ХІХ ВЕК - Драгоценные камни в древности
Современная история создания искусственных самоцветов началась в 1837 г., когда французский химик Марк Годен, сплавив две соли - квасцы (сульфат калия и алюминия) и хромат калия, получил кристаллы рубина весом примерно в 1 карат (0,2 г). Эксперименты Годена явились продолжением ряда аналогичных исследований, проводимых минералогами, которые пытались воспроизвести или смоделировать естественную кристаллизацию в породах. Самые ранние из таких экспериментов были выполнены в Англии Холлом и Уоттом, изучавшими кристаллизацию лав в окрестностях Эдинбурга, а также на Этне и Везувии.
Успешный синтез Годена был воспроизведен рядом других французских и немецких химиков, экспериментировавших с различными солями в качестве компонентов для получения рубина. Работы того времени заложили основы метода получения кристаллов, который теперь известен как выращивание с флюсом или, по терминологии специалистов, кристаллизация из раствора в расплаве. Этот метод основан на растворении материалов с высокой точкой плавления в растворителе, или "флюсе", имеющем значительно более низкую точку плавления. Кристаллы тугоплавкого компонента получают путем охлаждения раствора-расплава или испарением растворителя аналогично тому, как кристаллы сульфата меди образуются из водного раствора. Получение кристаллов рубина стало возможным только благодаря тому, что было уже известно, что рубин состоит из окиси алюминия и примеси окиси хрома, придающей ему красный цвет. Одновременно с попытками добиться прогресса в деле получения крупных кристаллов рубина Дж. Эбельмен искал способ получения кристаллов изумруда. Он растворял низкосортный изумруд в расплавленной окиси бора В2О3, поэтому в его опытах имела место скорее рекристаллизация, а не синтез, другими словами, кристаллы образовывались из собственных химических компонентов. Эбельмену не удалось получить изумруд ювелирного качества, и первому успешному синтезу этого минерала предстояло ждать еще 40 лет - до 1888 г., когда Отфель и Перре ввели новые растворители - молибдат лития Li2MoО4 и ванадат лития Li2VO3. Образующиеся кристаллы изумруда были очень мелкими, но впоследствии модификация этого метода была успешно применена в промышленном производстве ювелирного изумруда.
Первые эксперименты обычно проводились с использованием печей крупных фабрик. Электроэнергия для печей являлась новшеством в то время, когда повсеместно применялся газ или твердое топливо. Эксперименты Эбельмена, например, выполнялись на знаменитой французской фабрике фарфора в Севре, а фабрика по производству стекла в Сен-Гобене стала местом проведения другой серии знаменитых экспериментов Эдмона Фреми и его учеников. Фреми занимался исключительно рубином, "минералом, который, вероятно, больше, чем другие, испытывал смекалку и ум химиков". В 1877 г. Фреми и Фейль описали эксперимент, в ходе которого 20 - 30 кг раствора окиси алюминия в расплаве окиси свинца нагревали в течение 20 сут. в большом фарфоровом сосуде. Кристаллизация явилась результатом одновременно протекающих процессов испарения раство-рителя и химической реакции со стенками сосуда и печными газами, например с водяным паром. Несмотря на большой объем расплавов, размер кристаллов был очень мал, что объясняется неудовлетворительным регулированием температуры печи. Кристаллы Фреми были выставлены в Естественно-историческом музее в Париже. К. Нассау и Дж. Нассау сообщали об одном эксперименте, когда в 12-литровом тигле было получено 24 000 кристаллов общим весом 1200 г. Подобного рода попытки продолжались вплоть до XX в., но экспериментаторам не удалось разрешить проблему ограничения количества зарождающихся кристаллов. Рубины были слишком мелкими, а стоимость производства слишком высокой, чтобы они могли составить коммерческую конкуренцию натуральным камням. Тем не менее, некоторые искусственные кристаллы использовались в ювелирных изделиях. Подробное описание экспериментов Фреми дается в книге "Синтез рубинов", опубликованной в 1891 г.
Временная утрата интереса к методу с использованием флюсов (плавней) произошла в результате развития более перспективного метода плавления в пламени горелки. Примерно в 1886 г. на рынке появился и приобрел большой спрос новый тип кристаллов рубина, обладающих лучшей формой и качеством по сравнению с кристаллами Фреми. Они получили название женевского рубина, хотя точное место и метод их производства были неизвестны; широко сообщалось только, что эти камни сумел сделать некий "предприимчивый священник". До недавнего времени полагали, что эти рубины были "реконструированы" путем сплавления мелких кусочков рубина, но, согласно К. Нассау, они скорее всего были получены плавлением порошка в простой кислородной горелке.
Успех женевского рубина произвел особенно большое впечатление на одного из учеников Фреми Огюста Вернейля. Он начал серию экспериментов по кристаллизации рубина методом плавления в пламе-ни без использования флюса. К 1891 г. Вернейль разработал новую, очень удачную печь, работавшую на смесях угольного газа и кислоро-да или водорода и кислорода, в которой могла быть достигнута температура до 2050° С, достаточная для плавления рубина, и получил кристаллы, значительно превосходящие женевские. Хотя подробности конструкции горелки Вернейля были опубликованы лишь в 1904 г., его работа послужила твердой основой для успешного производства самоцветов в широком масштабе.
Похожие статьи
-
Первые искусственные драгоценные камни - Драгоценные камни в древности
Можно предположить, что количество имеющихся драгоценных минералов, особенно ввозимого извне лазурита, явно не удовлетворяло спрос. Первой попыткой...
-
Введение., Ранние этапы развития искусственных камней - Драгоценные камни в древности
Использование минералов и различных костей животных в целях украшения и охраны от злых духов имеет очень давнюю историю. Впервые ювелирные украшения...
-
От древних времен до Средневековья - Драгоценные камни в древности
Ювелирные изделия очень широко использовались и в других ранних цивилизациях, например в текстах Ветхого и Нового завета уже упоминается несколько...
-
Кремний - камень, дающий огонь - Физические и химические свойства кремния
Третьим элементом, наиболее распространенным в природе, является кремний. Название этого элемента произошло от латинского "ляпис креманс", что значит -...
-
Драгоценные бериллы - Бериллий
Основной минерал бериллия - берилл относится, как известно, к полудрагоценным камням. Но когда говорят о четырех его разновидностях - изумруде,...
-
Введение, Химия древности - Естественнонаучные концепции развития химических знаний
Химия - наука, изучающая вещества и их превращения. Превращения веществ, изменение их состава и (или) строения происходят в результате химических...
-
Технология производства соляной кислоты - Анализ и технологическая оценка химического производства
Соляная кислота--бесцветная жидкость, представляющая собой раствор хлористого водорода в воде. Она энергично растворяет многие металлы и их окислы. В...
-
Новый класс металлорганических соединений, имеющий двухслойную структуру, называется "сэндвичевые соединения". Наиболее изученным из них является...
-
Полисульфидный способ - Тиосульфат натрия
Проводят за уравнением: Для приготовления раствора полисульфида Na2S2 используют горячий раствор сернистого натрия (70?С), обычно щелок, получае-мый...
-
Фенол - Разработка технологической схемы получения анизола и крезола
Фено?л (оксибензол, устар. карболовая кислота) C6H5OH -- бесцветные игольчатые кристаллы, розовеющие на воздухе из-за окисления, приводящего к...
-
Применение - Важнейшие представители полимеров
В строительной технике полистирол в основном применяют для производства пенополистирола методом поризадии полистирола, в результате чего он получает...
-
ГРИНЬЯР ФРАНСУА - Жизнь и деятельность знаменитых ученых-химиков
Гриньяр Франсуа Огюст Виктор (6.V.1871-13.XII.1935) - французский химик-органик. Осуществил (1900) первые синтезы органических соединений посредством...
-
Одно дерево бразильской гевеи в среднем, до недавнего времени, было способно давать лишь 2-3 кг каучука в год; годовая производительность одного гектара...
-
Актуальность темы. В современных условиях глобальной конкуренции на все более интегрирующихся мировых рынках, развитие химической промышленности...
-
Общее описание метода В настоящее время самым современным и наиболее эффективным с экономической точки зрения является сбалансированный процесс...
-
Технология получения стекла Технология получения стекла состоит из двух производственных циклов. Цикл технологии стекломассы включает операции: А)...
-
Введение., Способы получения перхлоратов - Производство перхлоратов в промышленности
Получение перхлората калия или перхлоратов вообще имеет большое значение для промышленности. Ведь перхлораты широко используются как в проведении...
-
Понятие кристаллизации Кристаллизамция -- процесс фазового перехода вещества из жидкого состояния в твердое кристаллическое с образованием кристаллов....
-
Открытие Пастера - Оптические изомеры и их влияние на организм человека
Оптическую активность кристаллов физики связывали с их асимметричностью; полностью симметричные кристаллы, например, кубические кристаллы поваренной соли...
-
Открытие циркония - Великие открытия Йенса Якоба Берцелиуса
Через 35 лет после опытов Клапрота Йенсу Якобу Берцелиусу удалось получить металлический цирконий. Берцелиус восстановил фторцирконат калия металлическим...
-
Методы, применяющиеся для синтеза мультиферроиков - Мультиферроики
Для синтеза мультиферроиков используются различные методы синтеза. К ним относятся: спекание, гидротермальный синтез, соосаждение, золь-гель метод,...
-
Неконструкционное применение магния - Магний и его сплавы. Резиновые материалы. Быстрорежущая сталь
Благодаря большому химическому сродству к кислороду магний способен отнимать его у многих оксидов, также как и хлор у хлоридов. На этом свойстве магния...
-
Действие на организм, Получение аммиака - Аммиак
Аммиак сильно раздражает слизистые оболочки уже при 0,5%-ном содержании его в воздухе. Острое отравление аммиаком вызывает поражения глаз и дыхательных...
-
Заключение - Естественнонаучные концепции развития химических знаний
В прошлом веке специально подчеркивалось, что "химия занимается не телами, а веществами" (Д. И.Менделеев), то теперь мы являемся свидетелями того, как...
-
Применение, Биологическая роль - Сера и ее роль в жизни
Около половины производимой серы используется на производство серной кислоты, около 25% расходуется для получения сульфитов, 10-15% -- для борьбы с...
-
Получение - Сера и ее роль в жизни
Серу получают, в основном, выплавляя ее из горных пород, содержащих самородную (элементарную) серу. Так называемый геотехнологический способ позволяет...
-
Физико-химические свойства кремния - Физические и химические свойства кремния
Кремний - это мелкий бурый порошок или серые, твердые, но довольно хрупкие кристаллы (пл. 2,4). В кристаллическом состоянии кремний хорошо проводит...
-
Для получения золота используются его основные физические и химические свойства: присутствие в природе в самородном состоянии, способность реагировать...
-
Физика низких температур, Низкие температуры - Свойства веществ при низких температурах
Низкие температуры Низкие температуры, криогенные температуры, обычно температуры, лежащие ниже точки кипения жидкого воздуха (около 80 К). Такие...
-
Введение - Экономико-математические модели управления запасами
Разница в ритме производства продукции у различных поставщиков, дискретность процесса поставок, возможность случайных колебаний в интенсивности...
-
Требования к современному эксперименту - Основы научных исследований
В данном курсе под физическим экспериментом будем понимать любое взаимодействие с внешними объектами, направленное на получение новой информации. Поэтому...
-
Способы получения элемента. - Галлий
Даже такая, казалось бы, ничтожная концентрация этого элемента, как в золе каменных углей, считается вполне достаточной для его промышленного извлечения....
-
Космические и земные профессии запоминающих сплавов - Металлы и сплавы в химии и технике
Возможности практического применения сплавов, обладающих уникальным свойством запоминать форму, исключительно разнообразны и заманчивы. Здесь перед...
-
Получение, Промывка - Особенности получения и применения золота
Для получения золота используются его основные физические и химические свойства: присутствие в природе в самородном состоянии, способность реагировать...
-
Алюминий - самый распространенный в земной коре металл. На его долю приходится 5,5-6,6 мол. доли % или 8 масс. %. Главная масса его сосредоточена в...
-
Средства по уходу за губами - Химия в косметике
Губная помада, является особенно распространенным видом декоративной косметики. В зависимости от назначения их выпускают гигиенические, для окраски губ,...
-
Практическое применение - Йодометрия
Йодометрия является весьма универсальным методом. Йодометрически можно определять восстановители, окислители, кис-лоты и вещества, не обладающие...
-
Практическое применение - Методы осаждения
Наиболее широкое применение в практике имеет метод Фоль-гарда (тиоцианатометрия), с помощью которого находят содержа-ние галогенидов в кислой среде....
-
Введение - Производство ацетона
Актуальность темы . Ацетон (или диметилкетон) является простейшим представителем кетонов. Является бесцветной легкоподвижной летучей жидкостью с...
-
В XVI веке были предприняты первые попытки выплавлять цинк в заводских условиях. Но производство "не пошло", технологические трудности оказались...
ХІХ ВЕК - Драгоценные камни в древности