноградный сок, оказывается, богат ионами, и поэтому является одним из самых лучших и доступных средств для проведения простых научных экспериментов.
Тем не менее, будьте осторожны, пытаясь создать плазму в микроволновке, поскольку озон, который образуется внутри стакана, в больших количествах может быть токсичным!
Зажигание потухшей свечи через дымный след
Этот трюк вы можете попытаться повторить в домашних условиях без риска взрыва гостиной или же всего дома. Зажгите свечу. Задуйте ее и сразу же поднесите огонь к дымному следу. Поздравляем: у вас получилось, теперь вы настоящий мастер огня.
Оказывается, между огнем и свечным воском существует некая любовь. И это чувство намного сильнее, чем вы думаете. Неважно, в каком состоянии находится воск – жидком, твердом, газообразном – огонь все равно его найдет, настигнет и сожжет ко всем чертям.
Кристаллы, которые светятся во время дробления
Перед вами химическое вещество под названием европий-тетракис, демонстрирующее эффект триболюминесценции. Впрочем, лучше раз увидеть, чем сто раз прочитать.
Данный эффект возникает при разрушении кристаллических тел благодаря преобразованию кинетической энергии непосредственно в свет.
Если вы хотите все это увидеть собственными глазами, но под рукой у вас нет европия-тетракиса, не беда: подойдет даже самый обычный сахар. Просто сядьте в темной комнате, положите в блендер несколько кубиков сахара и наслаждайтесь красотой фейерверка.
Еще в XVIII веке, когда многие люди думали, что научные явления вызывают призраки или ведьмы или призраки ведьм, ученые использовали этот эффект, чтобы подшутить над «простыми смертными», разжевывая в темноте сахар и смеясь над теми, кто бежал от них как от огня.
Адское чудовище, появляющееся из вулкана
Тиоцианат ртути (II) – на вид невинный белый порошок, но стоит его поджечь, как он тут же превращается в мифическое чудовище, готовое поглотить вас и весь мир целиком.
Ну а что будет, если смешать два вышеупомянутых химических вещества и поджечь их? Смотрите сами.
Однако не пытайтесь повторить эти эксперименты дома, поскольку и тиоцианат ртути (II), и дихромат аммония являются очень токсичными и при сгорании могут нанести серьезный вред вашему здоровью. Берегите себя!
Если вы смешаете кофе с молоком, у вас получится жидкость, которую вы вряд ли когда-нибудь снова сможете разделить на составные компоненты. И это касается всех веществ, находящихся в жидком состоянии, верно? Верно. Но есть такое понятие, как ламинарное течение. Чтобы увидеть это волшебство в действии, достаточно поместить несколько капель разноцветных красителей в прозрачный сосуд с кукурузным сиропом и аккуратно все перемешать…
… а затем снова перемешать в том же темпе, но только теперь в обратном направлении.
Ламинарное течение может происходить в любых условиях и с использованием различных типов жидкостей, однако в данном случае такое необычное явление обусловлено вязкими свойствами кукурузного сиропа, который при смешивании с красителями образует разноцветные слои. Так что, если вы так же аккуратно и не спеша выполните действие в обратном направлении, все вернется на прежние места. Похоже на путешествие во времени!
Смешение веществ
Один из самых интересных и важных аспектов химии заключается в смешении различных веществ. Иногда во время этого процесса происходит химическая реакция и создается новое вещество. Однако очень часто химической реакции не возникает, но образуется смесь, в состав которой входят уже имеющиеся элементы.
Смеси
Что же такое смесь? Это вещество, компоненты которого перемешаны, но не соединены между собой химической связью.
На первый взгляд такое толкование может показаться довольно странным и непонятным, но давай рассуждать дальше. Если элементы вещества не связаны химически, это означает, что в любой момент их можно разъединить. Это действительно так! Например, если смешать железо с серой, то при помощи магнита можно легко извлечь частички железа, в то время как сера не будет реагировать на магнит.
Основные отличительные признаки смесей:
Виды смесей
Смеси могут быть твердыми, жидкими и газообразными. Например, воздух — это смесь газов, соленая вода — смесь жидкости и твердого вещества (соли), а бронза — смесь твердых компонентов (сплав меди и олова).
Типы смесей
Химики разделяют все смеси на две основные категории: гомогенные, или однородные, смеси и гетерогенные, или неоднородные.
В однородных компоненты равномерно распределены по всей смеси. Примеры — соленая вода, кровь, воздух. В отличие от однородных, в неоднородных смесях компоненты распределены неравномерно. Более того, каждый из них может быть виден в этой смеси. Все однородные и неоднородные смеси делятся на виды: растворы, сплавы, суспензии и коллоидные вещества.
Растворы
Раствором называется смесь, в которой одно из веществ растворено в другом. Самый простой пример раствора — соленая вода, т.е. смесь соли и воды. В данном случае вода выступает в качестве растворителя, а соль — растворимого вещества. Такой раствор очень легко разделить на исходные компоненты путем выпаривания, при этом каждый из них сохраняет свои первоначальные свойства.
Сплавы
Сплав — это смесь металлов. Один из наиболее распространенных примеров сплавов — сталь (смесь железа и углерода).
Сплавы относятся к однородным смесям.
Коллоидные и истинные растворы
В коллоидном растворе очень маленькие частицы одного вещества равномерно распределяются в другом веществе. Истинный же раствор является однородной системой, в которой растворенное вещество содержится в виде молекул.
В чем разница между коллоидным раствором и суспензией?
С течением времени частицы вещества коллоидного раствора не оседают, а продолжают либо плавать на поверхности, либо находиться во взвешенном состоянии.
Суспензии
Суспензией называется смесь жидкости и частиц твердого вещества, которые растворяются в этой жидкости не полностью. Поэтому суспензии относятся к неоднородным типам смесей. Наиболее типичные суспензии — краски, чистящие пасты, некоторые косметические средства, уличная грязь и т.д.
Главное отличие суспензии от остальных смесей заключается в том, что с течением времени, если суспензию не подвергали никакому воздействию, частички твердого вещества оседают.
Что будет, если смешать все элементы таблицы Менделеева за раз?
Все зависит от пропорций, как и в любом «кулинарном» произведении искусства. Потому конкретного примера полученной «гремучей смеси» я привести не могу, но полагаю, что донные отложения практически всех рек на планете собственно и представляют собой тот или иной вариант «варева». Естественно это касается рек протекающих вблизи больших промышленных городов или иных крупных объектов человеческой жизнедеятельности. Увы.
Школьники постоянно задают такой вопрос (да и любят все смешивать в кучу).
Если брать равные мольные количества то получится не очень много бинарных соединений и куча металлов (так как металлы преобладают в периодической таблице). Можно предположить, что преимущественно будут получатся соединения между элементами с наибольшей разностью электроотрицательнос тей.
Менделеев на основе открытого им периодического закона предсказал и вычислил атомные массы 11 элементов в 1870 году. Это «экаалюминий» (галлий), «экабор» (скандий), «экасилиций» (германий), «двителлура» (полоний), «экаиод» (астат), «экамарганец» (технеций), «экацезий» (франций). Он еще предсказал существование протактиния.
Сначала нужно дать определение того, что называется простым веществом. А оно не на 100% однозначное. Например, в википедии такое определение:
Если принять такое определение, то ни один, ни десять, ни сто атомов элемента никак не могут образовать вещество «в естественном фазовом состоянии». Не могут они также образовать металл или неметалл. Тогда проще ответить на вопрос, какие из 118 элементов не могут быть в виде простого вещества, имеющие определенные свойства: плотность, температуру плавления и кипения и т.д.
Не подходит астат:
Трудно получить в виде чистого простого вещества газ радон. Самый долгоживущий его изотоп имеет период полураспада меньше 4 суток, но газообразность радона позволяет выморозить это вещество и очистить его. Поэтому основные свойства радона известны. Прометий тоже живет достаточно долго, чтобы получить его в виде компактного кусочка. В виде кусочков металлов получены америций, кюрий, берклий, калифорний, эйнштейний. Но уже фермий (элемент № 100) не был получен в весовых количествах, в год получают всего миллиард его атомов, причем не в одном месте. Все элементы с атомным номером больше 100 получают в ничтожных количествах. Получить их в виде простого вещества, а не атомов, «размазанных» по мишени, в большинстве случаев невозможно. А приводящиеся температуры плавления плотности, как правило, рассчитаны, а не определены экспериментально:
Сплавы будущего: найден уникальный способ соединять металлы в нанокристаллы
Новая методика позволяет объединить два почти любых металла в новые типы «интерметаллических нанокристаллов», которые могут быть полезны для целого ряда приложений
Смешивание металлов в сплавах давно используется для точной настройки определенных свойств материалов, таких как проводимость и прочность, в зависимости от областей их применения. Эти области становятся шире, если из сплавов можно сформировать нанокристаллы, крошечные шарики из атомов, формирующие повторяющийся узор. Проблема в том, что стандартного способа изготовления этих интерметаллических соединений не существует, и поэтому на сегодняшний день было создано лишь несколько комбинаций из потенциальных десятков тысяч.
В рамках нового исследования инженеры ETH Zurich разработали новую методику создания подобных нанокристаллов, которая (по их словам) интуитивно проста и понятна. Она основана на амальгамировании, когда один твердый металл растворяется во втором, находящемся в жидкой форме, обычно с низкой температурой плавления (например, как у ртути).
Команда начала с нанокристаллов одного металла, к которым добавила молекулярные соединения, называемые амидами и содержащими второй металл, а затем нагрела смесь до 300 ° C. Это вызвало разрушение химических связей в амидах, в результате чего второй металл начал скапливаться на поверхности нанокристаллов в виде жидкости. Вскоре он просочился внутрь, образуя новую кристаллическую решетку, в которой атомы двух разных металлов были рассредоточены равномерно. Как только такая смесь остывает, она формирует новую интерметаллическую нанокристаллическую структуру.
«Мы поражены, насколько эффективно подобное объединение в наномасштабе», — заявил Максим Ярема, ведущий автор исследования. «Наличие одного жидкого металлического компонента — ключ к быстрому и равномерному легированию каждого нанокристалла».
Используя этот метод, команде удалось создать интерметаллические нанокристаллы, смешивая несколько разных пар металлов. Галлий был особо популярен благодаря своей низкой температуре плавления в 30 ° C, и в ходе работы инженеры опробовали его сочетание с золотом, серебром, медью, никелем и палладием. Последний также хорошо работал в качестве основы, и команда смешала его с индием и цинком.
Важно отметить, что, по словам исследователей, в этой технике можно использовать практически любые металлы, смешивать их в разных соотношениях и формировать нанокристаллы разного размера. Все это открывает широкий спектр применения нанокристаллов в качестве катализаторов, в аккумуляторах, устройствах хранения данных и других электронных компонентах.