KỂ CHUYỆN VỀ KIM LOẠI - QUYỂN 2
Từ xa xưa, con người đã làm quen với quặng kẽm: ngay từ thời cổ đại, hơn ba ngàn năm về trước, nhiều dân tộc đã biết nấu luyện đồng thau là hợp kim của đồng với kẽm. Nhưng suốt một thời gian dài, các nhà hóa học và luyện kim không thể thu được kẽm ở dạng tính khiết,: tách được thứ kim loại này ra khỏi oxit của nó đâu phải là việc dễ dàng...
KÏÍ CHUYÏÅN VÏÌ KIM LOAÅI (quyïín 2) 1
MUÅC LUÅC
Zn..........................................................................................................................................3
“Têëm vaãi phuã” cuãa theáp ................................................................................3
Zr ........................................................................................................................................ 18
“Trang phuåc” cuãa nhûäng thanh urani .....................................................18
Nb ....................................................................................................................................... 29
Thûá böën mûúi möët ........................................................................................29
Mo ....................................................................................................................................... 39
Baån àöìng minh cuãa sùæt ...............................................................................39
Ag ....................................................................................................................................... 53
Kim loaåi cuãa mùåt trùng...............................................................................53
Sn ....................................................................................................................................... 70
“Cûáng” maâ laåi... mïìm ...................................................................................70
Ta........................................................................................................................................ 82
Sinh trûúãng trong àau khöí .........................................................................82
W ........................................................................................................................................ 90
Keã cho ta aánh saáng.......................................................................................90
Pt ...................................................................................................................................... 102
Sau ba lêìn khoáa ..........................................................................................102
Au ..................................................................................................................................... 113
“Vua cuãa caác kim loaåi” – kim loaåi cuãa caác vua.....................................113
Hg ..................................................................................................................................... 132
“Nûúác baåc” ....................................................................................................132
http://ebooks. vdcmedia. com
2
Pb...................................................................................................................................... 144
Keã diïåt trûâ àïë chïë La Maä ..........................................................................144
U ....................................................................................................................................... 157
Nhiïn liïåu cuãa thïë kyã XX .........................................................................157
http://ebooks. vdcmedia. com
KÏÍ CHUYÏÅN VÏÌ KIM LOAÅI (quyïín 2) 3
Zn
“TÊËM VAÃI PHUÔ CUÃA THEÁP
Höìi àêìu nhûäng nùm 60, taåi vuâng ven triïìn nuái bùæc Capcazú
àaä tiïën haânh nhûäng cuöåc khai quêåt khaão cöí hoåc úã laâng cöí Mesöco.
Tûâ xa xûa lùæm, khoaãng 2.500 nùm trûúác cöng nguyïn, àêy laâ núi
sinh söëng cuãa caác böå laåc chùn nuöi suác vêåt; nhûäng böå laåc naây àaä
biïët sûã duång cöng cuå lao àöång laâm bùçng àöìng vaâ àöìng àoã. Trong söë
nhiïìu àöì trang sûác nhoã laâm bùçng kim loaåi tòm thêëy úã àêy, coá möåt
vêåt nhoã mêìu nêu húi àiïím àöi chuát xanh luåc, hònh öëng nhoã, han gó
nùång, àaä khiïën moåi ngûúâi phaãi chuá yá àùåc biïåt. Coá leä xûa kia noá laâ
vêåt àeo úã cöí cuãa möåt thiïëu phuå “ùn diïån”. Thûá àöì trang sûác nhoã
moån naây coá gò maâ hêëp dêîn caác nhaâ khaão cöí hoåc vaâ caác nhaâ sûã hoåc
hiïån àaåi àïën thïë?
Pheáp phên tñch bùçng quang phöí àaä cho biïët rùçng, trong vêåt
liïåu laâm thûá àöì trang sûác hònh öëng naây, keäm chiïëm ûu thïë roä rïåt.
Phaãi chùèng thûá kim loaåi naây àaä tûâng biïët àïën tûâ ngoát nùm ngaân
nùm trûúác àêy?
Tûâ xa xûa, con ngûúâi àaä laâm quen vúái quùång keäm: ngay tûâ
thúâi cöí àaåi, hún ba ngaân nùm vïì trûúác, nhiïìu dên töåc àaä biïët nêëu
luyïån àöìng thau laâ húåp kim cuãa àöìng vúái keäm. Nhûng suöët möåt
thúâi gian daâi, caác nhaâ hoáa hoåc vaâ luyïån kim khöng thïí thu àûúåc
keäm úã daång tinh khiïët: taách àûúåc thûá kim loaåi naây ra khoãi oxit cuãa
noá àêu phaãi laâ viïåc dïî daâng. Àïí phaá àûát súåi dêy gùæn boá giûäa keäm
vúái oxi, phaãi coá nhiïåt àöå cao hún hùèn nhiïåt àöå söi cuãa keäm, vò vêåy,
khi gùåp khöng khñ, húi keäm vûâa sinh ra laåi kïët húåp vúái oxi àïí trúã
thaânh oxit.
Möåt thúâi gian daâi, ngûúâi ta khöng phaá nöíi caái voâng kheáp kñn
luêín quêín êëy. Thïë röìi àïën khoaãng thïë kyã thûá V trûúác cöng nguyïn,
http://ebooks. vdcmedia. com
X .I. V e n e t x k i 4
nhûäng ngûúâi thúå ÊËn Àöå vaâ Trung Hoa àaä biïët ngûng tuå húi keäm
trong caác bònh bùçng àêët seát kñn mñt maâ khöng khñ khöng loåt vaâo
àûúåc. Bùçng caách àoá, hoå àaä thu àûúåc möåt thûá kim loaåi maâu trùæng
phún phúát xanh. Sau àoá vaâi trùm nùm, möåt söë nûúác úã chêu Êu
cuäng nùæm àûúåc kyä thuêåt luyïån keäm. Chùèng haån, úã Tranxinvania
thuöåc laänh thöí Rumani ngaây nay (höìi àêìu cöng nguyïn, àêy laâ
tónh Àakia cuãa àïë chïë La Maä) àaä tòm thêëy möåt tûúång thúâ àûúåc àuác
bùçng húåp kim chûáa nhiïìu keäm (hún 85%). Nhûng vïì sau, bñ quyïët
cuãa viïåc àiïìu chïë kim loaåi naây àaä bõ thêët truyïìn. Cho àïën giûäa thïë
kyã XVII, keäm vêîn àûúåc àûa tûâ caác nûúác phûúng Àöng àïën chêu Êu
vaâ àûúåc coi laâ moán haâng khan hiïëm.
Chñnh vò thïë maâ hiïån vêåt tòm àûúåc úã Mesöco àaä laâm cho caác
nhaâ khaão cöí hoåc phaãi kinh ngaåc vaâ quan têm àïën nhû vêåy. Qua
phên tñch möåt lêìn nûäa, caác vaåch quang phöí vêîn khùèng àõnh rùçng,
vêåt naây chó göìm keäm vaâ möåt ñt taåp chêët laâ àöìng maâ thöi. Coá thïí,
vêåt trang sûác bùçng keäm naây coá nguöìn göëc muöån hún vaâ ngêîu nhiïn
loåt vaâo àaám àöì vêåt thêåt sûå rêët cöí chùng? Song giaã thuyïët naây trïn
thûåc tïë àaä bõ baác boã, vò sau khi xem xeát laåi thêåt chñnh xaác caác àiïìu
kiïån khai quêåt thò thêëy rùçng, vêåt trang sûác bùçng keäm naây àûúåc
tòm thêëy úã àöå sêu tûúng ûáng vúái thiïn niïn kyã thûá ba trûúác cöng
nguyïn; núi àêy, nhûäng àöì vêåt “treã hún” chûa chùæc àaä rúi vaâo àûúåc.
Khöng loaåi trûâ khaã nùng vêåt trang sûác tòm thêëy úã Mesöco laâ àöì vêåt
cöí nhêët trong têët caã caác saãn phêím bùçng keäm maâ chuáng ta biïët hiïån
nay.
Thúâi trung cöí àaä àïí laåi cho chuáng ta khaá nhiïìu tû liïåu noái vïì
keäm. Möåt söë taâi liïåu cuãa ÊËn Àöå vaâ Trung Hoa thuöåc thïë kyã thûá VII
vaâ thûá VIII àaä àïì cêåp àïën vêën àïì nêëu luyïån thûá kim loaåi naây. Nhaâ
du lõch nöíi tiïëng quï úã Venezia (nûúác Italia) tïn laâ Marco Pölo
tûâng àïën thùm Ba Tû höìi cuöëi thïë kyã XIII àaä kïí laåi trong quyïín
saách cuãa mònh vïì caách luyïån keäm cuãa nhûäng ngûúâi thúå Ba Tû. ÊËy
thïë maâ maäi àïën thïë kyã XVI, kim loaåi naây múái bùæt àêìu àûúåc goåi laâ
“keäm” sau khi thuêåt ngûä naây xuêët hiïån trong taác phêím cuãa
Paratxen - nhaâ baác hoåc nöíi tiïëng thúâi kyâ phuåc hûng. Trûúác àoá, kim
loaåi naây chùèng coá tïn goåi hùèn hoi: baåc giaã, spenter, tucia, spauter,
thiïëc ÊËn Àöå, conterfei. Tïn La tinh maâ noá àaä mang (“zincum”) coá
http://ebooks. vdcmedia. com
KÏÍ CHUYÏÅN VÏÌ KIM LOAÅI (quyïín 2) 5
nghôa laâ “sùæc trùæng” (theo möåt ûác thuyïët khaác thò tïn goåi naây lêëy
göëc úã tûâ Àûác cöí “zinco”, nghôa laâ “vaãy caá úã mùæt”).
Nùm 1721, nhaâ hoáa hoåc kiïm nhaâ luyïån kim ngûúâi Àûác tïn
laâ Johann Fridrich Henkel (trong thúâi gian du hoåc úã Freiberg,
chaâng Lúmanöxop treã tuöíi àaä hoåc öng thêìy naây) àaä taách àûúåc keäm
tûâ khoaáng vêåt ganmei. Henkel àaä “àöët” ganmei vaâ tûâ àaám “tro”
múái sinh ra, öng thu àûúåc keäm kim loaåi saáng lêëp laánh maâ trong caác
taác phêím cuãa mònh, öng àaä vñ noá vúái chim phûúång hoaâng höìi sinh
tûâ àöëng tro taân.
Nhaâ maáy luyïån keäm àêìu tiïn úã chêu Êu àaä àaä àûúåc xêy dûång
nùm 1743 taåi thaânh phöë Brixtön (nûúác Anh), tûác laâ böën nùm sau
khi Jön Champion nhêån àûúåc bùçng phaát mònh vïì phûúng phaáp
chûng cêët àïí àiïìu chïë keäm tûâ caác quùång keäm oxit. Vïì nguyïn tùæc,
cöng nghïå úã Brixtön khöng khaác gò mêëy so vúái cöng nghïå maâ caác
nhaâ luyïån kim vö danh thúâi xûa àaä sûã duång, nhûng vò hoå khöng
coân söëng àïí àùng kyá phûúng phaáp naây nïn caânh nguyïåt quïë daânh
cho ngûúâi phaát minh ra quy trònh cöng nghïå saãn xuêët keäm àaä rúi
vaâo tay “Nhaâ vö àõch” (Champion coá nghôa laâ “nhaâ vö àõch”). Gêìn
hai mûúi nùm sau àoá, Champion tiïëp tuåc kiïn trò “ têåp luyïån”
trong lônh vûåc nêëu luyïån keäm vaâ àaä hoaân thiïån àûúåc möåt quy trònh
nûäa, trong àoá, nguyïn liïåu khöng phaãi laâ quùång oxit maâ laâ quùång
sunfua.
Nïëu nhû nhaâ maáy úã Brixtön möîi nùm laâm ra 200 têën keäm,
thò nay nay, saãn lûúång kim loaåi naây trïn thïë giúái àaä lïn àïën haâng
triïåu têën. Vïì quy mö saãn xuêët thò keäm chiïëm võ trñ thûá ba trong söë
caác kim loaåi maâu, chó thua caác bêåc àaân anh tûâng àûúåc thûâa nhêån
trong ngaânh kim loaåi maâu laâ nhöm vaâ àöìng. Nhûng keäm coá möåt ûu
àiïím khöng thïí chöëi caäi: so vúái àaä söë caác kim loaåi cöng nghiïåp, giaá
thaânh cuãa noá thêëp vò noá dïî àiïìu chïë (trïn thõ trûúâng thïë giúái, chó coá
sùæt vaâ chò reã hún keäm). Bïn caånh phûúng phaáp chûng cêët cöí xûa,
caác nhaâ maáy luyïån keäm ngaây nay àang sûã duång röång raäi phûúng
phaáp àiïån phên, trong àoá, keäm lùæng àoång laåi trïn caác catöt bùçng
nhöm vaâ sau àêëy àûúåc nêëu laåi trong loâ caãm ûáng.
http://ebooks. vdcmedia. com
X .I. V e n e t x k i 6
Möåt àiïìu thuá võ laâ nhaâ phaát minh ngûúâi Anh rêët coá tïn tuöíi
Henry Bessemer tûâng nöíi tiïëng vïì viïåc phaát minh ra loâ chuyïn àïí
luyïån theáp, cuäng àaä thiïët kïë möåt caái loâ duâng nùng lûúång mùåt trúâi,
trong àoá coá thïí nêëu àûúåc keäm hoùåc àöìng. Tuy nhiïn, loâ naây chûa
hoaân haão vïì mùåt kyä thuêåt, vaã laåi, nhûäng àiïìu kiïån thiïn nhiïn cuãa
xûá súã muâ sûúng naây khöng thuêån lúåi cho viïåc sûã duång noá trong
thûåc tïë.
Nhû ngûúâi ta vêîn noái, keäm àaä ài vaâo cuöåc söëng lao àöång cuãa
mònh tûâ rêët lêu trûúác khi ra àúâi: caác nhaâ luyïån kim thúâi cöí xûa àaä
neám nhûäng cuåc àaá maâu xaám chûáa caác húåp chêët cuãa keäm vaâo lûãa
cuâng vúái than, quùång àöìng vaâ àaä thu àûúåc àöìng thau - möåt húåp
kim tuyïåt diïåu coá àöå bïìn vaâ deão cao, chõu àûång àûúåc sûå ùn moân vaâ
coá maâu sùæc àeåp, hay noái cho àuáng hún laâ coá khoaãng biïën àöíi maâu
sùæc tuây thuöåc vaâo haâm lûúång keäm vaâ caác thaânh phêìn khaác. Khöng
nhû àöìng àoã thöng thûúâng, úã nûúác Nga ngaây xûa ngûúâi ta goåi àöìng
thau laâ àöìng vaâng: khi tùng haâm lûúång keäm, maâu sùæc cuãa húåp kim
thay àöíi tûâ àoã nhaåt àïën vaâng tûúi. Nïëu pha thïm möåt ñt nhöm thò
àöìng thau coá maâu tûúi maát, húi giöëng vaâng vaâ hiïån nay àûúåc duâng
laâm huy hiïåu vaâ àöì myä nghïå. Tûâ xûa, Aristote àaä mö taã thûá àöìng
naây laâ thûá àöìng “chó khaác vaâng úã muâi võ maâ thöi”. Roä raâng, thûá
“àöìng giöëng nhû vaâng” êëy chùèng phaãi laâ caái gò khaác maâ laâ àöìng
thau àêëy thöi.
Möåt thúâi gian daâi ngûúâi ta cho rùçng, tûúång kyã niïåm Minin vaâ
Pogiacxki àûúåc dûång höìi àêìu thïë kyã trûúác trïn Quaãng trûúâng Àoã úã
Maxcúva laâ bùçng àöìng àoã. Nhûng cöng taác phuåc chïë gêìn àêy àaä
àñnh chñnh àiïìu àoá: hoáa ra khöng phaãi laâ àöìng àoã maâ chñnh laâ àöìng
thau àaä àûúåc duâng cho taác phêím kyâ diïåu cuãa nhaâ àiïu khùæc I. P.
Martöt.
ÚÃ ÊËn Àöå coá laâng Bidar nöíi tiïëng búãi nhûäng thûá àöì trang trñ
maâ caác nghïå nhên àõa phûúng laâm ra tûâ húåp kim cuãa àöìng, keäm vaâ
thiïëc. Caác àöì myä nghïå nhû bònh àûång nûúác, àôa, tûúång nhoã àûúåc
traáng möåt dung dõch àùåc biïåt àïí cho kim loaåi trúã thaânh àen tuyïìn.
Sau àêëy, caác hoåa sô khùæc lïn àêëy nhûäng böng hoa hoùåc nhûäng hònh
veä trang trñ tröng y nhû khaãm baåc vêåy. Caác hònh veä trang trñ naây
http://ebooks. vdcmedia. com
KÏÍ CHUYÏÅN VÏÌ KIM LOAÅI (quyïín 2) 7
khöng bao giúâ bõ múâ ài. Do vêåy, caác saãn phêím myä nghïå cuãa Bidar
rêët nöíi tiïëng khöng nhûäng úã ÊËn Àöå, maâ coân úã nhiïìu nûúác khaác.
Thöng thûúâng, keäm vaâ àöìng trong caác húåp kim laâ àöi baån
àöìng minh, chuáng böí sung vaâ caãi thiïån tñnh chêët cho nhau. Thïë maâ
gêìn àêy, chuáng úã trong tònh traång “caånh tranh lêîn nhau” vaâ chñnh
keäm àaä loaåi àöìng ra khoãi húåp kim. Àiïìu àoá àaä xaãy ra úã Myä, núi maâ
cho àïën gêìn àêy, àöìng xen (àöìng tiïìn nhoã nhêët cuãa Myä) vêîn àûúåc
dêåp tûâ húåp kim chûáa 95% àöìng vaâ 5% keäm. Caách àêy mêëy nùm
ngûúâi ta quyïët àõnh thay àöíi thaânh phêìn cuãa húåp kim. Vêîn nhûäng
nguyïn töë êëy coá mùåt trong húåp kim, nhûng vúái tyã lïå hoaân toaân
khaác hùèn: 97,6% keäm vaâ veãn vaån chó coá 2,4 % àöìng. Súã dô coá sûå
“thay bêåc àöíi ngöi” nhû vêåy laâ vò keäm reã hún àöìng rêët nhiïìu, do àoá,
àïì nghõ húåp lyá hoáa cuãa caác nhaâ taâi chñnh àaä hûáa heån möåt moán lúåi
khöng nhoã cho ngên khöë
Khaá nhiïìu húåp kim cuãa keäm àaä àûúåc biïët àïën (pha thïm
nhöm, àöìng, magie, vúái lûúång khöng àaáng kïí), maâ àùåc àiïím nöíi bêåt
cuãa chuáng laâ rêët dïî àuác vaâ coá nhiïåt àöå noáng chaãy thêëp. Tûâ caác húåp
kim naây, ngûúâi ta àuác àûúåc nhûäng chi tiïët phûác taåp coá thaânh moãng
vaâ nhûäng saãn phêím chñnh xaác khaác, trong àoá coá nhûäng con chûä in
cúä nhoã. Höìi giûäa thïë kyã trûúác, theo thiïët kïë cuãa nhaâ àiïu khùæc
ngûúâi Nga I. P. Vitali, ngûúâi ta àaä àuác vaâ dûång úã phoâng
Gheorghiepxki trong cung lúán àiïån Cremli úã Maxcúva mûúâi taám
cêy cöåt bùçng keäm coá hoa vùn trang trñ vaâ nhûäng bûác tûúång mang
nhûäng voâng hoa nguyïåt quïë.
Möåt ngûúâi úã Cöång hoâa dên chuã Àûác coá möåt böå sûu têåp àöåc àaáo
vïì caác vêåt àuác bùçng keäm. Mêëy chuåc nùm qua, öng àaä duâng keäm àïí
tûå tay àuác nhûäng hònh ngûúâi vaâ àöång vêåt nhoã, cao khöng quaá 5 cm.
Böå sûu têåp naây göìm khoaãng 1500 phöëi caãnh rêët thuá võ. Tuyïåt diïåu
nhêët trong söë àoá laâ phöëi caãnh noái vïì trêån àaánh úã gêìn Lepzich nùm
1813, taåi àoá, àöåi quên cuãa Napolïon chûa laåi sûác sau trêån
Boroàinö àaä bõ thua thïm möåt trêån lúán nûäa khi àaánh nhau vúái liïn
quên caác nûúác Nga, Phöí, aáo vaâ Thuåy Àiïín. Phöëi caãnh “trêån àaánh
cuãa caác dên töåc” göìm khoaãng möåt ngaân phêìn tûã - àoá laâ nhûäng
ngûúâi lñnh vaâ ngûåa, xe cöå, vuä khñ.
http://ebooks. vdcmedia. com
X .I. V e n e t x k i 8
ÚÃ möåt chûâng mûåc àaáng kïí, nhiïåt àöå noáng chaãy khöng cao
lùæm cuãa keäm (khoaãng 420 àöå C) àaä laâm cho nhaâ sûu têåp ngûúâi Àûác
phaãi say mï. Nhiïìu tñnh chêët cuãa kim loaåi naây phuå thuöåc vaâo àöå
tinh khiïët cuãa noá. Thöng thûúâng, keäm dïî tiïu hoáa trong caác axit,
nhûng nïëu àöå tinh khiïët àaåt àïën “nùm con söë chñn” (99,999%) thò
chñnh caác axit êëy khöng thïí naâo àuång chaåm àûúåc àïën keäm ngay caã
khi nung noáng. Àöëi vúái keäm, àöå tinh khiïët khöng nhûäng baão àaãm
cho noá trúã nïn “bêët khaã xêm phaåm vïì hoáa hoåc”, maâ coân àem laåi cho
noá tñnh deão cao: keäm tinh khiïët laåi dïî keáo thaânh súåi hïët sûác maãnh.
Coân keäm thûúâng duâng trong kyä thuêåt thò biïíu löå tñnh caách khaá bêët
thûúâng: noá chó cho pheáp caán thaânh daãi, thaânh laá, thaânh têëm trong
khoaãng nhiïåt àöå nhêët àõnh - tûâ 100 àïën 150 àöå C, coân úã nhiïåt àöå
bònh thûúâng vaâ cao hún 250 àöå C cho àïën àiïím noáng chaãy thò kim
loaåi naây rêët gioân, coá thïí dïî daâng nghiïìn naát thaânh böåt.
Trong caác nguöìn àiïån hoáa hoåc hiïån nay, caác têëm keäm àoáng
“vai troâ êm”, tûác laâ àûúåc duâng laâm àiïån cûåc êm - núi àêy diïîn ra
quaá trònh oxi hoáa kim loaåi. Lêìn àêìu tiïn, keäm àaä thûã sûác mònh
trong möi trûúâng hoaåt àöång naây nùm 1800, khi nhaâ baác hoåc ngûúâi
Italia laâ Alexanàro Vonta chïë taåo ra böå pin cuãa öng. Hai nùm sau
àoá, nhúâ möåt böå pin rêët lúán (so vúái thúâi bêy giúâ) göìm 4200 têëm àöìng
vaâ keäm maâ nhaâ baác hoåc Nga V. V. Petröp àaä lêìn àêìu tiïn taåo àûúåc
höì quang àiïån.
Nùm 1838, nhaâ kyä thuêåt àiïån ngûúâi Nga laâ B. X. Iacobi àaä
chïë taåo möåt chiïëc thuyïìn gùæn àöång cú àiïån maâ nguöìn àiïån laâ möåt
böå pin. Thuyïìn naây àaä xuöi ngûúåc doâng söng Nïva möåt thúâi gian,
chúã àûúåc 14 haânh khaách. Nhûng loaåi àöång cú naây toã ra khöng kinh
tïë, àiïìu àoá khiïën nhaâ hoáa hoåc ngûúâi Àûác laâ Iuxtux Libic (Justus
Liebig) coá cú súã àïí tuyïn böë: “Cûá trûåc tiïëp àöët than àïí thu nhiïåt
hoùåc sinh cöng coân phêìn coá lúåi hún nhiïìu so vúái chi phñ than àoá àïí
khai thaác keäm, röìi sau àoá sinh cöng trong caác àöång cú àiïån bùçng
caách àöët keäm trong caác böå pin”. Luác bêëy giúâ, nhûäng yá àöì sûã duång
sûác keáo cuãa caác àöång cú àiïån chaåy bùçng pin àaä khöng thu àûúåc kïët
quaã úã trïn caån. Nhaâ vêåt lyá hoåc nöíi tiïëng ngûúâi Anh laâ Jamú Jun
(James Precotr Joule) hònh nhû àaä coá lêìn nhêån xeát nûãa àuâa nûãa
http://ebooks. vdcmedia. com
KÏÍ CHUYÏÅN VÏÌ KIM LOAÅI (quyïín 2) 9
thêåt rùçng, chùèng thaâ nuöi ngûåa vêîn coân reã hún laâ phaãi thay keäm
trong caác böå pin.
Trong thúâi àaåi chuáng ta, yá tûúãng àoá àaä àûúåc söëng laåi: haâng
ngaân haâng vaån ö tö àiïån àang lûúát nhanh trïn caác neão àûúâng cuãa
nhiïìu nûúác, hún nûäa, khi choån nguöìn àöång lûåc, caác nhaâ thiïët kïë
thûúâng ûu chuöång loaåi ùcquy keäm - khöng khñ. Böå ùcquy naây thay
thïë cho haâng chuåc con ngûåa, noá cho pheáp ö tö chaåy àûúåc hún 100
kilömet maâ khöng cêìn “cho ùn thïm”, nghôa laâ khöng phaãi naåp
thïm àiïån. Nhûäng nguöìn àiïån tñ hon kiïíu nhû vêåy àang àûúåc sûã
duång trong caác maáy nghe, trong caác àöìng höì so giúâ, trong khñ cuå ào
àöå löå saáng (cuãa maáy aãnh), trong caác maáy tñnh loaåi nhoã. Trong böå
“pin vuöng” cuãa caác àeân pin boã tuái, dûúái lúáp voã giêëy coá ba öëng keäm:
khi chaáy (tûác laâ khi bõ oxi hoáa), keäm sinh ra doâng àiïån àïí thùæp
saáng boáng àeân pin. Àöëi vúái caác thiïët bõ lúán thò nguöìn àiïån rêët àaáng
tin cêåy, àuã sûác cung cêëp àiïån cho haâng chuåc khñ cuå cuâng möåt luác laâ
nhûäng böå ùæcquy coá àiïån cûåc bùçng baåc vaâ bùçng keäm. Chùèng haån,
möåt böå ùcquy nhû vêåy àaä laâm viïåc trïn möåt vïå tinh nhêån taåo cuãa
Liïn Xö bay voâng quanh traái àêët.
Cuöåc khuãng hoaãng nùng lûúång diïîn ra trong nhûäng nùm gêìn
àêy àaä buöåc nhiïìu töí chûác cúä lúán vïì khoa hoåc vaâ cöng nghiïåp phaãi
tòm kiïëm caác nguöìn nùng lûúång múái. Song nhûäng “tay chúi” nghiïåp
dû cuäng khöng chõu thua keám caác nhaâ saáng chïë chuyïn nghiïåp.
Chùèng haån, möåt ngûúâi thúå àöìng höì úã thaânh phöë Kiàerminxstú nûúác
Anh àaä sûã duång... quaã chanh bònh thûúâng vaâo cöng viïåc naây. Khi
cùæm vaâo quaã chanh möåt thanh keäm vaâ möåt thanh àöìng coá dêy dêîn
ra ngoaâi, nhaâ phaát minh naây nhêån àûúåc möåt nguöìn àiïån àöåc àaáo.
Do phaãn ûáng cuãa axit limonic vúái àöìng vaâ keäm, möåt doâng àiïån àaä
sinh ra, àuã cung cêëp cho möåt àöång cú tñ hon laâm quay têëm biïín
quaãng caáo trong tuã trûng baây cuãa hiïåu àöìng höì trong vaâi thaáng.
Chùèng leä àêy khöng phaãi laâ möåt phaát minh hay sao? Tiïëc thay,
theo tñnh toaán cuãa caác nhaâ chuyïn mön, àïí cung cêëp àuã àiïån cho
möåt maáy thu hònh chùèng haån, cêìn phaãi coá möåt böå pin laâm tûâ vaâi
triïåu quaã chanh.
Nhaâ sinh hoáa hoåc Menvin Canvin (Melvin Calvin) ngûúâi Myä
tûâng àûúåc giaãi thûúãng Nöben àaä àïì nghõ duâng möåt nguöìn àiïån
http://ebooks. vdcmedia. com
X .I. V e n e t x k i 10
thûåc vêåt maånh hún. Öng àaä hoaân chónh möåt böå pin mùåt trúâi, trong
àoá, keäm oxit vaâ chêët diïåp luåc cuãa thûåc vêåt cuâng nhau taåo ra doâng
àiïån. Tûâ bïì mùåt cuãa möåt “vûúân phaát àiïån maâu xanh” coá kñch thûúác
bùçng möåt cùn phoâng nhoã, coá thïí “thu hoaåch” àûúåc möåt nguöìn àiïån
coá cöng suêët 1 kilöoat.
Coá leä trong tûúng lai khöng xa, maâ coá thïí laâ ngay úã cuöëi thïë
kyã naây, chuáng ta seä àûúåc chûáng kiïën nhûäng thaânh tûåu múái cuãa
ngaânh nùng lûúång hoåc mùåt trúâi - thûåc vêåt, nhûng bêy giúâ thò haäy
trúã laåi thïë kyã trûúác àïí tòm hiïíu ba sûå kiïån quan troång coá liïn quan
trûåc tiïëp vúái keäm.
Sûå kiïån thûá nhêët xaãy ra nùm 1850: möåt ngûúâi Phaáp tïn laâ
Ghilo (Gillot) àaä àïì nghõ möåt phûúng phaáp àöåc àaáo àïí laâm baãn in
keäm. Hònh àûúåc veä bùçng tay lïn möåt têëm keäm bùçng möåt thûá mûåc
chöëng axit, sau àêëy duâng axit nitric àïí rûãa bïì mùåt têëm keäm. Khi
àoá, nhûäng chöî coá mûåc thò vêîn nguyïn veån, khöng bõ hû haåi gò, coân
nhûäng chöî khöng coá mûåc thò axit seä “ùn” keäm, taåo thaânh nhûäng vïët
loäm. Hònh veä seä trúã thaânh hònh nöíi vaâ khi in lïn giêëy thò seä nhêån
àûúåc hònh aãnh cêìn thiïët. Vïì sau, phûúng phaáp naây cuãa Ghilo àûúåc
hoaân thiïån thïm vaâ trúã thaânh phûúng phaáp laâm baãn keäm ngaây
nay, nhúâ noá maâ caác maáy in trïn toaân thïë giúái haâng ngaây àang taái
taåo laåi vö söë hònh veä vaâ tranh aãnh trong caác saách baáo vaâ taåp chñ.
Nùm 1887, nhaâ baác hoåc nöíi tiïëng ngûúâi Àûác laâ Heinrich
Rudolph Hertz àaä phaát hiïån ra hiïån tûúång hiïåu ûáng quang àiïån:
dûúái taác àöång cuãa aánh saáng, möåt chêët naâo àoá seä phaát ra caác àiïån
tûã. Möåt nùm sau, nhaâ vêåt lyá hoåc ngûúâi Nga laâ A. C. Xtoletöp àaä
nghiïn cûáu kyä lûúäng hiïåu ûáng quang àiïån naây. Taåi phoâng thñ
nghiïåm cuãa trûúâng àaåi hoåc töíng húåp Maxcúva, öng àaä tiïën haânh
möåt thñ nghiïåm tinh tïë tûâng ài vaâo lõch sûã cuãa khoa hoåc. Öng nöëi
têëm keäm vúái cûåc êm cuãa möåt böå pin vaâ nöëi têëm lûúái kim loaåi vúái
möåt cûåc dûúng, röìi àùåt àöëi diïån vúái têëm keäm, caách xa möåt khoaãng
naâo àoá. Têët nhiïn, trong maåch àiïån húã naây khöng coá doâng àiïån ài
qua vaâ kim cuãa àiïån kïë vêîn chó söë khöng. Khi nhaâ baác hoåc chiïëu
möåt luöìng aánh saáng choái loåi vaâo têëm keäm thò kim cuãa àiïån kïë lêåp
tûác rúâi khoãi võ trñ söë khöng. Àiïìu àoá coá nghôa laâ àaä xuêët hiïån doâng
àiïån trong maåch. Xtoletöp tùng thïm nguöìn saáng chiïëu vaâo têëm
http://ebooks. vdcmedia. com
KÏÍ CHUYÏÅN VÏÌ KIM LOAÅI (quyïín 2) 11
keäm vaâ nhêån thêëy kim àöìng höì dõch ài xa hún, àiïìu àoá chûáng toã
doâng àiïån tùng lïn. Ngay sau khi ngùæt nguöìn chiïëu saáng, doâng
àiïån naây biïën mêët vaâ kim cuãa àiïån kïë trúã vïì võ trñ söë khöng. Duång
cuå naây thûåc tïë àaä laâ tïë baâo quang àiïån àêìu tiïn - möåt linh kiïån maâ
kyä thuêåt hiïån àaåi khöng thïí thiïëu àûúåc.
Cuäng trong nùm maâ Xtoletöp thûåc hiïån thñ nghiïåm lõch sûã
cuãa mònh, têëm keäm àaä trúã thaânh “ngûúâi cuâng tham gia” möåt phaát
minh thuá võ: kyä sû Beclinú (Berliner), ngûúâi Àûác, vöën laâm viïåc úã
Myä, àaä chïë taåo ra möåt khñ cuå duâng àïí ghi vaâ phaát laåi êm thanh, goåi
laâ maáy haát vaâ öng àaä àïì nghõ duâng àôa laâm bùçng keäm coá phuã möåt
lúáp saáp moãng àïí laâm vêåt taãi êm. Tûâ àôa naây coá thïí chuyïín sang
möåt baãn sao bùng kim loaåi, tûác laâ laâm khuön àïí saãn xuêët haâng loaåt
àôa haát. Chiïëc àôa haát àêìu tiïn trïn thïë giúái do chñnh Beclinú chïë
taåo hiïån àang àûúåc lûu giûä taåi viïån baão taâng quöëc gia Hoa Kyâ úã thuã
àö Oasinhtún. Nùm 1907, úã Pari, caác àôa ghi laåi gioång haát cuãa
Enrico Caruzo, Franchexco Tamanho, Anàelina Patti vaâ cuãa caác ca
sô xuêët sùæc khaác àaä àûúåc trõnh troång àùåt vaâo trong caác höåp kñn coá
traáng keäm àïí baão quaãn lêu daâi. Ngûúâi ta dûå àõnh seä múã caác höåp àoá
sau 100 nùm. Tûác laâ vaâo nùm 2007.
Trong kyä thuêåt hiïån àaåi khöng chó sûã duång keäm nguyïn khöëi
maâ caã buåi keäm nûäa. Chùèng haån, buåi keäm giuáp nhûäng ngûúâi laâm
thuöëc phaáo nhuöåm ngoån lûãa thaânh maâu xanh lam. Caác nhaâ luyïån
kim duâng buåi keäm àïí lêëy vaâng vaâ baåc ra khoãi caác dung dõch
xianua. Ngay caã khi àiïìu chïë keäm, nïëu khöng coá bõ keäm thò cuäng
khöng xong: buåi keäm àûúåc duâng àïí loaåi àöìng vaâ caàimi ra khoãi
dung dõch keäm sunfat trong phûúng phaáp thuãy luyïån (phûúng
phaáp àiïån phên). Cêìu cöëng vaâ caác kïët cêëu nhaâ cöng nghiïåp bùçng
kim loaåi, caác maáy moác cú lúán thûúâng àûúåc phuã möåt lúáp sún maâu
xaám àïí giûä cho kim loaåi khoãi bõ ùn moân: trong thaânh phêìn cuãa loaåi
sún àoá cuäng coá buåi keäm.
Nïëu àaä nhùæc àïën sûå ùn moân thò phaãi noái àïën vai troâ quan
troång nhêët cuãa keäm: gêìn möåt nûãa saãn lûúång keäm trïn thïë giúái àûúåc
duâng vaâo viïåc baão vïå theáp trûúác möåt keã thuâ hung aác nhêët - àoá laâ sûå
han gó maâ haâng nùm nuöët mêët haâng chuåc triïåu têën sùæt theáp. Xö vaâ
chêåu traáng keäm, maái nhaâ vaâ öëng thoaát nûúác traáng keäm thò duâng
http://ebooks. vdcmedia. com
X .I. V e n e t x k i 12
àûúåc nhiïìu nùm, trong khi àoá, möåt têëm tön khöng traáng keäm thò
chó cêìn qua möåt trêån mûa nhoã laâ àaä coá thïí bõ hoen gó.
Vêåy do àêu maâ chñnh keäm àûúåc giao phoá nhiïåm vuå àêìy khoá
khùn vaâ vinh quang laâ baão vïå “biïn cûúng” cuãa sùæt theáp? Thïë maâ
noá hoaân toaân khöng àûúåc mang danh laâ “chiïën sô kiïn cûúâng”
chöëng laåi caác hoáa chêët xêm thûåc nhû crom, niken hoùåc coban, vò
sao? Thò ra lúâi giaãi àaáp cho cêu hoãi naây cuäng êín giêëu úã chñnh àiïìu
naây. Theo löëi diïîn àaåt cuãa möåt nhaâ hiïìn triïët naâo àoá thò cuäng giöëng
nhû ngûúâi phuå nûä, súã dô maånh chñnh laâ vò sûå yïëu úát cuãa mònh. Keäm
baão vïå sùæt möåt caách chùæc chùæn, giûä cho sùæt khöng bõ ùn moân, búãi vò
chñnh noá... laåi khöng àuã sûác chöëng laåi sûå ùn moân. Keäm coá tñnh hoaåt
àöång hoáa hoåc maånh hún sùæt, nïn khi xuêët hiïån nguy cú bõ oxi hoáa
thò keäm liïìn àûa mònh ra àïí chöëng àúä: noá hy sinh thên mònh àïí
cûáu sùæt khoãi sûå huãy diïåt. Khöng phaãi ngêîu nhiïn maâ àöi khi ngûúâi
ta goåi phûúng phaáp baão vïå nhû vêåy laâ phûúng phaáp “thñ maång”.
Ngay caã khi trïn lúáp “aáo giaáp” bùçng keäm xuêët hiïån nhûäng vïët
xûúác thò sûå ùn moân cuäng khöng thïí thûåc hiïån àûúåc yá àöì taåo gó cuãa
mònh: chûâng naâo trïn bïì mùåt cuãa chi tiïët laâm bùçng theáp coân laåi duâ
chó laâ vaâi haåt keäm nhoã thöi thò sùæt vêîn khöng bõ phaá huãy. Vïì àiïím
naây, caác lúáp maå bùçng crom vaâ niken tuy coá sûác chöëng ùn moân cao,
nhûng trong thûåc tïë àöi khi laåi toã ra khöng àaáng tin cêåy: chuáng chó
coá taác duång töët khi chûa xaãy ra bêët kyâ sûå hû hoãng naâo, coân möåt khi
trïn lúáp maå àoá àaä xuêët hiïån hiïån cho duâ chó laâ möåt löî thuãng rêët
nhoã, bùçng dêëu chêëm thöi, cuäng àuã àïí caác taác nhên xêm thûåc coá
àûúâng àöåt nhêåp vaâo sùæt, laâm cho sùæt bùæt àêìu bõ gó “ngay trûúác mùæt”
niken hoùåc crom vöën laâ nhûäng kim loaåi “bêët khaã xêm phaåm” vïì
hoáa hoåc.
Nïëu tñnh àïën viïåc duâng keäm àïí giûä cho theáp khöng bõ ùn
moân seä reã hún rêët nhiïìu so vúái duâng caác thûá kim loaåi khaác, thò thêåt
dïî hiïíu taåi sao maâ lúáp maå bùçng keäm laåi àang àûúâng àûúâng chiïëm
võ trñ söë möåt - caã vïì quy mö lêîn têìm quan troång - trong söë têët caã
moåi lúáp maå bùçng kim loaåi.
Trong thúâi gian gêìn àêy, lúáp maå bùçng keäm àaä múã röång phaåm
vi hoaåt àöång baão vïå cuãa mònh: keäm bùæt àêìu àûúåc traáng lïn bïì mùåt
http://ebooks. vdcmedia. com
KÏÍ CHUYÏÅN VÏÌ KIM LOAÅI (quyïín 2) 13
caác kïët cêëu kim loaåi chõu lûúång taãi nhiïåt lúán. Chùång haån, trûúác
àêy, caác kïët cêëu cuãa töí húåp thiïët bõ khúãi àöång duâng àïí phoáng caác
con taâu vuä truå thûúâng giaãm àöå bïìn theo thúâi gian do chuáng bõ àöët
quaá noáng. Hiïån nay, àïí traánh àiïìu àoá, ngûúâi ta phuã lïn chuáng möåt
lúáp keäm. Do coá nhiïåt àöå söi thêëp nïn trong thúâi gian diïîn ra “cún
söët” khúãi àöång, lúáp keäm böëc húi rêët nhanh, hêëp thuå möåt lûúång
nhiïåt lúán, vaâ nhúâ vêåy maâ giûä cho kïët cêëu kim loaåi khöng bõ quaá
noáng.
Cöng nghïå maå keäm khaá àún giaãn. Thöng thûúâng àïí laâm viïåc
naây, caác laá theáp, öëng theáp, hoùåc caác chi tiïët bùçng theáp àûúåc nhuáng
trûåc tiïëp vaâo keäm noáng chaãy. Song baån haäy thûã nhuáng vaâo keäm
noáng chaãy, chùèng haån möåt cêy cöåt àiïån xem sao: khi àoá thò bïí keäm
phaãi coá kñch thûúác cuãa möåt bïí búi cúä lúán. Trong nhûäng trûúâng húåp
nhû vêåy phaãi duâng àïën phûúng phaáp phun buåi keäm nhúâ caác khñ cuå
búm phun. Ngûúâi ta àaä chïë ra möåt loaåi suáng chuyïn duâng “àaån” laâ
möåt súåi kim loaåi loãng àïí khi àöng àùåc laåi thò taåo thaânh möåt lúáp maå
baão vïì daân àïìu trïn kïët cêëu cêìn xûã lyá. Coân muöën cho lúáp maå keäm
àûúåc nhùén boáng thò duâng phûúng phaáp àiïån phên.
Phaåm vi hoaåt àöång khöng nhûäng cuãa baãn thên keäm, maâ caã
cuãa caác húåp chêët cuãa keäm cuäng rêët àa daång. Thúâi trung cöí, caác
thêìy thuöëc Arêåp vaâ Têy Êu duâng “tuyïët trùæng” - thûá böåt keäm oxit
xöm xöëp nhû löng tú maâ caác nhaâ giaã kim thuêåt goåi laâ “len mêìu
nhiïåm” - vaâo muåc àñch chûäa bïånh. Ngaây nay, trong bêët kyâ hiïåu
thuöëc naâo, chuáng ta àïìu coá thïí bùæt gùåp caác thûá thuöëc múä, phêën
röm treã em, thuöëc nhoã mùæt v.v... chûáa nguyïn töë keäm úã möåt daång
naâo àoá. Hiïëm coá möåt ngûúâi phuå nûä naâo laåi khöng duâng àïën keäm
oxit. Chùèng nïn nghi ngúâ gò àiïìu àoá, búãi vò phêën xoa mùåt chùèng
phaãi laâ caái gò khaác maâ chñnh laâ böåt keäm oxit pha thïm caác chêët
thúm, chêët maâu vaâ möåt söë chêët khaác. Nïëu phoáng àaåi lïn thò caác
haåt phêën tröng hao hao nhû möåt con nhïån àêìy löng vúái nhûäng caái
chên loùçng ngoùçng xoeâ ra khùæp moåi phña.
Khoaãng hai trùm nùm trûúác àêy, böåt keäm trùæng àaä xuêët hiïån
úã Phaáp vaâ Anh. Khaác vúái böåt chò trùæng vêîn àûúåc duâng tûâ lêu, böåt
keäm trùæng khöng àöåc haåi àöëi vúái cú thïí con ngûúâi, vò thïë maâ noá àaä
nhanh choáng ài vaâo cuöåc söëng haâng ngaây. Khöng bao lêu, thûá böåt
http://ebooks. vdcmedia. com
X .I. V e n e t x k i 14
trùæng múái naây àaä àûúåc saãn xuêët úã nhiïìu nûúác khaác. Chùèng haån,
nùm 1807, möåt taåp chñ xuêët baãn úã nûúác Nga àaä àùng baâi “Vïì viïåc
saãn xuêët böåt trùæng bùçng keäm oxit - thûá böåt coá thïí thay thïë caác thûá
böåt trùæng thöng thûúâng”. Keäm coá thïí laâm tang chûáng chùæc chùæn àïí
buöåc töåi caác hoåa sô laâm giaã maåo taác phêím cuãa caác bêåc danh hoåa
thúâi trûúác. Nïëu àem giaám àõnh möåt bûác tranh àûúåc xûng laâ taác
phêím cuãa Bruegel de Oude, cuãa Rubens hoùåc cuãa El Greco, maâ
pheáp phên tñch maâu laåi cho thêëy trong àoá coá böåt keäm trùæng thò coá
thïí khùèng àõnh ngay rùçng, àoá laâ möåt bûác tranh giaã maåo.
Nïëu khöng coá keäm oxit thò caác xñ nghiïåp laâm cao su vaâ vaãi
sún seä khöng laâm ùn gò àûúåc. Keäm cuäng quen biïët thuãy tinh tûâ lêu:
nùm 1851, taåi triïín laäm quöëc tïë úã London, möåt mùåt haâng múái cuãa
cöng nghïå thuãy tinh laâ pha lï chûáa keäm coá àöå nhùén boáng vaâ aánh
quang àùåc biïåt khiïën moåi ngûúâi rêët ûu thñch. Hiïån nay, caác hoåa sô
trang trñ àöì thuãy tinh àaä duâng keäm sunfua laâm thuöëc veä vò noá cho
pheáp nhuöåm thuãy tinh vúái maâu sùæc vaâ sùæc àöå rêët phong phuá, biïën
thuãy tinh thaânh ngoåc bñch hoùåc cêím thaåch, thaânh ngoåc mùæt meâo
hoùåc ngoåc lam.
Trong nhûäng nùm 20 cuãa thïë kyã chuáng ta, tinh thïí keäm oxit
lêìn àêìu tiïn haänh diïån ài vaâo ngaânh thöng tin vö tuyïën: nhúâ noá
maâ luác bêëy giúâ ngûúâi ta àaä lêåp àûúåc kyã luåc vïì cûå ly thu tñn hiïåu vö
tuyïën. Caác húåp chêët cuãa keäm cuäng tòm àûúåc viïåc laâm trong kyä
thuêåt truyïìn hònh: ba maâu cú baãn - xanh lam, xanh luåc vaâ àoã -
xuêët hiïån trïn maân aãnh truyïìn hònh nhúâ nhûäng tñnh chêët phaát
quang cuãa keäm sunfua, keäm selenua vaâ keäm fotfat àûúåc hoaåt hoáa
búãi baåc, mangan hoùåc caác chêët phuå gia khaác. Tinh thïí keäm selenua
nhên taåo àaãm nhêån vai troâ àêìy troång traách trong viïåc xêy dûång kyä
thuêåt truyïìn hònh laze sau naây: diïån tñch maân aãnh cuãa maáy thu
hònh laze maâu seä àïën vaâi meát vuöng, nghôa laâ hònh aãnh maâu rûåc rúä
seä choaán hïët caã bûác tûúâng trong cùn phoâng. Caác húåp chêët cuãa keäm
coân mang tñnh baán dêîn, àiïìu àoá hûáa heån vúái chuáng möåt tûúng lai
saáng laån.
Khöng phaãi chó coá kyä thuêåt múái cêìn àïën keäm - cú thïí àöång
vêåt vaâ thûåc vêåt cuäng rêët cêìn àïën nguyïn töë naây vúái liïìu lûúång nhoã.
Nhu cêìu trong möåt ngaây àïm cuãa con ngûúâi vïì nguyïn töë vi lûúång
http://ebooks. vdcmedia. com
KÏÍ CHUYÏÅN VÏÌ KIM LOAÅI (quyïín 2) 15
naây dao àöång trong khoaãng tûâ 5 àïën 20 miligam. Coân nhûäng ngûúâi
nghiïån rûúåu thò coá nhu cêìu rêët lúán: hònh nhû rûúåu gaåt keäm ra khoãi
cú thïí thò phaãi. ÚÃ Iran vaâ Ai Cêåp, caác cuöåc khaám nghiïåm àöëi vúái
ngûúâi luân àaä cho thêëy, súã dô chiïìu cao khöng phaát triïín àûúåc laâ vò
trong khêíu phêìn thûác ùn cuãa nhûäng ngûúâi naây chûáa möåt haâm
lûúång keäm rêët thêëp. Coân nhûäng con chuöåt caái maâ khêíu phêìn cuãa
chuáng hoaân toaân khöng coá keäm thò chùèng bao lêu seä trúã nïn hung
dûä, hay cùæn xeá nhau. Àùåc àiïím tñnh caách naây sau àoá àûúåc truyïìn
laåi cho thïë hïå kïë tiïëp, maâ thïí hiïån roä nhêët laâ úã “phaái yïëu”.
ÚÃ möåt söë àöång vêåt biïín khöng xûúng söëng, keäm giûä vai troâ
nhû sùæt trong maáu ngûúâi: trong tro cuãa caác loaâi thên mïìm, àöi khi
coá àïën 12% keäm. Trong noåc àöåc cuãa rùæn, nhêët laâ rùæn luåc vaâ rùæn höí
mang, coá möåt haâm lûúång keäm àaáng kïí. Caác nhaâ baác hoåc cho rùçng,
nguyïn töë naây baão vïå rùæn khoãi chñnh noåc àöåc cuãa mònh.
Keäm giûä vai troâ quan troång caã trong giúái thûåc vêåt. Chùèng
haån, luáa mò coá thïí bõ chïët nïëu trong àêët khöng coá keäm. Trong caác
loaåi quaã nhû nho, cam, lï, coá khaá nhiïìu keäm; trong caâ chua, haânh,
xaâ laách cuäng coá keäm; caác loaåi nêëm nhû nêëm xeáp vaâng, nêëm xeáp
nêu, nêëm maâo gaâ, àïìu chûáa nhiïìu keäm.
Tûâ thúâi xa xûa ngûúâi ta àaä nhêån thêëy rùçng, nhiïìu loaåi thûåc
vêåt ûa söëng gêìn coá moã quùång. Chùèng haån, hoa violet rûâng vaâ hoa
pùng - xï àöìng thñch moåc úã nhûäng núi coá keäm. Nhûäng ngûúâi tòm
quùång thúâi xûa àaä biïët àïën nhûäng àùåc tñnh naây cuãa cêy coã; vaâ ngay
caã caác nhaâ àõa chêët hiïån nay cuäng sûã duång dêëu hiïåu àoá àïí tòm
kiïëm caác khoaáng saãn êín naáu trong loâng àêët.
Khoaáng vêåt hay gùåp nhêët cuãa keäm laâ sfalerit maâ ngûúâi ta coân
goåi laâ “àöì giaã bùçng keäm”. Vò nhûäng töåi löîi gò maâ thûá àaá naây phaãi
mang caái tïn nhaåo baáng nhû vêåy? Coá leä laâ vò taåp chêët cuãa caác
nguyïn töë khaác laâm cho khoaáng vêåt naây coá àuã maâu sùæc khiïën
ngûúâi ta dïî lêîn löån vaâ nhêån nhêìm sfalerit thaânh möåt thûá quùång
khaác naâo àoá. Taåi vuâng nuái Antai hay gùåp loaåi quùång coá tïn laâ “soác
vùçn” - möåt thûá höîn húåp cuãa sfalerit vaâ fenspat nêu. Loaåi àaá vùçn
naây thûåc sû giöëng nhû con soác vùçn.
http://ebooks. vdcmedia. com
X .I. V e n e t x k i 16
Trong thiïn nhiïn, keäm thûúâng úã daång caác quùång àa kim
chûáa caã àöìng, chò, sùæt, vaâ nhiïìu nguyïn töë hiïëm. Möåt trong nhûäng
moã chò - keäm úã chêu Êu àaä tûâng laâ nguyïn nhên ra àúâi cuãa hùèn
möåt quöëc gia. Chuyïån naây xaãy ra höìi thïë kyã trûúác, sau khi àïë chïë
Napolïon bõ àaánh baåi thò möåt phêìn àêët àai thuöåc àïë chïë naây phaãi
gaåt vïì cho caác nûúác thùæng trêån. Khi phên chia “taâi saãn àêët àai”,
giûäa nûúác Haâ Lan vaâ nûúác Phöí àaä naãy sinh sûå tranh chêëp vïì vuâng
Morene nùçm úã ranh giúái hai nûúác naây. Cuöëi cuâng, nùm 1816, möåt
giaãi phaáp nhên nhûúång àaä àûúåc chêëp nhêån: möåt phêìn cuãa vuâng
naây àûúåc nhêåp vaâo nûúác Haâ Lan, möåt phêìn nhêåp vaâo nûúác Phöí,
coân phêìn maâ trïn àoá coá moã keäm vaâ chò rêët quyá giaá (vò thïë maâ xaãy
ra sûå tranh chêëp) thò àûúåc tuyïn böë laâ vuâng trung lêåp. Nûúác cöång
hoâa tñ hon Morene ra àúâi trong böëi caãnh nhû vêåy, noá chiïëm möåt
diïån tñch chó veãn veån coá 3,3 kilömet vuöng vaâ vúái dên söë chó vaâi
trùm ngûúâi. Song duâ sao chùng nûäa thò chuã quyïìn vaâ khoaáng saãn
cuãa àêët nûúác vêîn cêìn àûúåc baão vïå. Àïí baão vïå nûúác cöång hoâa, möåt
quên àöåi göìm... möåt quên nhên àaä àûúåc thaânh lêåp - ngûúâi naây thûåc
hiïån chûác nùng cuãa caã ngûúâi lñnh lêîn chûác nùng cuãa möåt võ töíng tû
lïånh. (Hùèn rùçng, khi coá mùåt öng ta thò ai nêëy àïìu khoá khùèng àõnh:
“möåt ngûúâi trïn trêån tiïìn thò khöng phaãi laâ chiïën binh”). Àïën giûäa
nhûäng nùm 80 cuãa thïë kyã trûúác, trûä lûúång keäm vaâ chò trïn thûåc tïë
úã àêy àaä caån kiïåt, nhûng quöëc gia Morene vêîn töìn taåi cho àïën nùm
1920, sau àoá múái àûúåc saáp nhêåp vaâo nûúác Bó.
Trong thúâi gian gêìn àêy, nhûäng nguöìn cuãa caãi thiïn nhiïn
khaác thûúâng àaä thu huát sûå chuá yá cuãa caác nhaâ chuyïn mön: trong
loâng biïín Àoã, úã àöå sêu khoaãng hai kilömet, ngûúâi ta àaä phaát hiïån
àûúåc nhûäng vóa quùång sïìn sïåt chûáa keäm, àöìng, baåc. Tûâ àoá ra àúâi
dûå aán chïë taåo möåt chiïëc taâu àùåc biïåt: tûâ maån taâu, möåt öëng huát seä
àûúåc thaã xuöëng àaáy biïín - qua öëng huát naây, quùång úã daång buân
nhaäo seä àûúåc huát tûâ àaáy biïín lïn. Trïn taâu, buân nhaäo seä àûúåc chïë
biïën thaânh tinh quùång giaâu keäm.
Nhû vêåy, quùång keäm khöng nhûäng àûúåc khai thaác úã trïn caån
maâ coân àûúåc khai thaác caã úã dûúái nûúác nûäa. Vaâ nhûäng tñnh chêët cuãa
kim loaåi naây cuäng nhû caác húåp kim chûáa noá àang àûúåc nghiïn cûáu
chùèng nhûäng trong caác àiïìu kiïån cuãa traái àêët maâ caã trong khöng
http://ebooks. vdcmedia. com
KÏÍ CHUYÏÅN VÏÌ KIM LOAÅI (quyïín 2) 17
gian vuä truå: trong söë caác thò nghiïåm do caác nhaâ vêåt liïåu hoåc
Bungari chuêín bõ àïí thûåc hiïån trïn traåm quyä àaåo “Chaâo mûâng”
cuãa Liïn Xö, cuäng coá thñ nghiïåm vïì viïåc nuöi caác tinh thïí keäm vaâ
àiïìu chïë húåp kim cuãa keäm vúái sùæt. Tûâ vuä truå, liïåu keäm seä àem laåi
àiïìu gò vui mûâng cho chuáng ta ?
http://ebooks. vdcmedia. com
X .I. V e n e t x k i 18
Zr
“TRANG PHUÅC” CUÃA NHÛÄNG THANH URANI
Nùm 1789, khi phên tñch möåt trong nhûäng biïën chuãng cuãa
khoaáng vêåt ziricon, nhaâ hoáa hoåc ngûúâi Àûác laâ Martin Henrich
Clapröt àaä phaát hiïån àûúåc möåt nguyïn töë múái maâ öng goåi laâ
Ziriconi, nhúâ maâu sùæc àeåp àeä, khi thò loáng laánh nhû vaâng, khi thò
maâu da cam, luác khaác laåi maâu höìng, nïn ngay tûâ thúâi Alecxanàrú
xûá Macedonia, ziricon àaä àûúåc coi laâ möåt thûá àaá quyá. Tïn goåi naây
coá leä laâ xuêët phaát tûâ möåt tûâ Ba Tû laâ “zargun”, nghôa laâ loáng laánh
nhû vaâng.
Ziricon (trong caác taâi liïåu coân gùåp nhûäng tïn goåi khaác cuãa
khoaáng vêåt naây: hyacinth, jacinth, jargon) tûâ thúâi cöí xûa chùèng
nhûäng àaä àûúåc duâng laâm àöì trang sûác, maâ coân àûúåc coi laâ möåt thûá
buâ a “laâm cho traái tim röån raâng, xua tan moåi nöîi phiïìn muöån vaâ
nhûäng yá nghô sêìu bi, khiïën cho trñ thöng minh vaâ loâng cao thûúång
àûúåc nhên lïn gêëp böåi”. Trong möåt taác phêím noái vïì y hoåc, vúái sûå
tinh thöng nghïì nghiïåp, möåt võ y sû úã nûúác Nga cöí xûa àaä khùèng
àõnh rùçng, “keã naâo àeo höìng ngoåc (úã nûúác Nga ngaây xûa, ngûúâi ta
goåi nhiïìu thûá àaá quyá, trong àoá coá ziricon, bùçng möåt tïn chung laâ
“höìng ngoåc”. Hiïån nay, tûâ “höìng ngoåc” duâng àïí goåi caác thûá àaá quyá
chûáa crom nhû ruby, corundum(N. D.).) àoã thêîm bïn mònh thò seä
khöng mú thêëy nhûäng àiïìu gúám ghiïëc vaâ haäi huâng, seä vûäng têm vaâ
cao thûúång trûúác moåi ngûúâi”.
Nùm 1824, nhaâ hoáa hoåc Thuåy Àiïín laâ Becxïliut àaä taách àûúåc
ziriconi úã daång tûå do. Tuy nhiïn, thúâi bêëy giúâ ngûúâi ta chûa thïí
àiïìu chïë àûúåc ziriconi nguyïn chêët, vò vêåy, suöët möåt thúâi gian daâi
khöng ai nghiïn cûáu àûúåc nhûäng tñnh chêët vêåt lyá cuãa kim loaåi naây.
Cuäng nhû nhiïìu kim loaåi múái khaác, suöët haâng chuåc nùm, ziriconi
http://ebooks. vdcmedia. com
KÏÍ CHUYÏÅN VÏÌ KIM LOAÅI (quyïín 2) 19
khöng thïí tòm cho mònh möåt “cöng viïåc” vûâa yá, trong khi àoá, caác
kim loaåi àûúåc biïët àïën tûâ lêu nhû sùæt, àöìng, chò thò àaä biïët “chaâo
haâng”, do vêåy maâ chuáng khöng bõ lêm vaâo caãnh ïë êím.
Maäi àïën àêìu thïë kyã cuãa chuáng ta, caác nhaâ baác hoåc múái cûáu
àûúåc ziriconi thoaát khoãi moåi taåp chêët vaâ bùæt àêìu nghiïn cûáu kyä
lûúäng nhûäng tñnh chêët cuãa kim loaåi naây. Hoáa ra, noá coá möåt baån
àûúâng thûúâng xuyïn laâ hafini. Trong suöët hún 130 nùm, caác nhaâ
hoáa hoåc khöng nhêån thêëy rùçng, hafini luön coá mùåt trong ziriconi,
maâ àöi khi vúái lûúång khaá lúán. Súã dô nhû vêåy laâ vò tñnh chêët hoáa hoåc
cuãa hai nguyïn töë naây giöëng nhau àïën mûác àaáng ngaåc nhiïn. Tuy
vêåy, trong möåt söë vêën àïì thò giûäa chuáng laåi coá nhûäng möëi bêët àöìng
nghiïm troång - àiïìu àoá seä àûúåc noái àïën sau.
Ziriconi nguyïn chêët coá bïì ngoaâi giöëng nhû theáp, nhûng laâ
möåt kim loaåi bïìn hún theáp vaâ coá tñnh deão cao. Möåt trong nhûäng
tñnh chêët quan troång cuãa ziriconi laâ noá coá tñnh bïìn vûäng rêët cao àöëi
vúái nhiïìu möi trûúâng xêm thûåc. Vïì tñnh chêët chöëng ùn moân thò
ziriconi vûúåt xa caác kim loaåi bïìn vûäng nhû niobi vaâ titan. Trong
axit clohiàric 5 % vaâ úã nhiïåt àöå 60 àöå C, theáp khöng gó bõ ùn moân
khoaãng 2,6 milimet trong möåt nùm, titan - gêìn möåt milimet, coân
ziriconi thò ñt hún möåt ngaân lêìn so vúái titan. Khi chõu taác àöång cuãa
caác chêët kiïìm, ziriconi coá sûác chöëng àúä rêët cao. Vïì mùåt naây thò
tantali vöën àûúåc mïånh danh laâ “chiïën sô xuêët sùæc” chöëng ùn moân
hoáa hoåc cuäng phaãi chõu thua ziriconi. Chó coá ziriconi múái daám
“tùæm” lêu trong caác chêët kiïìm chûáa amoniac laâ nhûäng chêët kiïìm
rêët maånh maâ têët caã caác kim loaåi khaác, khöng coá ngoaåi lïå naâo, àïìu
phaãi kiïng kyå.
Nhúâ coá àöå bïìn ùn moân cao nïn ziriconi àaä àûúåc sûã duång trong
möåt lônh vûåc y hoåc rêët quan troång laâ phêîu thuêåt thêìn kinh. Caác
húåp kim cuãa ziriconi àûúåc duâng àïí saãn xuêët keåp cêìm maáu, duång cuå
phêîu thuêåt vaâ thêåm chñ trong nhiïìu trûúâng húåp, coân laâm chó khêu
caác chöî nöëi trong caác ca möí naäo.
Sau khi caác nhaâ hoáa hoåc nhêån thêëy rùçng, nïëu pha thïm
ziriconi vaâo theáp thò nhiïìu tñnh chêët cuãa theáp seä àûúåc caãi thiïån,
ziriconi liïìn àûúåc xïëp vaâo haâng caác nguyïn töë àiïìu chêët coá giaá trõ.
http://ebooks. vdcmedia. com
X .I. V e n e t x k i 20
Trong lônh vûåc naây, hoaåt àöång cuãa ziriconi thïí hiïån úã rêët nhiïìu
mùåt: noá goáp phêìn laâm tùng àöå cûáng vaâ àöå bïìn, nêng cao khaã nùng
gia cöng, àöå thêëm töi vaâ tñnh dïî haân cuãa theáp, laâm cho theáp loãng
dïî roát, laâm tan caác haåt sunfua trong theáp khiïën cho cêëu truác cuãa
theáp trúã nïn min haåt.
Nïëu pha thïm ziriconi vaâo theáp kïët cêëu thò tñnh khöng sinh
vaãy cuãa theáp tùng lïn roä rïåt: khöëi lûúång mêët maát cuãa loaåi theáp
chûáa 0,2 - 0,3 % ziriconi sau khi nung úã nhiïåt àöå 820 àöå C trong ba
giúâ liïìn nhoã hún 6 - 7 lêìn so vúái cuâng thûá theáp êëy, nhûng khöng
pha thïm ziriconi.
Ziriconi coân laâm tùng àöå bïìn ùn moân cuãa theáp lïn rêët nhiïìu.
Chùèng haån, sau ba thaáng ngêm mònh trong nûúác, khöëi lûúång mêët
maát cuãa theáp kïët cêëu tñnh quy àöíi cho 1 meát khöëi laâ 16,3 gam,
trong khi àoá cuäng vêîn loaåi theáp êëy, song coá pha thïm 0,2 %
ziriconi, thò chó bõ “gêìy” ài 7,6 gam.
Coá thïí nung theáp ziriconi àïën nhiïåt àöå cao maâ khöng súå “quaá
lûãa”. Àiïìu àoá cho pheáp tùng töëc àöå caác quaá trònh reân, dêåp, nhiïåt
luyïån vaâ thêëm cacbon àöëi vúái theáp.
Cêëu truác min haåt vaâ àöå bïìn cao cuãa theáp ziriconi cöång thïm
vúái tñnh chaãy loãng töët àaä cho pheáp duâng noá àïí àuác caác vêåt coá thaânh
moãng hún hùèn so vúái khi àuác bùçng theáp thûúâng. Chùèng haån, tûâ
theáp ziriconi ngûúâi ta àaä àuác àûúåc caác chñ tiïët coá thaânh moãng 2
milimet, trong khi àoá, nïëu àuác bùçng theáp giöëng nhû vêåy nhûäng
khöng pha thïm ziriconi thò bïì daây cuãa thaânh ñt nhêët cuäng phaãi
bùçng 5 - 6 milimet.
Ziriconi coân laâ ngûúâi baån töët cuãa nhiïìu kim loaåi maâu. Pha
thïm nguyïn töë naây vaâ àöìng thò àöå bïìn vaâ sûác chõu noáng cuãa àöìng
tùng lïn rêët nhiïìu maâ àöå dêîn àiïån hêìu nhû khöng giaãm. Húåp kim
àöìng caàimi vúái haâm lûúång nhoã ziriconi coá àöå bïìn vaâ àöå dêîn àiïån
cao. Pha ziriconi vaâo caác húåp kim nhöm thò àöå bïìn, àöå deão, khaã
nùng chöëng ùn moân vaâ sûác chõu nhiïåt cuãa chuáng tùng lïn roä rïåt.
Khi àûúåc pha thïm möåt lûúång ziriconi khöng àaáng kïí, àöå bïìn cuãa
caác húåp kim magie - keäm tùng lïn gêìn gêëp àöi. Trong dung dõch
axit clohiàric 5 % úã 100 àöå C, àöå bïìn ùn moân cuãa húåp kim titan -
http://ebooks. vdcmedia. com