Железо и его сплавы, или черные металлы, доминируют в современной технике. Все остальные металлы обычно называют «нежелезными», или цветными. Но хотя их объединяют в одну группу, они мало похожи. В промышленности используется свыше 20 металлов; главные из них – медь, серебро, свинец, олово и ртуть – были известны в древности. Другие, например титан, нашли широкое применение только в наши дни.

Золото, медь и серебро

Золото – металл сказок и легенд – встречается в природе почти исключительно в самородном, т. е. свободном, состоянии. Обнаружили его случайно, но уже в 3-м тыс. до н. э. добывали в шахтах, а к 1 -му тыс. до н. э. научились путем амальгамирования извлекать из измельченной кварцевой породы. Золото – блестящий металл желтого цвета; очень легко поддается волочению и ковке, исключительно стоек к коррозии. Добывают его главным образом в СССР и Южной Африке.
Для испытания качества золота на его поверхность наносят рядом капли соляной и азотной кислот; чистое золото в них не растворяется, но растворяется в смеси этих кислот, «царской водке», а также в хлорной воде, цианидах и ртути. Чистое золото – очень мягкий металл и обычно используется только в виде сплавов с серебром или медью. Содержание золота в сплаве (проба) в США оценивается в каратах, т. е. в частях чистого золота, приходящихся на 24 части сплава. В СССР проба указывает долю золота в 1000 частях сплава.
Медь впервые была выплавлена около 4-го тыс. до н. э., но, возможно, в самородном состоянии ее знали и раньше. Первой медеплавильной печью был, вероятно, костер, где случайно попавшая в огонь медная руда восстанавливалась древесным углем с образованием металлической меди. Сейчас промышленно развитые страны потребляют миллионы тонн меди в год.
Медь легко обрабатывается и легко сплавляется с другими металлами. Только серебро лучше меди проводит тепло и электричество. Медь успешно сваривается и паяется и сравнительно хорошо сопротивляется коррозии. Поэтому ее широко применяют в электротехнике и там, где требуется высокая электропроводность. Самые распространенные сплавы – латунь (сплав меди с цинком), бронза (сплав меди с оловом). Серебро, как и золото, можно назвать металлом легенд, часто упоминаемым поэтами и сказочниками. Впервые серебро было найдено в виде самородного металла, затем его получали из хлоридов и позднее из галенитовых руд, в которых серебро находится вместе со свинцом. Серебро отличается высокой коррозионной стойкостью. Соли его широко используются в фотоэмульсии, а сам металл – в медальерном и ювелирном деле. Превосходные электрические свойства позволяют применять серебро в электротехнике, главным образом в электронике.

Свинец, олово и другие металлы

Свинец, названный Шекспиром «гнусным» металлом (в сравнении с «благородными»), имеет длинную историю. В свободном состоянии он не встречается и, по-видимому, был получен из руды случайно, как и медь. Рудой был скорее всего минерал галенит (сульфид свинца). Свинцовые кубки найдены в раскопках, датируемых 3,5-м тыс. до н.э. В Древнем Риме свинец шел на изготовление водопроводных труб. В английском слове «plumbing» (водопровод) память о свинце (по-латыни plumbum) как материале для труб дожила до наших дней. Позднее его использовали как кровельный материал. Он имеет низкую температуру плавления (327°С), служит хорошим материалом для фасонного литья и является основой для многих ценных сплавов: с оловом – для получения припоя, с сурьмой – для пластин аккумуляторов и с другими металлами – для подшипников или оболочек электрических проводов. Органические соединения свинца применяются в качестве антидетонационных добавок к бензину. Свинец токсичен, поэтому его содержание в окружающей среде в последние годы привлекает особое внимание экологов.
Олово в древности использовали в виде сплавов с медью. Сейчас оно применяется главным образом для нанесения защитных покрытий на сталь и получения так называемой белой жести – идеального материала для консервных банок. Олово не ядовито, оно защищает сталь от коррозии и позволяет легко и быстро паять жесть.
Олово используют и при производстве бронзы, а также припоев для пайки, сплавов для подшипников и в качестве небольшой легирующей добавки в чугун. Органические соединения олова нашли широкое применение как химические стабилизаторы и гербициды для опрыскивания культурных растений. Они не загрязняют почву, так как достаточно быстро разлагаются на безвредные неорганические соединения.

Ртуть – жидкий металл

Ртуть – единственный металл, который при комнатной температуре представляет собой жидкость. Долгое время ее называли «жидким» или «живым серебром». Как полагают, она известна приблизительно с 500 г. до н. э. Ртуть получали, обрабатывая киноварь (сульфид ртути) уксусной кислотой или нагревая ее. В древности киноварь использовалась в косметике. Римляне пользовались ртутью для извлечения золота из руд. Сейчас ее широко применяют в научных приборах: барометрах, термометрах, микровыключателях, а в виде соединения – в детонаторах – запалах для взрывных работ.