După cum știți, principalul material din care oamenii primitivi făceau unelte era piatra. Nu degeaba sutele de mii de ani care au trecut între apariția omului pe pământ și apariția primelor civilizații se numesc Epoca de Piatră. Dar în 5-6 milenii î.Hr. e. oamenii au descoperit metalul.
Cel mai probabil, la început oamenii tratau metalul în același mod ca piatra. A găsit, de exemplu, pepite de cupru și a încercat să le prelucreze exact în același mod ca piatra, adică prin tăiere, măcinare, presare fulgi etc. Dar diferența dintre piatră și cupru a devenit foarte repede clară. Poate că, inițial, oamenii au decis că nuggetele de metal nu vor fi de nici un folos, mai ales că cuprul era destul de moale, iar uneltele care erau făcute din el au eșuat rapid. Cui i-a venit ideea de a topi cuprul? Acum nu vom ști niciodată răspunsul la această întrebare. Cel mai probabil, totul s-a întâmplat întâmplător. Un om frustrat a aruncat în foc o pietricică, care părea nepotrivită pentru a face un topor sau un vârf de săgeată, apoi a observat cu surprindere că pietricica s-a extins într-o băltoacă strălucitoare, iar după ce focul a ars, a înghețat. Apoi a fost nevoie doar de puțină gândire - și ideea de topire a fost descoperită. Pe teritoriul Serbiei moderne a fost găsită un topor de cupru, creat cu 5.500 de ani înainte de nașterea lui Hristos.
Adevărat, cuprul, desigur, era inferior în multe caracteristici chiar și pietrei. După cum am menționat mai sus, cuprul este un metal prea moale. Principalul său avantaj a fost fuzibilitatea, care a făcut posibilă realizarea unei varietăți mari de obiecte din cupru, dar în ceea ce privește rezistența și claritatea a lăsat mult de dorit. Desigur, înainte de descoperirea, de exemplu, a oțelului Zlatoust (articolul „Oțel damasc rusesc din Zlatoust”), au mai trebuit să treacă câteva milenii. Până la urmă, tehnologiile au fost create treptat, la început - cu pași incerti, timizi, prin încercări și nenumărate erori. Cuprul a fost înlocuit curând cu bronz, un aliaj de cupru și staniu. Adevărat, staniul, spre deosebire de cupru, nu se găsește peste tot. Nu degeaba, în antichitate, Marea Britanie a fost numită „Insulele de staniu” - multe popoare au trimis acolo expediții comerciale pentru cositor.
Cuprul și bronzul au devenit baza civilizației grecești antice. În Iliada și Odiseea citim constant că grecii și troienii erau îmbrăcați în armuri de cupru și bronz și foloseau arme de bronz. Da, în antichitate, metalurgia a servit în mare parte armata. Adesea au ara pământul la modă veche, cu un plug de lemn și, de exemplu, scurgerile puteau fi făcute din lemn sau lut, dar soldații mergeau pe câmpul de luptă cu armuri puternice de metal. Cu toate acestea, bronzul ca material pentru arme avea un dezavantaj serios: era prea greu. Prin urmare, de-a lungul timpului, omul a învățat să topească și să prelucreze oțelul.
Fierul era cunoscut în vremurile când epoca bronzului avea loc pe Pământ. Totuși, fierul brut, obținut ca urmare a prelucrării la temperatură scăzută, era prea moale. Fierul de meteorit era mai popular, dar era foarte rar și putea fi găsit doar întâmplător. Cu toate acestea, armele din fier meteoriți erau scumpe și era foarte prestigios să le ai. Egiptenii numeau pumnalele forjate din meteoriți căzuți din cer cerești.
Este general acceptat că prelucrarea fierului s-a răspândit printre hitiții care trăiau în Orientul Mijlociu. Ei sunt cei din jurul anului 1200 î.Hr. e. a învățat cum să topească oțel adevărat. Pentru o vreme, puterile din Orientul Mijlociu au devenit incredibil de puternice, hitiții au provocat Roma însăși, iar filistenii, menționați în Biblie, au controlat teritorii vaste în Peninsula Arabă modernă. Dar în curând avantajul lor tehnologic a dispărut, deoarece tehnologia de topire a oțelului, după cum sa dovedit, nu a fost atât de dificil de împrumutat. Problema principală a fost crearea de forje în care se putea ajunge la temperatura la care fierul se transforma în oțel. Când popoarele din jur au învățat să construiască astfel de cuptoare de topire, producția de oțel a început literalmente în toată Europa. Bineînțeles, multe depind de materii prime. La urma urmei, oamenii au învățat doar relativ recent să îmbogățească materiile prime cu substanțe suplimentare care conferă noi proprietăți oțelului. De exemplu, romanii i-au batjocorit pe celți pentru că multe triburi celtice aveau oțel atât de sărac încât săbiile lor s-ar îndoi în luptă, iar războinicii ar trebui să alerge în rândul din spate pentru a îndrepta lama. Dar romanii admirau produsele armerilor din India. Și unele triburi celtice aveau oțel care nu era inferior celebrului Damasc. (Articolul „Oțelul de Damasc: mituri și realitate”)
Dar, în orice caz, omenirea a intrat în epoca fierului și nu a mai putut fi oprită. Chiar și cea mai largă răspândire a materialelor plastice care a avut loc în secolul al XX-lea nu a putut înlocui metalul din majoritatea sferelor activității umane.
Nu am ales întâmplător tema „Metale în Antichitate”. Acum nu ne putem imagina viața fără metale. Folosim metalele și aliajele lor ca unul dintre principalele materiale de construcție ale civilizației moderne. Acest lucru este determinat în primul rând de rezistența lor ridicată, uniformitatea și impermeabilitatea la lichide și gaze. În plus, prin schimbarea formulării aliajului, este posibilă modificarea proprietăților acestora într-un interval foarte larg.
Metalele sunt folosite atât ca buni conductori ai energiei electrice (cupru, aluminiu), cât și ca materiale cu rezistență crescută pentru rezistențe și elemente electrice de încălzire (nicrom, etc.).
Metalele și aliajele lor sunt utilizate pe scară largă pentru fabricarea uneltelor (părțile lor de lucru). Acestea sunt în principal oțeluri de scule și aliaje dure. Diamantul, nitrura de bor și ceramica sunt, de asemenea, folosite ca materiale pentru instrumente.
Cifra 7 se găsește adesea în diverse învățături mistice și chiar doar în viața de zi cu zi: 7 culori ale curcubeului, 7 metale antice, 7 planete, 7 zile ale săptămânii, 7 note.
Să ne oprim asupra celor 7 metale ale antichității - cupru, argint, aur, staniu, plumb, mercur, fier, precum și unele aliaje pe baza acestora.
Filosofii antici au identificat diferite metale cu oasele zeităților. În special, egiptenii considerau fierul ca oasele lui Marte, iar magnetul ca oasele lui Horus. În opinia lor, plumbul era scheletul lui Saturn și, în consecință, cuprul lui Venus. Filosofii antici atribuiau mercurul scheletului lui Mercur, aurul Soarelui, argintul Lunii, antimoniul Pământului.
Din cele mai vechi timpuri, omul a crezut că planetele influențează funcțiile corpului uman.
Se credea că cu ajutorul metalelor se putea combate influențele dăunătoare ale stelelor.
Din cele mai vechi timpuri, vindecătorii au folosit metale. Dar tratamentul lor preferat era tot ierburile. Tratamentul cu minerale sub formă de pulbere luate pe cale orală a început să fie folosit abia în Evul Mediu. Utilizarea mai obișnuită a metalelor în antichitate, în acest sens, era purtarea sau folosirea lor ca talismane, împreună cu talismane de piatră. Eliphas Levi, descriind vrăjitorul în hainele sale, spune că:
„Duminica (ziua Soarelui) ținea în mâini un toiag de aur, decorat cu un rubin sau crizolit; luni (ziua Lunii) purta trei fire - perle, cristal si selenit; marți (ziua lui Marte) avea o tijă de oțel și un inel din același metal; miercuri (ziua lui Mercur) purta un colier de perle sau mărgele de sticlă care conțineau mercur și un inel de agat; joi (ziua lui Jupiter) avea o baghetă de cauciuc și un inel cu smarald sau safir; vineri (ziua lui Venus) avea un toiag de aramă, un inel turcoaz și o coroană cu beril; sâmbătă (ziua lui Saturn) avea un toiag de onix, precum și un inel din această piatră și un lanț de tablă la gât.”
Când s-a dezvoltat astrologia, cele șapte metale cunoscute atunci au început să fie comparate cu cele șapte planete, care simbolizau legătura dintre metale și corpurile cerești și originea cerească a metalelor.
Fiecare metal a acționat ca intermediar între zei și fenomenele pământești, așa că erau asociate cu semnele planetelor: aur - cu Soarele, argint - cu Luna, cuprul - cu Venus, fierul - cu Marte, plumbul - cu Saturn. , staniu - cu Jupiter și mercur - cu Mercur. Această comparație a devenit comună în urmă cu mai bine de 2000 de ani și se găsește constant în literatură până în secolul al XIX-lea.
Este evident că omul a făcut cunoştinţă pentru prima dată cu acele metale care se găseau în natură în stare nativă. Acesta este aur, argint, cupru, fier meteorit. Cu alte metale - așa cum a învățat să le obțină din compuși prin topire prin reducere.
În timp ce lucram la proiect, am aflat că oamenii au început să folosească primele unelte metalice, după cele din piatră, cu câteva mii de ani înainte de epoca noastră. Erau făcute din cupru nativ și, prin urmare, erau cupru. Cuprul nativ se găsește destul de des în natură. Omul antic a efectuat mai întâi prelucrarea pepitelor de cupru cu ajutorul pietrelor (adică, de fapt, a folosit forjarea la rece a metalelor pentru a produce produse din acestea). De ce a fost posibil acest lucru? Am găsit răspunsul la această întrebare. Cuprul este un metal destul de moale.
În partea teoretică a proiectului „Metale antice” oferim răspunsuri la alte întrebări pe care le-am avut pe parcursul activității noastre:
De ce a fost cuprul primul metal pe care oamenii au început să-l folosească în viața lor?
(am răspuns deja la asta, vezi mai sus)
De ce cuprul nu ar putea înlocui complet uneltele din piatră? În ce trecut istoric au apărut „epocile metalelor” - cupru, bronz și fier? De ce epoca bronzului a înlocuit epoca cuprului și a fost înlocuită cu epoca fierului? Ce proprietăți noi ale metalelor și aliajelor a descoperit omul pentru sine, care i-au oferit posibilitatea de a face unelte, arme și articole de uz casnic mai avansate? De ce foloseau oamenii talismane? Cum și ce obiecte antice foloseau oamenii în viața de zi cu zi? Ce beneficii sau rău s-ar putea discuta atunci când au încercat să se vindece cu „metale antice”? Cum erau obținute sau exploatate metalele în antichitate? Care este originea numelui metalelor antice?
În partea practică a muncii noastre, am decis să investigăm:
Ce proprietăți ale metalelor sau aliajelor obiectelor antice au asigurat conservarea lor până în zilele noastre?
De ce produsele au grade diferite de conservare?
Pentru a rezolva probleme practice, am: 1) efectuat un experiment chimic pentru a determina activitatea chimică a metalelor antice și rezistența lor chimică la anumite influențe chimice și atmosferice; 2) a făcut concluziile adecvate.
2. 1 CURU. EPOCA CURUMILOR
Simbolul Cu provine din latinescul cyproum (mai târziu, Cuprum), deoarece Cipru era locul minelor de cupru ale vechilor romani.
Cuprul pur este un metal vâscos, vâscos, de culoare roz deschis, rulat ușor în foi subțiri. Conduce foarte bine căldura și electricitatea, pe locul doi după argint în acest sens. În aer uscat, cuprul rămâne aproape neschimbat, deoarece pelicula subțire de oxizi formată pe suprafața sa conferă cuprului o culoare mai închisă și servește, de asemenea, ca protecție bună împotriva oxidării ulterioare. Dar în prezența umidității și a dioxidului de carbon, suprafața de cupru devine acoperită cu un strat verzui de hidroxicarbonat de cupru - (CuOH)2CO3.
Cuprul este utilizat pe scară largă în industrie datorită conductivității sale termice ridicate, conductibilității electrice ridicate, maleabilității, proprietăților bune de turnare, rezistenței ridicate la tracțiune, rezistenței chimice.
Cuprul este primul metal pe care oamenii au început să-l folosească în antichitate cu câteva mii de ani î.Hr. Primele unelte din cupru au fost fabricate din cupru nativ, care se găsește destul de des în natură, deoarece cuprul este un metal cu activitate scăzută. Cea mai mare pepită de cupru a fost găsită în Statele Unite; cântărea 420 de tone.
Dar datorită faptului că cuprul este un metal moale, cuprul în antichitate nu putea înlocui complet uneltele din piatră. Numai când omul a învățat să topească cuprul și a inventat bronzul (un aliaj de cupru și staniu), metalul a înlocuit piatra.
Utilizarea pe scară largă a cuprului a început în mileniul al IV-lea î.Hr. e.
Se crede că cuprul a început să fie folosit în jurul anului 5000 î.Hr. e. Cuprul se găsește rar în natură ca metal. Primele unelte metalice au fost realizate din pepite de cupru, eventual cu ajutorul topoarelor de piatră. Indienii care locuiau pe malurile sale ale lacului. Superior (America de Nord), unde există cuprul nativ foarte pur, metodele de prelucrare la rece erau cunoscute înainte de vremea lui Columb.
Epoca cuprului este o epocă de tranziție între neolitic și epoca bronzului. Se caracterizează prin apariția primelor unelte din cupru cu utilizarea pe scară largă a celor din piatră. Pentru regiunile sudice ale regiunii Volga 4 mii î.Hr. e. , pentru pădure - 3 mii î.Hr. e. În regiunile forestiere din regiunea Volga, industria principală rămâne pescuitul și vânătoarea; în sud, vânătoarea specializată condusă de cai este înlocuită cu creșterea și agricultura acestora. În jurul anului 3500 î.Hr e. În Orientul Mijlociu, au învățat să extragă cuprul din minereuri; acesta a fost obținut prin reducerea cărbunelui. În Egiptul Antic existau mine de cupru. Se știe că blocurile pentru celebra piramidă Cheops au fost prelucrate cu o unealtă de cupru.
În sudul Mesopotamiei, cel mai vechi obiect metalic a fost un vârf de lance găsit în Ur, în straturi datând din mileniul IV î.Hr. e. Analiza chimică a constatat că conține 99,69% Cu, 0,16% As, 0,12% Zn și 0,01% Fe. În Caucaz și Transcaucazia, metalul a început să fie folosit în prima jumătate a mileniului al IV-lea î.Hr. e. Era cuprul, care era obținut prin topirea metalurgică a minereurilor de cupru oxidate, uneori împreună cu minerale de arsenic.
Chiar mai târziu, metalul a început să fie folosit în Europa Centrală, cel puțin nu mai devreme de mileniul III î.Hr. e. O secure plată de cupru de formă primitivă, găsită la Horn Lefantovce în vestul Slovaciei, datează de aproximativ la jumătatea mileniului al III-lea î.Hr. e. Conform analizei spectrale, securea este fabricată din cupru care conține impurități de arsen (0,10%), antimoniu (0,35%) și cantități mici de alte metale, ceea ce sugerează că cuprul din care a fost făcută securea nu era de origine nativă sau cel mai probabil, a fost obținută prin topirea prin reducere a minereurilor de malachit.
Strămoșii vechilor slavi, care locuiau în bazinul Donului și în regiunea Niprului, foloseau cuprul pentru a face arme, bijuterii și obiecte de uz casnic. Cuvântul rusesc „cupr”, potrivit unor cercetători, provine de la cuvântul „mida”, care printre triburile antice care locuiau în Europa de Est însemna metal în general.
PROPRIETĂȚI VINDECĂTOARE ALE CUPRULUI
Proprietățile vindecătoare ale cuprului sunt cunoscute de foarte mult timp. Anticii credeau că efectul de vindecare al cuprului era asociat cu proprietățile sale analgezice, antipiretice, antibacteriene și antiinflamatorii. Avicenna și Galen au descris, de asemenea, cuprul ca medicament, iar Aristotel, arătând asupra efectului general de întărire al cuprului asupra corpului, a preferat să adoarmă cu o minge de cupru în mână. Regina Cleopatra a purtat cele mai frumoase brățări de cupru, preferându-le aurul și argintul, cunoscând bine medicina și alchimia. În armura de cupru, războinicii antici erau mai puțin obosiți, iar rănile lor s-au deteriorat mai puțin și s-au vindecat mai repede. Capacitatea cuprului de a influența pozitiv „puterea masculină” a fost observată și utilizată pe scară largă în lumea antică.
Popoarele nomade foloseau în viața de zi cu zi ustensile de cupru, care le protejau de bolile infecțioase, iar țiganii purtau un cerc de cupru pe cap în aceleași scopuri. Fapt istoric: epidemia de holeră și ciuma a ocolit oamenii care lucrează cu cupru sau care locuiesc în apropierea minelor de cupru. Nu întâmplător, mânerele ușilor din spitale erau din cupru pentru a preveni transmiterea infecției de la pacienții infecțioși la oamenii sănătoși.
În copilărie, la sfatul bunicii mele, aplicând un ban de cupru pe cucuță, am redus durerea și inflamația, deși moneda de 5 copeici emisă în vremea sovietică avea un conținut scăzut de cupru.
În zilele noastre, utilizarea produselor din cupru este larg răspândită. În Asia Centrală poartă produse din cupru și practic nu suferă de reumatism. În Egipt și Siria, chiar și copiii poartă articole din cupru. În Franța, tulburările de auz sunt tratate cu cupru. În Statele Unite, brățările de cupru sunt purtate ca remedii pentru artrită. În medicina chineză, discurile de cupru sunt aplicate pe punctele active. În Nepal, cuprul este considerat un metal sacru.
2. 2 Bronz. Epoca de bronz
Prin 3000 î.Hr e. În India, Mesopotamia și Grecia, staniul a fost adăugat la cupru pentru a topi bronzul mai dur. Descoperirea bronzului s-ar fi întâmplat întâmplător, dar avantajele sale față de cuprul pur au adus rapid acest aliaj pe primul loc.
Așa a început „Epoca Bronzului”.
Epoca bronzului se caracterizează prin răspândirea metalurgiei bronzului, a uneltelor și a armelor din bronz în Orientul Mijlociu, China, America de Sud etc.
Cuvântul „bronz” sună aproape la fel în multe limbi europene. Originea sa este asociată cu numele unui mic port italian de la Marea Adriatică - Brindisi. Prin acest port, bronzul a fost livrat în Europa în timpurile străvechi, iar în Roma antică acest aliaj era numit „es Brindisi” - cupru din Brindisi.
Asirienii, egiptenii, hindușii și alte popoare din antichitate aveau produse din bronz. Cu toate acestea, meșterii antici au învățat să turneze statui din bronz solid nu mai devreme de secolul al V-lea. î.Hr e. În jurul anului 290 î.Hr e. Chares a creat Colosul din Rodos în onoarea zeului soarelui Helios. Avea 32 m înălțime și stătea deasupra intrării în portul interior al portului antic al insulei Rodos din estul Mării Egee.Este o statuie gigantică din bronz.
De ce epoca cuprului a lăsat locul epocii bronzului?
Bronzul are o rezistență mai mare și rezistență la uzură decât cuprul; ductilitate bună, rezistență la coroziune, proprietăți bune de turnare
Bronz și alamă în lumea modernă
După compoziția chimică, alama se distinge între simplă și complexă, iar în funcție de structura sa - monofazată și bifazată. Alama simplă este aliată cu o singură componentă: zinc.
Alama cu un continut mai mic de zinc (tompak si semi-tompak) sunt inferioare alamelor L68 si L70 ca ductilitate, dar superioare acestora ca conductivitate electrica si termica.
Bronzuri de staniu
Bronzurile sunt superioare alamei ca rezistență și rezistență la coroziune (în special în apa de mare).
Bronzurile de staniu au proprietăți ridicate de turnare. Un dezavantaj al pieselor turnate din bronz de staniu este microporozitatea lor semnificativă. Prin urmare, pentru lucrări la presiuni ridicate se folosesc bronzuri de aluminiu.
Datorită costului ridicat al cositorului, se folosesc mai des bronzurile, în care o parte din cositor este înlocuită cu zinc (sau plumb).
Bronzuri de aluminiu
Aceste bronzuri înlocuiesc din ce în ce mai mult bronzurile de alamă și staniu.
Se folosesc pentru foi și ștanțare cu deformare semnificativă. Sunt mai puternice și mai elastice, nu formează porozitate, ceea ce asigură turnări mai dense. Proprietățile de turnare sunt îmbunătățite prin introducerea unor cantități mici de fosfor în aceste bronzuri. Toate bronzurile de aluminiu, ca și bronzurile de staniu, sunt bine rezistente la coroziune în apa de mare și într-o atmosferă tropicală umedă, așa că sunt folosite în construcții navale, aviație etc. Sub formă de benzi, foi, fire, sunt folosite pentru elemente elastice. , în special pentru arcuri purtătoare de curent.
Bronzuri de siliciu
Aceste bronzuri sunt utilizate pentru fitinguri și țevi care funcționează în medii alcaline (inclusiv deșeuri).
Bronzuri de beriliu
Bronzurile de beriliu combină rezistența foarte mare (până la 120 kgf/mm2) și rezistența la coroziune cu o conductivitate electrică crescută. Cu toate acestea, din cauza costului ridicat al beriliului, aceste bronzuri sunt utilizate numai pentru cazuri deosebit de critice în produse de secțiune mică sub formă de benzi, sârmă pentru arcuri, membrane, burduf și contacte în mașini, aparate și dispozitive electrice.
2. 3 Aur. Argint
Alături de pepitele de cupru, pepitele de aur și argint au atras, de asemenea, atenția omului în Noua Epocă de Piatră. Oamenii exploatează aur din timpuri imemoriale. Omenirea a întâlnit aur deja în mileniul al V-lea î.Hr. e. în epoca neolitică datorită distribuţiei sale în formă nativă. Potrivit arheologilor, exploatarea sistematică a început în Orientul Mijlociu, de unde au fost furnizate bijuterii din aur, în special Egiptului. În Egipt, în mormântul reginei Zer și a uneia dintre reginele Pu - Abi Ur din civilizația sumeriană, au fost găsite primele bijuterii din aur, datând din mileniul III î.Hr. e.
În antichitate, principalele centre ale exploatării metalelor prețioase erau Egiptul de Sus, Nubia, Spania, Colchis (Caucaz); Există informații despre producția din America Centrală și de Sud și Asia (India, Altai, Kazahstan, China). În Rusia, aurul a fost extras deja în mileniul II-III î.Hr. e.
Metalele erau extrase din plasare prin spălarea nisipului de pe pielea animalelor cu părul tuns (pentru a prinde boabele de aur), precum și folosind jgheaburi, tăvi și oale primitive. Metalele erau extrase din minereuri prin încălzirea rocii până la crăpare, urmată de zdrobirea blocurilor în mortare de piatră, măcinarea cu pietre de moară și spălarea. Separarea după mărime a fost efectuată pe site. În Egiptul Antic, exista o metodă cunoscută de separare a aliajelor de aur și argint cu acizi, separarea aurului și argintul dintr-un aliaj de plumb prin cupelare, extragerea aurului prin amalgamarea cu mercur sau colectarea particulelor folosind o suprafață grasă (Grecia Antică). Cupelatia s-a realizat in creuzete de lut, la care se adauga plumb, sare de masa, cositor si tarate.
În secolele XI-VI î.Hr. e. argintul a fost extras în Spania în văile râurilor Tajo, Duero, Minho și Guadyaro. În secolele VI-IV î.Hr. e. Dezvoltarea zăcămintelor de aur primar și placer a început în Transilvania și în Carpații Occidentali.
Exploatarea aurului în Evul Mediu se desfășura prin măcinarea minereului de aur în făină. Era amestecat în butoaie speciale cu mercur la fund. Mercurul a umezit și a dizolvat parțial aurul pentru a forma un amalgam (amalgam). A fost separat de restul stâncii și descompus prin încălzire. În același timp, mercurul s-a evaporat, iar aurul a rămas în aparatul de distilare
În timpurile moderne, aurul a început să fie extras prin cianurarea minereurilor,
Geochimia aurului
Aurul se caracterizează prin forma sa nativă. Printre celelalte forme ale sale, este de remarcat electrum, un aliaj de aur și argint, care are o nuanță verzuie și este relativ ușor distrus atunci când este transferat de apă. În roci, aurul este de obicei dispersat la nivel atomic. În depozite este adesea închis în sulfuri și arsenide.
Aurul în viața de zi cu zi
Aurul, împreună cu cuprul, a fost unul dintre primele metale folosite de om în viața de zi cu zi
Ductilitatea ridicată a aurului și argintului a fost utilizată pe scară largă, mai ales în Egipt, sub formă de tablă - folie, pentru acoperirea cuprului și chiar a produselor din lemn. Acoperirea produselor din cupru cu aur le-a salvat de coroziune
Amuleta „Dumnezeul Soarelui”. Cultul Soarelui se găsește în toate religiile antice. Energia sa este asociată cu viața și prosperitatea. Razele dătătoare de viață ajută la creșterea fructelor care hrănesc întreaga lume. Printre celți, acest luminar puternic a fost asociat cu simbolul fertilizator masculin. Talismanul Soarelui te ajută să simți plinătatea vieții, să câștigi încredere în tine și să restabiliți puterea mentală. Protejează împotriva adversităților vieții, a slăbiciunii fizice și spirituale.
Ductilitatea ridicată a aurului și argintului a fost utilizată pe scară largă, mai ales în Egipt, sub formă de tablă - folie, pentru acoperirea cuprului și chiar a produselor din lemn. Acoperirea produselor din cupru cu aur le-a salvat de coroziune.
Bijuterii erau realizate din argint - margele, inele, inele, accesorii vestimentare, vaze, vase, amulete etc.
Deja în vremurile moderne, aurul și argintul erau folosite ca bani. Principalul metal valutar până în prezent este aurul.
Argintul, după saturarea pieței, a pierdut de fapt această funcție.
Aurul este cel mai important element al sistemului financiar global modern, deoarece acest metal nu este supus coroziunii, are multe domenii de aplicare tehnică, iar rezervele sale sunt mici. Aurul practic nu a fost pierdut în timpul cataclismelor istorice, ci a fost doar acumulat și topit. În prezent, rezervele globale de aur ale băncilor sunt estimate la 32 de mii de tone
Aurul pur este un metal galben moale, ductil. Unele produse din aur, cum ar fi monedele, capătă o nuanță roșiatică din amestecurile altor metale, în special cuprul.
Cea mai importantă caracteristică a bijuteriilor este finețea acesteia, care caracterizează conținutul de aur din ea. Compoziția unor astfel de aliaje este exprimată prin defalcare, ceea ce indică numărul de părți în greutate de aur în 1000 de părți din aliaj (în practica rusă). Puritatea aurului pur chimic corespunde cu puritatea 999,9; este numit și aur „bancă”, deoarece lingourile sunt făcute din acest aur.
În Rusia, este considerat a fi începutul exploatării aurului pe 21 mai (1 iunie) 1745, când Erofey Markov, care a găsit aur în Urali, și-a anunțat descoperirea în Biroul consiliului principal al fabricilor din Ekaterinburg. De-a lungul istoriei, omenirea a extras aproximativ 140 de mii de tone de aur.
Argintul este un element dintr-un subgrup lateral al primului grup, a cincea perioadă a Tabelului periodic al elementelor chimice al lui D. I. Mendeleev, cu număr atomic 47. Notat prin simbolul Ag (lat. Argentum)
Descoperirea argintului. Productie
Fenicienii au descoperit zăcăminte de argint (minereuri de argint) în Spania, Armenia, Sardinia și Cipru. Argintul din minereurile de argint a fost combinat cu arsen, sulf, clor și, de asemenea, sub formă de argint nativ. Metalul nativ, desigur, a devenit cunoscut înainte de a învăța să-l extragă din compuși. Argintul nativ se găsește uneori sub formă de mase foarte mari: cea mai mare pepită de argint este considerată a fi o pepită care cântărea 13,5 tone. Argintul se găsește și în meteoriți și se găsește în apa de mare. Argintul se găsește rar sub formă de pepite. Acest fapt, precum și culoarea sa mai puțin vizibilă (pepitele de argint sunt de obicei acoperite cu un strat de sulfură neagră) au dus la descoperirea ulterioară a argintului nativ de către om. Aceasta a explicat la început marea raritate și marea valoare a argintului. Dar apoi a avut loc a doua descoperire a argintului.Prin rafinarea aurului cu plumb topit, in unele cazuri, in locul unui metal mai stralucitor decat aurul natural, s-a obtinut un metal mai mat. Dar era mai mult decât metalul original pe care doreau să-l curețe. Acest aur pal a intrat în uz din mileniul III î.Hr. Grecii o numeau electron, romanii electrum, iar egiptenii asem. În prezent, termenul electrum poate fi folosit pentru a se referi la un aliaj de argint și aur. Aceste aliaje de aur și argint au fost mult timp considerate un metal special. În Egiptul antic, unde argintul era adus din Siria, era folosit pentru a face bijuterii și monede. Acest metal a venit în Europa mai târziu (aproximativ 1000 î.Hr.) și a fost folosit în aceleași scopuri. Se presupunea că argintul este un produs al transformării metalelor în drumul către „transmutarea” lor în aur. 2500 î.Hr. în Egiptul Antic purtau bijuterii și bateau monede din argint, crezând că era mai valoros decât aurul. În secolul al X-lea s-a demonstrat că există o analogie între argint și cupru, iar cuprul era văzut ca argintiu colorat în roșu. În 1250, Vincent Beauvais a sugerat că argintul s-a format din mercur sub acțiunea sulfului. În Evul Mediu, „cobald” era numele pentru minereurile care erau folosite pentru a produce metale cu proprietăți diferite de argintul deja cunoscut. Ulterior s-a demonstrat că aceste minerale au fost folosite pentru a produce un aliaj argint-cobalt, iar diferența de proprietăți a fost determinată de prezența cobaltului. În secolul al XVI-lea Paracelsus a obținut clorură de argint din elemente, iar Boyle a determinat compoziția acesteia. Scheele a studiat efectul luminii asupra clorurii de argint, iar descoperirea fotografiei a atras atenția asupra altor halogenuri de argint. În 1663, Glaser a propus azotatul de argint ca agent de cauterizare. De la sfârşitul secolului al XIX-lea. cianurile complexe de argint sunt utilizate în electroformare. Este folosit la baterea de monede, premii - ordine și medalii.
Halogenurile de argint și nitratul de argint sunt folosite în fotografie deoarece au fotosensibilitate ridicată.
Datorită celei mai mari conductivitati electrice și rezistență la oxidare, este utilizat: în electrotehnică și electronică ca acoperire pentru contactele critice; în tehnologia cu microunde ca acoperire a suprafeței interioare a ghidurilor de undă.
Folosit ca strat de acoperire pentru oglinzile foarte reflectorizante (oglinzile convenționale folosesc aluminiu).
Adesea folosit ca catalizator în reacțiile de oxidare, de exemplu în producerea de formaldehidă din metanol.
Folosit ca dezinfectant, în principal pentru dezinfectarea apei. Cu ceva timp în urmă, o soluție de protargol și colargol, care erau argint coloidal, era folosită pentru tratarea răcelilor.
Unul dintre domeniile importante de utilizare a argintului a fost alchimia, care este strâns legată de medicină. Deja 3 mii de ani î.Hr. e. În China, Persia și Egipt erau cunoscute proprietățile vindecătoare ale argintului nativ. Vechii egipteni, de exemplu, aplicau o placă de argint pe răni pentru a asigura o vindecare rapidă. Capacitatea acestui metal de a menține apa potrivită pentru băut pentru o lungă perioadă de timp este cunoscută și din cele mai vechi timpuri. De exemplu, regele persan Cirus a transportat apă doar în vase de argint în timpul campaniilor militare. Celebrul medic medieval Paracelsus a tratat unele boli cu nitrat de argint (lapis) din piatra „lună”. Acest remediu este folosit și astăzi în medicină.
Dezvoltarea farmacologiei și chimiei, apariția multor noi forme de dozare naturale și sintetice nu au diminuat atenția medicilor moderni asupra acestui metal. În zilele noastre, continuă să fie utilizat pe scară largă în farmacologia indiană (pentru producerea de medicamente tradiționale Aurvedic în India). Ayurveda este o metodă străveche de diagnosticare și tratament a bolii, puțin cunoscută în afara Indiei. Peste 500 de milioane de oameni din India iau astfel de medicamente, așa că este clar că consumul de argint în farmacologia țării este foarte mare. Mai recent, studiile moderne ale celulelor corpului pentru conținutul de argint au condus la concluzia că acesta este crescut în celulele creierului. Astfel, s-a ajuns la concluzia că argintul este un metal necesar pentru funcționarea organismului uman și că proprietățile medicinale ale argintului, descoperite în urmă cu cinci mii de ani, nu și-au pierdut actuala actualitate.
Argintul mărunțit fin este utilizat pe scară largă pentru dezinfecția apei. Apa infuzată cu pulbere de argint (de regulă, se folosește nisip placat cu argint) sau filtrată printr-un astfel de nisip este aproape complet dezinfectată. Argintul sub formă de ioni interacționează activ cu diverși alți ioni și molecule. Concentrațiile mici sunt utile, deoarece argintul distruge multe bacterii patogene. De asemenea, sa stabilit că ionii de argint în concentrații mici ajută la creșterea rezistenței generale a organismului la boli infecțioase. Dezvoltând această direcție de utilizare, pe lângă paste de dinți, creioane de securitate, plăci ceramice acoperite cu argint, Japonia a început chiar să producă tămâie, care conține argint ionizat și, atunci când este arsă, eliberează ioni care ucid bacteriile. Efectul unor astfel de medicamente precum protargolul, colargolul etc., care sunt forme coloidale de argint și ajută la vindecarea leziunilor oculare purulente, se bazează pe această proprietate a argintului.
2. 4 Fier. Epoca fierului
Fierul este un element din subgrupa laterală a grupei a opta din perioada a patra a sistemului periodic de elemente chimice a lui D.I. Mendeleev, număr atomic 26. Notat cu simbolul Fe (latină Ferrum) O substanță simplă este fierul - metal maleabil al argintului -culoare albă cu reactivitate chimică ridicată: fierul se corodează rapid la temperaturi ridicate sau umiditate ridicată în aer. Fierul arde în oxigen pur și, într-o stare fin dispersată, se aprinde spontan în aer. Fierul are o proprietate specială - magnetismul.
În natură, fierul se găsește rar în forma sa pură. Cel mai adesea se găsește în meteoriții fier-nichel. În ceea ce privește prevalența în scoarța terestră, fierul ocupă locul 4 după O, Si, Al (4,65%). De asemenea, se crede că fierul constituie cea mai mare parte a miezului pământului.
Fierul în antichitate
Primele unelte de fier găsite în regiunea carpato-dunăreană-pontică, care datează din secolul al XII-lea î.Hr. e.
Fierul ca material de unealtă este cunoscut încă din cele mai vechi timpuri; cele mai vechi produse din fier găsite în timpul săpăturilor arheologice datează din mileniul IV î.Hr. e. și aparțin civilizațiilor antice sumeriene și egiptene antice. Acestea sunt vârfuri de săgeți și bijuterii din fier meteorit, adică un aliaj de fier și nichel (conținutul acestuia din urmă variază de la 5 la 30%) din care sunt fabricați meteoriții. Aparent, unul dintre denumirile de fier în limba greacă provine de la originea lor cerească: „sider” (iar în latină acest cuvânt înseamnă „înstelat”)
Produsele realizate din fier produs artificial sunt cunoscute încă de la așezarea triburilor ariene din Europa până în Asia și insulele Mării Mediterane (4-3 mileniu î.Hr.). Cea mai veche unealtă de fier cunoscută este o daltă de oțel găsită în zidăria piramidei faraonului Khufu din Egipt (construită în jurul anului 2550 î.Hr.).
Dar utilizarea fierului a început mult mai devreme decât producția sa. Uneori s-au găsit bucăți de metal negru-cenusiu care, atunci când sunt forjate într-un pumnal sau un vârf de lance, produceau o armă mai puternică și mai ductilă decât bronzul și țineau o muchie ascuțită mai lungă. Dificultatea a fost că acest metal a fost găsit doar întâmplător. Acum putem spune că a fost fier meteorit. Deoarece meteoriții de fier sunt un aliaj fier-nichel, se poate presupune că calitatea pumnalelor unice individuale, de exemplu, ar putea concura cu bunurile de consum moderne. Cu toate acestea, aceeași unicitate a dus la faptul că astfel de arme au ajuns nu pe câmpul de luptă, ci în vistieria următorului conducător.
Fier metalic natural de origine nepământeană - fierul meteorit a fost folosit în zorii epocii fierului. Calea transformării chimice a minereului de fier a necesitat dezvoltarea unor temperaturi destul de ridicate. Pentru a reduce fierul din oxizii săi cu monoxid de carbon, ceea ce se întâmplă în procesul metalurgic obișnuit, este suficientă o temperatură doar puțin peste 700 oC - chiar și un foc de tabără dă această temperatură. Totuși, fierul astfel obținut este o masă sinterizată formată din metal, carburi, oxizi și silicați ai acestuia; când este forjat, se prăbușește. Pentru a realiza practic posibilitățile procesului de reducere pentru a obține fier adecvat pentru prelucrare, au fost necesare trei condiții: 1) introducerea oxizilor de fier în zona de încălzire în condiții de reducere; 2) realizarea unei temperaturi la care se obţine un metal adecvat prelucrării mecanice; 3) descoperirea efectului aditivilor - fluxuri, care facilitează separarea impurităților sub formă de zgură, care asigură producerea de metal maleabil la temperaturi nu prea ridicate.
Primul pas în metalurgia feroasă emergentă a fost producția de fier prin reducerea acestuia din oxidul său. Minereul era amestecat cu cărbune și pus în cuptor. La temperatura ridicată creată de arderea cărbunelui, carbonul a început să se combine nu numai cu oxigenul atmosferic, ci și cu cel care era asociat cu atomii de fier.
FeO + C = Fe + CO
FeO+CO = Fe + CO2
După ce cărbunele a ars, așa-numita kritsa a rămas în cuptor - un bulgăre de substanțe amestecate cu fier redus. Kritsa a fost apoi încălzită din nou și supusă forjării, scoțând fierul din zgură. Multă vreme în metalurgia fierului, forja a fost elementul principal al procesului tehnologic și a fost ultimul lucru legat de formarea produsului. Materialul în sine a fost falsificat.
"Epoca fierului"
Epoca fierului a înlocuit epoca bronzului în principal la începutul mileniului I î.Hr. uh
Epoca fierului a înlocuit epoca bronzului în principal la începutul mileniului I î.Hr. e. Acest lucru s-a întâmplat din următoarele motive: 1) fierul este mai abundent în natură decât cuprul, staniul și plumbul; 2) aliajele sale au ductilitate și maleabilitate bune; 3) rezistență mai mare decât bronzul; 4) rezistență bună la influențele mediului; 5) omul a stăpânit metoda de bază de producere (topirea prin reducere) a fierului și a aliajelor acestuia. Toate acestea luate împreună au devenit o condiție prealabilă pentru înlocuirea epocii bronzului cu epoca fierului.
Epoca fierului continuă până în zilele noastre.
De fapt, fierul este de obicei numit aliaje cu un conținut scăzut de impurități (până la 0,8%), care păstrează moliciunea și ductilitatea metalului pur. Dar, în practică, aliajele de fier și carbon sunt mai des folosite: oțel (până la 2% carbon) și fontă (mai mult de 2% carbon), precum și oțel inoxidabil (aliat) cu adaosuri de metale de aliere (crom, mangan, nichel etc.). Combinația de proprietăți specifice ale fierului și aliajelor sale îl fac „metalul nr. 1” în importanță pentru oameni.
Utilizarea fierului a dat un stimulent puternic dezvoltării producției și, prin urmare, a accelerat dezvoltarea socială. În epoca fierului, majoritatea popoarelor din Eurasia au experimentat descompunerea sistemului comunal primitiv și trecerea la o societate de clasă.
Progresul nu a stat pe loc: primul dispozitiv pentru obținerea fierului din minereu a fost o suflantă de brânză de unică folosință. Cu un număr mare de dezavantaje, pentru o lungă perioadă de timp aceasta a fost singura modalitate de a obține metal din minereu
O etapă superioară în dezvoltarea metalurgiei feroase a fost reprezentată de cuptoarele înalte permanente numite cuptoare cu stuc în Europa. Era într-adevăr o sobă înaltă - cu o țeavă de patru metri pentru a spori tracțiunea. Burduful mașinii de stucat se legăna deja de mai multe persoane și, uneori, de un motor cu apă. Stukofen avea uși prin care kritsa era scos o dată pe zi.Stukofenul au fost inventați în India la începutul mileniului I î.Hr. La începutul erei noastre, au venit în China, iar în secolul al VII-lea, împreună cu cifrele „arabe”, arabii au împrumutat această tehnologie din India. La sfârșitul secolului al XIII-lea, Stuktofens au început să apară în Germania și Republica Cehă (și chiar înainte se aflau în sudul Spaniei) și în secolul următor s-au răspândit în toată Europa.
Productivitatea stukofenului a fost incomparabil mai mare decât cea a unui cuptor de suflat brânzeturi - producea până la 250 kg de fier pe zi, iar temperatura de topire în acesta era suficientă pentru a carbura o parte din fier la starea de fontă. Cu toate acestea, când cuptorul a fost oprit, fonta stucată a înghețat la fundul ei, amestecându-se cu zgură, iar în acel moment puteau curăța metalul de zgură doar prin forjare, dar fonta nu s-a predat la acest lucru. A trebuit să fie aruncat.
Următoarea etapă în dezvoltarea metalurgiei a fost apariția furnalelor. Ele sunt folosite și astăzi. Prin creșterea dimensiunii, preîncălzirea aerului și sablare mecanică, într-un astfel de cuptor tot fierul din minereu era transformat în fontă, care era topită și eliberată periodic în exterior. Producția a devenit continuă - cuptorul a funcționat non-stop și nu s-a răcit. A produs până la o tonă și jumătate de fontă pe zi. Distilarea fontei în fier în forje a fost mult mai ușoară decât a o scoate din kritsa, deși era încă necesară forjarea - dar acum bateau zgura din fier, nu fierul din zgură.
Utilizarea fierului în antichitate
Prima formă de organizare a producției de produse din fier au fost fierarii amatori. Țărani de rând care, în timpul liber de la cultivarea pământului, s-au angajat într-un astfel de meșteșug. Un fierar de acest tip a găsit însuși „minereul” (mlaștină ruginită sau nisip roșu), a ars el însuși cărbunele, a topit el însuși fierul, a forjat singur produsul și a prelucrat singur produsul.
Îndemânarea meșteșugarului în această etapă era în mod natural limitată la forjarea produselor de cea mai simplă formă. Uneltele sale constau din burdufuri, ciocane de piatră și nicovale și o piatră de tocitură. Uneltele din fier au fost produse cu ajutorul celor din piatră.
Dacă în apropiere existau zăcăminte de minereu convenabile pentru dezvoltare, atunci un întreg sat ar putea fi angajat în producția de fier, dar acest lucru era posibil numai dacă exista o oportunitate stabilă pentru vânzări profitabile de produse, ceea ce practic nu ar putea fi cazul în barbarie.
Dacă, să zicem, pentru un trib de 1000 de oameni existau o duzină de producători de fier, fiecare dintre ei ar construi câteva cuptoare de suflat brânzeturi într-un an, atunci munca lor asigura concentrarea produselor din fier de doar aproximativ 200 de grame pe cap de locuitor. . Și nu pe an, ci în general. Această cifră, desigur, este foarte aproximativă, dar adevărul este că prin producerea fierului în acest fel, nu a fost niciodată posibil să se acopere pe deplin toate nevoile pentru cele mai simple arme și cele mai necesare instrumente. Topoarele au continuat să fie făcute din piatră, iar cuiele și plugurile din lemn. Armura metalică a rămas inaccesibilă chiar și liderilor.
Rolul fierului în lumea modernă
Secolul XXI este secolul polimerilor, dar epoca fierului nu s-a încheiat încă.
În lumea modernă, există multe tipuri de polimeri care sunt superioare fierului în ușurință, ductilitate și rezistență la coroziune, dar în același timp sunt mult inferioare fierului ca rezistență, așa că este prea devreme să vorbim despre fier în timpul trecut. .
Fierul a jucat un rol important în dezvoltarea societății umane și nu și-a pierdut importanța până astăzi. Aliajele de fier - fontă, oțel - sunt baza industriei moderne.
CAPITOLUL III CONCLUZII PRIVIND CERCETAREA TEORETICĂ
În studiile noastre teoretice am ajuns la următoarele concluzii:
Concluzia principală
Schimbarea în „epocile metalelor” a fost asociată cu descoperirea pentru oameni a unor noi metale și aliaje cu calități îmbunătățite în comparație cu metalele și aliajele anterioare (și metale care sunt destul de comune în natură); stăpânirea metodelor de extracție sau producere a acestora, precum și a metodelor de turnare și forjare a produselor din metale și aliaje noi. Schimbarea materialelor pentru muncă și producție a influențat și influențează progresul tehnic în societate. Rolul chimiei a fost întotdeauna și rămâne semnificativ.
Concluzii pe „secol” (confirmând concluzia principală)
1. Epoca cuprului. Cuprul este primul metal pe care oamenii au început să-l folosească în antichitate cu câteva mii de ani î.Hr. (4-3 mii î.Hr.). Conținutul total de cupru din scoarța terestră este relativ mic (0,01% în greutate, dar se găsește mai des în stare nativă decât alte metale, iar pepitele de cupru ating o dimensiune semnificativă.
Acest lucru, precum și ușurința comparativă de prelucrare a cuprului, explică faptul că a fost folosit de oameni mai devreme decât alte metale.
Cuprul este un metal moale. Prin urmare, în antichitate, cuprul nu putea înlocui uneltele din piatră. Numai când omul a învățat să topească cuprul și a inventat bronzul (un aliaj de cupru și staniu), metalul a înlocuit piatra.
Anticii credeau că efectul de vindecare al cuprului era asociat cu proprietățile sale antibacteriene și antiinflamatorii. În armura de cupru, rănile războinicilor antici s-au deteriorat mai puțin și s-au vindecat mai repede.
2. Epoca bronzului a durat de la sfârşitul secolului al IV-lea până la început. mileniul I î.Hr e. S-a răspândit metalurgia bronzului, uneltelor și armelor din bronz (Orientul Mijlociu, China, America de Sud etc.). Bronzul este un aliaj pe bază de cupru (în antichitate era cupru + staniu, mai rar - cupru + plumb. Bronzul avea o rezistență mai mare decât cuprul, o ductilitate bună, o rezistență mai mare la coroziune, calități bune de turnare. Prin urmare, epoca cuprului a fost înlocuită. prin bronz.
3. Epoca fierului. În vremuri foarte străvechi, produsele din fier erau fabricate din fier meteorit, din „piatra cerească”. Fierul meteoric era ușor de prelucrat. Din el s-au făcut doar decorațiuni și unelte simple. Oamenii antici nu aveau acces la topirea fierului - obținându-l din compuși. Prin urmare, epoca fierului din Egipt a început abia în secolul al XII-lea.
î.Hr e. , iar în alte țări chiar mai târziu - la început. mileniul I î.Hr e.
Epoca fierului a început cu răspândirea metalurgiei fierului și fabricarea de unelte și arme. În ceea ce privește prevalența metalelor în natură, fierul ocupă locul al doilea după aluminiu. Odată cu apariția epocii fierului, fierul în forma sa pură practic nu a mai fost folosit. În viața de zi cu zi, produsele din oțel sau fontă (aliaje de fier cu carbon și alte elemente) au fost și sunt adesea numite fier.
Ductilitatea și maleabilitatea bună a fierului și a aliajelor sale, precum și rezistența deosebită a produselor realizate din acestea, au dus la trecerea din epoca bronzului la epoca fierului, care continuă și astăzi.
Aliajele de fier - fontă, oțel - sunt baza industriei moderne.
Fierul este necesar pentru viața organismelor. Face parte din hemoglobina.
Anticii credeau că fierul se afla sub influența lui Marte. Cu ajutorul unui talisman metalic din fier, au încercat să vindece oamenii anemici: talismanul trebuia să prevină influența dăunătoare a lui Marte, energia sa și să normalizeze conținutul de fier din sânge.
4. Aurul și argintul sunt, de asemenea, cunoscute omului din cele mai vechi timpuri. Aceste metale se caracterizează prin moliciune, maleabilitate, ductilitate foarte bună și ductilitate. Prin urmare, aurul și argintul sunt ușor de prelucrat. Produsele realizate din aceste metale datează din anii 5 – 1 mie î.Hr. e. Culoare frumoasa,
strălucirea „magică”, densitatea mare, lejeritatea, rezistența ridicată la influențele atmosferice au fost mult timp apreciate de om.
Dar aurul și argintul sunt metale rare în natură. Prin urmare, din cele mai vechi timpuri, acestea au fost folosite în principal pentru a face bijuterii și articole de uz casnic.
Dar, de-a lungul timpului, aurul (și, într-o măsură mai mică, argintul) a devenit o măsură a valorilor materiale, a început să fie folosit ca schimb de bunuri și, ulterior, a devenit un echivalent monetar și, astfel, „regele metalelor”.
Din cele mai vechi timpuri s-au folosit și proprietățile curative ale argintului și aurului: proprietățile antiseptice ale apei de argint; iar pentru tratarea bolilor de piele s-au folosit proprietățile argintului, aurului și cuprului.
CAPITOLUL III CERCETAREA NOASTRA PRACTICĂ
3. 1 Experiment chimic
„Relația dintre „metale antice” și anumite influențe chimice”
La întrebările - „ce proprietăți ale metalelor sau aliajelor de antichități au asigurat conservarea lor până astăzi?” și „de ce este diferit gradul de conservare pentru diferite obiecte?” am încercat să dăm un răspuns recurgând la un experiment chimic.
În primul rând, propunem următoarele ipoteze: 1 – produsele antice au supraviețuit până în zilele noastre, deoarece metalele sau aliajele din care sunt fabricate au activitate chimică scăzută; 2 - gradul de siguranță al produselor depinde de: a) rezistența la coroziune a materialelor la influențele mediului (rezistența la coroziune depinde, în primul rând, de activitatea chimică a metalelor și aliajelor); b) timpul de expunere la diverși factori (inclusiv „factorul chimic”) de pe produs sau vârsta produsului.
Am efectuat acest experiment chimic
Esența sa este următoarea: am examinat relația dintre metalele antice și unele dintre aliajele lor cu astfel de reactivi și substanțe naturale precum: oxigenul aerului (în condiții normale și influențe ale temperaturii); aer umed; apa – distilata, de la robinet, naturala; soluții de acizi și alcaline.
Este important ca toți să fie principalii distrugători (sau aspectul acestor distrugători) pentru metale și aliaje din natură. Am efectuat reacțiile adecvate și am obținut rezultate care confirmă corectitudinea ipotezelor noastre (ipoteze).
Concluzii din cercetarea practică
Un experiment chimic conceput și realizat de noi a arătat asta
Activitatea chimică a metalelor și aliajelor studiate (de fapt, „metale din antichitate”) este scăzută
Rezistența la coroziune la influențele chimice este ridicată.
Rezultatele experimentului sunt prezentate în tabel
Concluzionăm că aceste caracteristici ale materialelor pot fi decisive în faptul că produsele antice au supraviețuit până în zilele noastre
A fost testată reacția metalelor și aliajelor la durata expunerii chimice la reactivi de laborator și naturali (timp de 2 luni)
Experimentul a arătat: distrugerea metalelor și aliajelor crește cu timpul
Experimentul a confirmat, de asemenea, presupunerea noastră că activitatea chimică a materialelor studiate este relativ scăzută; Există încă diferențe în activitatea lor chimică
Nu ar fi exagerat să spunem că metalele sunt prezente în orice sferă a activității umane. Sunt peste tot. Tacâmuri, multe unelte, mașini, căi ferate - toate acestea sunt realizări ale omenirii care au fost obținute datorită metalelor și aliajelor lor. Metalele au fost folosite de multe mii de ani, iar din cele mai vechi timpuri erau apreciați cei care știau să manipuleze metalul și să facă diverse unelte din acesta.
Ca dovadă, aș dori să citez o pildă care spune despre importanța reală a persoanelor care „dețin” metal:
După finalizarea construcției Templului din Ierusalim, regele Solomon a decis să-i glorifice pe cei mai buni constructori și i-a invitat la palat. El a renunțat chiar la tronul său regal pe durata sărbătorii către cei mai buni dintre cei mai buni - cel care a făcut mai ales multe pentru construirea templului.
Când invitații au ajuns la palat, unul dintre ei a urcat repede pe treptele tronului de aur și s-a așezat pe el. Acțiunea lui a stârnit uimire celor prezenți.
Cine ești și cu ce drept ai luat acest loc? – întrebă amenințător regele furios.
Străinul s-a întors spre zidar și l-a întrebat:
Cine a făcut instrumentele tale?
Fierarul – răspunse el.
Bărbatul care stătea s-a întors către tâmplar, tâmplar:
Cine a făcut instrumentele tale?
„Fierare”, au răspuns ei.
Și toți cărora le-a adresat străinul au răspuns:
Da, fierarul ne-a falsificat uneltele cu care a fost construit templul.
Atunci străinul i-a spus regelui:
Sunt fierar. Rege, vezi tu, niciunul dintre ei nu și-ar fi putut face treaba fără uneltele de fier pe care le-am făcut. Acest loc îmi aparține de drept.
Convins de argumentele fierarului, regele le-a spus celor prezenți:
Da, fierarul are dreptate. El merită cea mai mare onoare dintre constructorii templului...
In timpuri stravechi Activitatea fierarului nu era doar prelucrarea metalelor. Munca unui fierar a cuprins întregul lanț de la exploatarea minereului până la crearea produsului finit. Și acest lucru implica prezența unor cunoștințe și abilități enorme. Prin urmare, profesia de fierar a fost întotdeauna ținută la mare stimă. Și chiar și unul dintre proverbele finlandeze notează că nu trebuie să vorbiți cu un fierar pe bază de prenume. Cunoștințele de fierărie erau cel mai adesea transmise din generație în generație. Și în multe filme istorice poți vedea pe tatăl fierarului și pe copiii care se grăbesc în jurul tatălui, dorind să se încerce în afaceri.
Mare filozof al Romei Antice Titus Lucretius Carusîn secolul I î.Hr. a scris:
"Odinioară, mâini puternice, gheare, dinți, pietre, fragmente de ramuri de copac și flăcări au servit drept arme, după ce acestea din urmă au devenit cunoscute oamenilor. După aceea, s-a găsit cuprul și un tip de fier. Cu toate acestea, cuprul a intrat în uz înainte de fier. .De vreme ce era mai moale,si mult mai abundent.Pământul a fost arat cu o unealtă de aramă, iar cuprul a adus lupta în confuzie, împrăștiind peste tot răni grave.Vitele și câmpurile au fost furate cu ajutorul cuprului, pentru că totul neînarmat, gol. , s-a supus cu ușurință armei. Încetul cu încetul, săbiile din a forja fierul. Vederea armelor din cupru a început să trezească dispreț în oameni. În acest moment, au început să cultive pământul cu fier, iar într-un război cu o necunoscută. rezultat, au început să-și egalizeze forțele.”
Această Scriptură ne arată clar împărțirea întregii istorii a omenirii în perioade: Epoca de Piatră, Epoca de Cupru și Epoca de Fier. În prima jumătate a secolului al XIX-lea, oamenii de știință K. Thomsen și E. Vorso au adăugat încă un articol la această listă. Drept urmare, vedem ceea ce mulți au știut de la școală:
EPOCA DE PIATRA
EPOCA CURUMILOR
EPOCA DE BRONZ
EPOCA FIERULUI
O perioadă în care o persoană folosea ceea ce avea la îndemână în activitățile sale. S-au folosit pietre, oase, lemn și alte materiale oferite de natură. De-a lungul timpului, omul a învățat să prelucreze aceste instrumente. Drept urmare, proprietățile lor benefice s-au îmbunătățit. Pietrele erau de cea mai mare importanță. Persoana și-a dat seama imediat cât de utile sunt. Dacă la început pietrele au fost folosite în forma lor obișnuită, apoi, treptat, oamenii au învățat să le cipuleze, îmbunătățind astfel eficiența acestui instrument. Și după ceva timp, pietrele au început să fie găurite, șlefuite și lustruite, oferindu-le avantaje suplimentare. Fără a exagera, piatra a jucat de sute de ani unul dintre cele mai importante roluri în viața de zi cu zi a omenirii.
acoperă aproximativ perioada din mileniul IV-III î.Hr. În acest moment, începe utilizarea activă a cuprului. În cartea lui R. Malinova și Y. Malin „Un salt în trecut: un experiment dezvăluie misterele epocilor antice” se sugerează că cuprul a căzut accidental în mâinile unei persoane împreună cu pietrele pe care le-a folosit. Deoarece cuprul și aurul se găsesc în natură în formă nativă mai des decât, de exemplu, argintul și în special fierul, atunci primele metale cu care omul a făcut cunoştinţă au fost cuprul şi aurul. Din ei strămoșii noștri au început să facă bijuterii și diverse unelte. Primele produse din cupru au fost realizate folosind lovituri obișnuite. Dar aceste obiecte erau moi și fragile, așa că s-au rupt rapid și au devenit plictisitoare. A trecut mult timp, dar strămoșii noștri au aflat că atunci când sunt expuși la temperaturi ridicate, cuprul începe să se topească și se transformă într-o substanță fluidă care poate lua orice formă. După ce s-a priceput, omul a reușit să creeze unelte cu adevărat ascuțite, potrivite pentru ascuțire. Și chiar dacă unealta s-a rupt, nimic nu a împiedicat-o să se topească într-un obiect nou. Primele experimente cu cuprul au servit drept început pentru dezvoltarea metalurgiei și fierăriei. Mii de ani mai târziu, omul a început să folosească nu numai metale pure, ci și minereuri care conțin metale. Oamenii de știință încă nu pot răspunde la întrebarea cum a ajuns omul să înceapă să extragă metale din pietrele de minereu. Tot ce poți auzi în jur sunt speculații. Cu toate acestea, acest lucru a făcut posibilă creșterea productivității produselor metalice.
Continuând să experimenteze, strămoșii noștri au inventat cuptor închis. Și pentru a crește temperatura din interiorul cuptorului, au venit cu un sistem de furnizare a oxigenului necesar pentru aceasta. Inițial a fost un flux natural de aer, dar în timp s-a dezvoltat sistem de aer artificial. În aceleași scopuri a început să fie folosit cărbune, care are putere calorică uriașă.
La un moment dat, experimentele strămoșilor noștri au făcut posibilă obținerea unui nou metal. Un aliaj de cupru și staniu a făcut posibilă crearea bronzului. Aceasta a marcat începutul unei noi ere - Epoca de bronz. Potrivit oamenilor de știință, bronzul a devenit cunoscut omenirii în 3500 î.Hr Strămoșii noștri au obținut staniu prin topirea acesteia din piatră - casiterita. Staniu proprietățile sale sunt moi și fragile, dar în combinație cu cuprul, rezultatul este un metal mult mai dur decât cuprul. Ajunși la cunoștințe mai avansate în domeniul metalurgiei, strămoșii noștri au început să facă unelte din bronz. Acest lucru a făcut posibil să se facă un alt impuls înainte în dezvoltarea umanității.
Și la un moment dat omul a început să folosească fierul. Utilizarea sa activă în metalurgie a început aproximativ din 1200 î.Hr e. înainte de 340 d.Hr e. Motivele care au dus la o dezvoltare atât de târzie a acestui metal sunt următoarele. In primul rand, Punctul de topire al fierului este destul de ridicat, și era imposibil să se obțină astfel de grade în cuptoarele metalurgice vechi. Al doilea motiv, și poate cel mai important, este că fierul în sine nu este un metal atât de dur. Abia când omul a ajuns experimental la „aliajul” fierului și carbonului a început utilizarea activă a fierului în fabricarea uneltelor, deoarece exact această legătură a făcut posibilă conferirea fierului duritate competitivă.
Este considerată cea mai veche metodă de obținere a fierului procesul de fabricare a brânzei. Când fierul era obținut din minereu în cuptoare mici, create la început în pământ. Această metodă se numește fabricarea brânzei datorită faptului că aerul a fost furnizat în cuptor suflarea aerului atmosferic rece „umed”.. Acest proces nu a permis realizarea 
temperatura de topire a fierului este de 1537 de grade și a fost menținută la nivelul maxim 1200 de grade, ceea ce a făcut posibilă crearea unei atmosfere de topire a fierului. După tratamentul termic, fierul a fost concentrat sub formă de aluat la fundul cuptorului, formându-se strigăt(masă spongioasă de fier cu particule de cărbune nears și impurități de zgură). Din kritsa, care a fost extras în stare fierbinte, era posibil să se facă ceva, numai după curățarea de toxine și eliminarea spongioasă. În acest scop s-a efectuat forjarea la rece și la cald, care a constat în calcinarea periodică a kritsa și forjarea acesteia. Ca rezultat, au fost create semifabricate care ar putea fi folosite pentru a crea produse din fier. Întregul proces, după cum ați observat, este destul de complex și necesită timp, motiv pentru care fierul a început să fie folosit atât de târziu în metalurgie. Și chiar și astăzi, în era tehnologiei înalte, prelucrarea fierului s-a schimbat mult, dar principalul lucru este că acest metal rămâne materialul principal în toate sferele vieții umane.
(lat. Ferrum).
Fierul poate fi numit principalul metal al timpului nostru. Acest element chimic a fost foarte bine studiat. Cu toate acestea, oamenii de știință nu știu când și de către cine a fost descoperit fierul: a fost prea mult timp în urmă. Omul a început să folosească produse din fier la începutul mileniului I î.Hr. Epoca bronzului a fost înlocuită cu epoca fierului. Metalurgia fierului în Europa și Asia a început să se dezvolte în secolele IX-VII. î.Hr. Primul fier care a căzut în mâinile omului a fost probabil de origine nepământească. Peste o mie de meteoriți cad pe Pământ în fiecare an, unii dintre ei fier, constând în principal din fier nichel. Cel mai mare meteorit de fier descoperit cântărește aproximativ 60 de tone și a fost găsit în 1920 în sud-vestul Africii. Fierul „ceresc” are o caracteristică tehnologică importantă: atunci când este încălzit, acest metal nu poate fi forjat; numai fierul de meteorit rece poate fi forjat. Armele fabricate din metal „ceresc” au rămas extrem de rare și prețioase timp de multe secole. Fierul este un metal de război, dar este și cel mai important metal pentru tehnologia pașnică. Oamenii de știință cred că nucleul Pământului este format din fier și, în general, este unul dintre cele mai comune elemente de pe Pământ. Pe Lună, fierul se găsește în cantități mari în stare divalentă și este nativ. Fierul a existat în aceeași formă pe Pământ până când atmosfera sa reducătoare a fost înlocuită cu una oxidantă, de oxigen. Chiar și în antichitate, a fost descoperit un fenomen remarcabil - proprietățile magnetice ale fierului, care sunt explicate prin caracteristicile structurale ale învelișului electronic al atomului de fier. În antichitate, fierul era foarte apreciat. Cea mai mare parte a fierului se găsește în zăcăminte care pot fi dezvoltate industrial. În ceea ce privește rezervele din scoarța terestră, fierul ocupă locul 4 între toate elementele, după oxigen, siliciu și aluminiu. Există mult mai mult fier în miezul planetei. Dar acest hardware nu este disponibil și este puțin probabil să devină disponibil în viitorul apropiat. Majoritatea fierului - 72,4% - este în magnetit. Cele mai mari zăcăminte de minereu de fier din URSS sunt anomalia magnetică Kursk, zăcământul de minereu de fier Krivoy Rog, din Urali (Munții Magnitnaya, Vysokaya, Blagodat), în Kazahstan - zăcămintele Sokolovskoye și Sarbaiskoye. Fierul este un metal alb-argintiu strălucitor care este ușor de prelucrat: tăiere, forjare, laminare, ștanțare.
(Engleză Iron, franceză Fer, germană Eisen) - unul dintre cele șapte metale ale antichității. Este foarte probabil ca omul să fi făcut cunoștință cu fierul de origine meteoritică mai devreme decât cu alte metale. Fierul meteoric este de obicei ușor de distins de fierul terestru, deoarece conține aproape întotdeauna de la 5 la 30% nichel, cel mai adesea 7-8%. Din cele mai vechi timpuri, fierul a fost obținut din minereuri care apar aproape peste tot. Cele mai comune minereuri sunt hematitul (Fe 2 O 3), minereul de fier brun (2Fe 2 O 3, ZN 2 O) și varietățile sale (minereu de mlaștină, siderit sau fier FeCO), magnetit (Fe 3 0 4) și unele altele. Toate aceste minereuri, la încălzirea cu cărbune, se reduc cu ușurință la o temperatură relativ scăzută, începând de la 500 o C. Metalul rezultat a avut aspectul unei mase spongioase vâscoase, care a fost apoi prelucrată la 700-800 o Cu forjare repetată.
Etimologia numelor de fier în limbile antice reflectă destul de clar istoria cunoașterii strămoșilor noștri cu acest metal. Multe popoare antice au făcut cunoștință cu el, fără îndoială, ca pe un metal care a căzut din cer, adică ca fier de meteorit. Astfel, în Egiptul antic, fierul avea numele de bi-ni-pet (benipet, copt - benipe), care înseamnă literalmente minereu ceresc, sau metal ceresc. În epoca primelor dinastii din Ur în Mesopotamia, fierul a fost numit an-bar (fier ceresc). Papirusul Ebers (anterior 1500 î.Hr.) conține două referințe la fier; într-un caz se vorbește despre el ca despre un metal din orașul Kazi (Egiptul de Sus), în altul - ca despre un metal de fabricație cerească (artpet). Numele grecesc antic pentru fier, precum și cel nord-caucazian - zido, este asociat cu cel mai vechi cuvânt care a supraviețuit în limba latină - sidereus (stelar din Sidus - stea, luminare). În armeana antică și modernă, fierul se numește erkat, ceea ce înseamnă picurat (căzut) din cer. Faptul că oamenii antici au folosit inițial fier de origine meteoritică este evidențiat și de miturile larg răspândite în rândul unor popoare despre zei sau demoni care scăpau din cer obiecte și unelte de fier - pluguri, topoare etc. Interesant este și faptul că până în vremea descoperirea Americii indienii și eschimosii din America de Nord nu erau familiarizați cu metodele de obținere a fierului din minereuri, dar știau să prelucreze fierul meteorit.
În antichitate și în Evul Mediu, cele șapte metale cunoscute atunci erau comparate cu cele șapte planete, care simbolizau legătura dintre metale și corpurile cerești și originea cerească a metalelor. Această comparație a devenit comună în urmă cu mai bine de 2000 de ani și se găsește constant în literatură până în secolul al XIX-lea. În secolul II. n. e. fierul a fost comparat cu Mercur și a fost numit mercur, dar mai târziu a început să fie comparat cu Marte și numit Marte, ceea ce, în special, a subliniat asemănarea externă a culorii roșiatice a lui Marte cu minereurile roșii de fier.
Cu toate acestea, unele popoare nu au legat numele fierului de originea cerească a metalului. Astfel, printre popoarele slave, fierul este numit pe o bază „funcțională”. Fierul rusesc (zalizo din slava de sud, zelaso polonez, gelesis lituanian etc.) are rădăcina „lez” sau „rez” (de la cuvântul lezo - lamă). Această formare a cuvântului indică în mod direct funcția obiectelor din fier - unelte de tăiere și arme. Prefixul „zhe” este aparent o înmuiere a „ze” sau „pentru” mai vechi; s-a păstrat în forma sa originală printre multe popoare slave (dintre cehi - zelezo). Vechii filologi germani - reprezentanți ai teoriei limbii indo-europene sau, așa cum o numeau ei, proto-limbii indo-germanice - au căutat să derive nume slave din rădăcinile germane și sanscrite. De exemplu, Fik compară cuvântul fier cu sanscritul ghalgha (metal topit, de la ghal - a străluci). Dar este puțin probabil să corespundă realității: la urma urmei, topirea fierului era inaccesibilă oamenilor din antichitate. Este mai probabil ca numele grecesc pentru cupru să poată fi comparat cu sanscritul ghalgha, dar nu cu cuvântul slav fier. Caracteristica funcțională a denumirilor de fier este reflectată în alte limbi. Astfel, în latină, alături de denumirea obișnuită pentru oțel (chalybs), derivată din numele tribului Khalib, care locuia pe coasta de sud a Mării Negre, a fost folosit și denumirea de acies, însemnând literal lamă sau vârf. Acest cuvânt corespunde exact grecului antic, care a fost folosit în același sens. Să menționăm în câteva cuvinte originea numelor germane și engleze pentru fier. Filologii acceptă în general că cuvântul german Eisen este de origine celtică, la fel ca și cuvântul englez Iron. Ambii termeni reflectă numele celtice ale râurilor (Isarno, Isarkos, Eisack), care au fost apoi transformate) isarn, eisarn) și transformate în Eisen. Există însă și alte puncte de vedere. Unii filologi derivă germanul Eisen din isara celtică, adică „puternic, puternic”. Există, de asemenea, teorii conform cărora Eisen provine din ayas sau aes (cupru), precum și din Eis (gheață), etc. Numele englez vechi pentru fier (înainte de 1150) este iren; a fost folosit împreună cu isern și isen și a trecut în Evul Mediu. Fierul modern a intrat în uz după 1630. Rețineți că în „Lexiconul alchimic” al lui Ruland (1612) cuvântul Iris este dat ca unul dintre vechile nume pentru fier, însemnând „curcubeu” și consonant cu Fier.
Numele latin Ferrum, devenit internațional, este adoptat de popoarele romanice. Probabil că are legătură cu fars-ul greco-latin (a fi greu), care provine din sanscrita bhars (a întări). O comparație este posibilă și cu ferreus, care printre scriitorii antici însemna „insensibil, neclintit, puternic, dur, greu”, precum și cu ferre (a purta). Alchimiștii, împreună cu Ferrum ynot, au folosit multe alte nume, de exemplu Iris, Sarsar, Phaulec, Minera etc.
Produse din fier din fier meteorit au fost găsite în înmormântări care datează din timpuri foarte străvechi (mileniile IV - V î.Hr.) în Egipt și Mesopotamia. Cu toate acestea, epoca fierului din Egipt a început abia în secolul al XII-lea. î.Hr e., iar în alte ţări chiar mai târziu. În literatura antică rusă, cuvântul fier apare în cele mai vechi monumente (din secolul al XI-lea) sub denumirile zhelezo, fier, fier.
