Руду, содержащую никель, обычно плавят в доменных печах, чтобы получить обогащенную смесь, которая называется штейн. Затем из этой смеси в доменной печи выплавляется никель. Никель — это серебристый, блестящий металл, который поддается ковке, то есть легко обрабатывается. Вдобавок никель — один из наиболее намагничивающихся металлов в не нагретом состоянии. Мы редко видим чистый никель, за исключением тех случаев, когда он используется для покрытия других металлов. Это называется никелевым покрытием. Оно защищает металлы от ржавчины и потери блеска, увеличивает их износостойкость. Большая часть производимого никеля используется в сплавах. Например, в сплаве с медью он используется для изготовления монет. Поэтому пятицентовая монетка США называется «никелем».
В сплаве с тремя частями меди и одной — цинка никель образует светло-серебристый металл, известный под названием «нейзильбер», который используется для изготовления столовых приборов и в качестве основы для посеребренных предметов. Но таким образом используется сравнительно небольшая часть никеля. В основном он идет на изготовление сплавов со сталью, которые могут выдерживать постоянные нагрузки. Эти сплавы находят применение в строительстве мостов, железных дорог, при изготовлении заклепок, котлов для локомотивов, автомобильных коробок передач и осей, зубьев для ковшей экскаваторов.
Что такое магний?
Магний — один из самых удивительных металлов, известных человеку. Он настолько легок, что его вес составляет лишь две трети от веса алюминия. Магний — самый легкий металл из используемых в промышленности. Кроме легкого веса, магний имеет еще одно необычное качество. Он может гореть. Магниевые опилки или мелкие стружки очень легко загораются и бурно горят. С другой стороны, свойства магния не отличаются от свойств других металлов. Он имеет серебристо-белый блеск, немного прочнее алюминия и быстро разъедается или изнашивается в сыром воздухе. Чтобы увеличить его прочность, твердость, устойчивость против коррозии, магний часто сплавляется с цинком, марганцем и алюминием.
Магниевые сплавы находят широкое применение. Из них изготовляют листы, пластины, трубы, балки и проволоку. Чрезвычайная легкость магния делает его особенно полезным при изготовлении самолетов и другой быстро движущейся техники. Иногда металл в чистом виде из-за своей способности гореть применяется в ракетах, фейерверках, в трассирующих пулях. Соли магния используются в медицине и химии. Горькая соль — это сульфат магния, а молочко магнезии — суспензия окиси магния. Одно время магний был лишь забавой в химических лабораториях.
В 1808 году сэр Хамфри Дэйви смог выявить некоторые из его качеств, хоть и не смог получить чистый магний. Постепенно ученые начинали работать с этим странным металлом и узнали, как получать его в чистом виде и как его использовать в сплаве с другими металлами. Потребовалось почти сто лет, чтобы получить первый магниевый сплав. Магний имеет настолько высокую химическую активность, что в свободном состоянии в природе не встречается. Но в сочетании с другими элементами он образует больше двух процентов земной коры.
Магний добывается за счет отделения его от других минералов, в сочетании с которыми он встречается в природе. В основном это магнезит, доломит, карналлит, естественные соляные растворы.
Что такое кремний?
Земная кора — почва, по которой люди ходят и на которой живут — состоят в большой степени из кремния. Кремний — второй по распространенности химический элемент на Земле, но он никогда не встречается в свободном состоянии. Это значит, что он всегда соединен еще с одним или несколькими элементами. Кремний — основной элемент во всех горных породах, за исключением одной разновидности — карбонатов. Глина, например, содержит в среднем 50 процентов кремния, и можете не сомневаться, что большинство камней, которые вы видите, имеют такое же количество кремния.
Кремний обнаружен на звездах и даже в растениях. Самое большое количество кремния в мире находится в кремнеземе, состоящем из кислорода и кремния. Кварц, яшма, опал, песок — все это разновидности кремнезема. В старину люди использовали кремнезем для изготовления стекла. Кремний существует в двух видах: кристаллическом и в виде порошка. Чистый кремний не находит широкого применения, поэтому его редко производят. А вот различные кремниевые соединения используются во многих отраслях. При соединении песка с коксом образуется карбид кремния, который обычно называется карборундом. Это чрезвычайно твердое вещество и используется для шлифования и полировки металлов.
Еще кремний добавляется в сталь, поскольку он придает стали многие полезные качества. В стали может содержаться от 2 до 6 % кремния. Когда сталь используется при изготовлении химического оборудования, в ней содержится 6 % кремния, вследствие чего она гораздо лучше противостоит коррозии, чем любая другая сталь. Когда в стали 2 % кремния, она становится незаменимой для электрооборудования, поскольку в этом случае требуется меньше энергии, чтобы намагнитить сталь. Кремниевые соединения широко используются и в химической промышленности для разнообразных нужд.
Откуда появились растения?
Было ли время, когда на Земле вообще не было растений? Согласно научным теориям — да. Тогда, сотни миллионов лет тому назад, на Земле появились крошечные частицы протоплазмы. «Протоплазма» — это название живой материи, которая имеется и у растений, и у животных. Эти изначальные частицы протоплазмы и были, по мнению ученых, началом всех растений и животных. У частиц протоплазмы, из которых получились растения, появились толстые оболочки, и они стали сосредотачиваться в одном месте. В них также выработалось зеленое вещество — хлорофилл — позволивший им получать питание из веществ, находящихся в воздухе, вводе, в почве. Эти изначальные зеленые растения состояли лишь из одной клетки, но впоследствии они образовали группы клеток. Поскольку они не были защищены от высыхания, им пришлось оставаться в воде.
До сегодняшнего дня еще дожили некоторые потомки этих первых растений, хотя, конечно, они и претерпели некоторые изменения. Мы называем их водорослями. Получила развитие и группа растений, которым для получения питания не требовался хлорофилл. Не зеленые растения называются грибками и включают в себя бактерии, дрожжи, плесени, грибы. Большинство нынешних растений на Земле происходят от водорослей. Некоторые из них вышли из моря, и у них развились корешки, которыми они смогли закрепляться в грунте. У них также появились маленькие листочки с внешним покрытием для защиты от высыхания. Из этих растений происходят мхи и папоротники.
Почти все древние растения размножались с помощью деления клеток (как бактерии или дрожжи) или спорами. Споры — это небольшие пылеобразные клетки, что-то вроде семян, но, в отличие от семян, они не содержат в себе запасов питания. Шло время, и на некоторых из растений появились цветы, из которых вышли уже настоящие семена. Теперь мы довольно неплохо разобрались в развитии растений. Появились два различных типа растений с семенами: с защищенными и незащищенными семенами. Каждый из этих типов впоследствии развился по очень разным направлениям.
Таким образом, мы проследили путь растений от изначальных частиц протоплазмы до сегодняшних растений. По крайней мере, такова теория современных ботаников.
Как растения добывают свою пищу?
Мы не должны забывать, что растения — живые существа. Они едят, пьют, дышат, а без достаточного количества хорошей пищи они умирают. За исключением двух классов растений, все растения сами вырабатывают свою пищу. Давайте рассмотрим, как они это делают. Чудесное вещество хлорофилл, находящееся в клетках листьев, а иногда и в стволе и в цветах, помогает живым тканям растения поглощать энергию солнечного света. Эта энергия превращает неживые (неорганические) элементы в животворные (органические) вещества. Называется этот воистину удивительный процесс фотосинтезом. Но для образования живой материи требуется углерод. Растение получает углерод из воздуха. (Он существует в воздухе в соединении с кислородом в форме двуокиси углерода).
Как только растение получает углерод, оно должно соединить его с другими веществами, чтобы надстраивать различные части растения. Наиболее важное из них — вода, из которой растение получает водород. В воде должны быть также и определенные минеральные вещества, необходимые растению. В основном это соединения азота, серы, фосфора, поташа, кальция, магния, натрия и железа. Растение получает эту воду и минеральные вещества через корни. Одна из причин того, что у корня такие длинные кончики, состоит в том, что растение может достигать ими все новых участков почвы в поисках воды и минеральных веществ.
