Vakar virš Australijos sušvito ugnies žiedas... Kad tokį sužadėtuvių proga padovanojus mylimajai! Bet ant piršto tokio žiedo neužmausi, o pasaulis, kuriame gyvename, materialus. Tačiau galbūt neįkainojamą žiedą įmanoma nukaldinti ir iš Žemėje egzistuojančio metalo? Ne iš nuvalkioto ir nusibodusio aukso, o iš...
Kokia būtų pati brangiausia medžiaga, iš kurios būtų galima pagaminti sužadėtuvių žiedą? Tokį žiedą, kuris būtų stabilus, neradioaktyvus ir kurį būtų saugu (bent jau sveikatos prasme) mūvėti? Iš kokio cheminio elemento jis turėtų būti nukaldintas? Pasirodo, jis Žemėje nepaprastai retas, o vienas gramas gryno tokio metalo kainuotų 32 mln. JAV dolerių. Koks tai metalas?
Kol bus ieškoma atsakymo į šį klausimą, kviesime susipažinti ne su viena ir ne dviem įspūdingomis cheminėmis reakcijomis, kokių pamokose ar paskaitose išvysti vargu ar kada teks. Kultiniam Maiklui (Michael) iš „Vsauce“ šioje kelionėje pagelbėjo ne menkiau kultinis Notingemo universiteto chemikų kolektyvas – vyrai prieš vaizdo kamerą sutvėrė keletą dėmesio cheminių triukų.
Pavyzdžiui, kad ir tokį: cinkas ištirpsta gyvsidabryje. Gyvsidabris yra tikras šunsnukis – tankus, sunkus, skystas ir dar metalas. Jėga! Tačiau dar stipresnis dalykas yra savo spalva ir konsistencija į žmogaus šlapimą labai panašus vanadžio tirpalas. Šio tirpalo šliūkštelėjus į gyvsidabryje ištirpusį cinką, įvyksta įdomus dalykas: gyvsidabris padeda cinkui „paskolinti“ savo elektronus vanadžiui, ir šis mėgintuvėlyje pradeda alcheminę fiestą. Prisiviliodamas vis daugiau elektronų, vanadis it chameleonas pradeda kaitalioti spalvas: iš pradžių būna žalias, po kurio laiko – melsvas, dar po kurio laiko (geria suplakus tirpalą) – sodriai violetinis (žr. vaizdo siužetą pasakojimo pabaigoje).
Spalvos, žinoma, gražios. Tačiau vanadis – jokia cheminė retenybė. Užtat nepaprastai retu tarp cheminių elementų sugebėjimu išsiskiria siera. Ji moka suloti. Kaip šuo. Tik labai garsiai. Kad pavyktų pralodyti sierą, reikia aukštos stiklinės menzūros, pripildytos juoko dujomis – diazoto monoksidu. (Šios dujos nėra toksiškos, nesukelia alerginių reakcijų, įkvėptos mažomis dozėmis gali sukelti isteriją ar nekontroliuojamą juoko priepuolį, dėl ko dar vadinamos juoko dujomis).
Į tokią menzūrą su juoko dujomis reikia įpilti truputį vandens – vanduo apsaugos menzūrą. Tada į menzūrą pilama skysto anglies disulfato. Jis – labai lakus, todėl menzūroje pradės spėriai garuoti, sukurdamas dujų mišinį, kurį tereikės padegti menzūros viršuje ir pasitraukti nuo jos saugiu atstumu. Kaip skamba šioje reakcijoje išgaunamas sieros lojimas, išgirsite pasakojimo pabaigoje paskelbtame vaizdo siužete susiradę 2:30 minutę.
Galbūt lojimas primins nuožmų riaumojimą, tačiau jį „atlikusi“ siera gelsvomis gleivėmis padengs menzūros vidines sieneles. Nors sieros sugebėjimas loti yra nepaprastai retas, pati siera jokiais būdais nėra retas elementas.
O kaipgi astatas (85-asis periodinės lentelės elementas)? Jis toks retas, kad retas kuris žino, kaip jis atrodo. Jei pavyktų į krūvą sušaukti reikiamą kiekį astato atomų, gumuliukas šios medžiagos išgaruotų akyse dėl didžiulio radioaktyvaus karščio. O radioaktyvi žaliava žiedo kaldinimui netinka. Tad reikėtų kažko įprastesnio.
Tarkim, banalusis auksas. Metalas, garsus savo nereaktyvumu. Būtent todėl jis toks vertingas: jis nerūdija, neskyla radioaktyviu pusperiodžiu, nesimaišo su kitais elementais ar medžiagomis. Tiesa, yra viena tokia medžiaga, kurios poveikis auksui pastebėtas dar XIII a. Tą medžiagą, kuri vadinama „aqua regia“ („karališkasis vanduo“ arba „karališkoji degtinė“), sudaro santykiu 1:3 sumaišyta azoto rūgštis ir druskos rūgštis.
Užmaišyti tokį „kokteilį“ rekomenduotina po stipriu gartraukiu – mat „karališkas vanduo“ garuoja ir į aplinką išskirią nuodingą azoto oksidą (NO2) – jo įkvėpus plaučiuose gali susidaryti azoto rūgšties...
Grįžkime prie aukso: kas nutiks auksinį žiedą įmetus į „aqua regia“? Jis pradės burbuliuoti (nelyginant karabito gabaliukas vandenyje ar spurgos tešlos gabalėlis aliejuje), o galiausiai ištirps. Tirpsmo rezultatas – chloro aurato rūgštis (angl. – chloroauric acid).
Kažkokia antiaalchemija: alchemikai visados ieškojo būdų, kaip iš kitų medžiagų išgauti auksą, o štai „karališkame vandenyje“ jis pradingsta. Tiesa, gyvename laikais, kai mokslininkai jau moka „priskaldyti“ aukso iš „nieko“ (elementariųjų dalelių) – po 2 mln. atomų kas sekundę. Tai vyksta CERN laboratorijos dalelių greitintuvuose vykdant dalelių susidūrimus.
2 mln. aukso atomų kas sekundę! Milijonai! Ir dar aukso! Tiesa, kad tokiu tempu dirbanti „aukso gaminimo mašina“ prigamintų pakankamai aukso vienam žiedui, reikėtų šiek tiek palūkėti – per 50 mln. metų ji pagamintų tik 1 gramą aukso. Galbūt todėl auksas yra brangus, branginamas ir retas.
Tiesa, auksas yra 40 proc. labiau paplitęs nei, tarkim, iridis. Be to, iridis netirpsta „karališkame vandenyje“ ar gyvsidabryje. Visai nieko pretendentas į brangiausio pasaulyje žiedo žaliavą, tačiau ne toks šaunus, koks yra ceris – šis degdamas moka kibirkščiuoti. Nereikėtų užmiršti ir osmio – šis Žemės plutoje yra toks retas, jog jo aptinkama tik viena dalelė iš milijardo.
Įdomu tai, kad ir iridis, ir osmis yra platinos šeimoje. Platina yra gerokai dažnesnė ir už iridį, ir už osmį. Tačiau verta atkreipti dėmesį į tai, kad jų izotopai būna išskirtinai stabilūs.
Šį painoką pasakojimą baigsime platinos-190 izotopu. Stabilus kaip reta. Jo skilimo pusperiodis – daugiau kaip 0,5 mlrd. metų. Ir nereaktyvus. Šis platinos izotopas ir yra rečiausia, stabiliausia ir nereaktyviausia medžiaga, idealiai tinkanti svajonių žiedui. Jei Žemės plutoje platinos yra 37 dalelės tarp milijardo dalelių, tai platinos-190 izotopo – tik 0,014 proc. tokio kiekio (t.y., 5 dalelės tarp trilijono dalelių). Būtent todėl platina-190 yra brangiausias metalas Žemėje.
Knygos „Tangible Nanomoney“ autorius Robertas A. Freitasas jaunesnysis (Robert A. Freitas Jr.) žurnalo „Nanotechnologies Industries Newsletters“ antrame numeryje yra paskaičiavęs, kad pagaminti/išgauti 1 gramą 4,19 proc. grynumo tokio metalo kainuotų 1 347 960 JAV dolerių. O vienas gramas grynos platinos-190 kainuotų 32 mln. JAV dolerių.
Žadėtasis vaizdo siužetas su įspūdingomis cheminėmis reakcijomis.
