Кунсткамера

Читальный зал

В.А. Байдерин

Рассказы о камне.

КАМНИ, ИСТЕРТЫЕ В ПОРОШОК

Как же люди узнают о природе того или иного минерала? Как вообще, удалось дознаться, из чего состоят камни?

Есть такая поговорка: "И камни говорят"... Но "говорят" они не с каждым, и свою тайну открывают далеко не всем. Люди, однако, заставили камни говорить, рассказывать все - вплоть до истории возникновения каждого минерала.

"Разговаривать" с камнем не так-то просто. Обычно "разговор" с минералами ученые ведут в своих тихих лабораториях, где холодно блестит стекло и никель приборов, где всеми цветами радуги отсвечивают пробирки с кислотами, где для "беседы" с камнем есть и стоградусный мороз, и нестерпимый тысячеградусный жар. Вот здесь-то, в научной лаборатории, и отделяется вымысел от правды, легенда - от факта, сказка - от были.

Заглянем в лабораторию, занимающую двухэтажный дом. Посмотрим, как ученые заставляют камни "говорить" и что те при этом "рассказывают" минералогам.

Однако, пожалуй, в лабораторию нам входить рановато. Мы ведь не были еще в шлифовальной мастерской. А ведь именно там зачастую ведется первичная обработка минералов. Поэтому сперва направимся к гранильщикам. Предположим, что геолог нашел какой-то новый, неизвестный ему минерал. Ему необходимо знать, из чего состоит находка, что она в себе содержит. Иногда отшлифованная поверхность минерала может рассказать о его составе. Вот и поступает образец находки в шлифовальную мастерскую.

Трудная работа предстоит гранильщику с этим образцом. Кромки грубого бесформенного камня он должен сделать ровными, гладкими, даже блестящими.

Вот на дне широкой чаши вращается абразивный круг.

Это грубый абразив, с помощью которого шлифовальщик "обдирает" камень: удаляет острые выступы, заравнивает впадины.

Неопытный человек, увидев камень после "обдирки", скажет, что он обработан уже хорошо. Но гранильщик покачает головой, осмотрит камень со всех сторон и произнесет: - Тут еще работать да работать! Он станет обтачивать мутные грани на мелком абразиве. На языке гранильщиков это называется подшлифовкой. После шлифовки на стенках камня уже появляется слабый блеск. Особенно красивым становится подшлифованный камень, если его обмакнуть в воду. Мокрый, он блестит, как полированный.

Но вода высыхает, и опять на гранях выступает муть. Она не оттирается ни бумагой, ни тряпкой.

Гранильщик подходит к следующему, третьему по счету станку. Здесь на дне чаши вращается металлический круг, покрытый сукном. На сукно гранильщик насыпает тонкий слой тяжелого порошка. Этот порошок-окись хрома или алюминия. Если предстоит полировать белый камень, на сукно сыплется окись алюминия. Иначе нельзя: от окиси хрома белый камень при обработке позеленеет.

Долго гранильщик прижимает камень к вращающемуся диску. Он старается до яркого блеска отполировать полученный образец.

Гранильщик - большой знаток и мастер своего дела. Не зря сказал о нем поэт:

Ведь неискусными руками
Не снимешь тусклой пелены
И не откроешь в скрытом камне
Морской бездонной глубины.
Тут мало одного умения:
Гранильщик то же, что поэт,-
Без мастерства, без вдохновенья
Не засверкает самоцвет.

Но вот тусклая пелена снята, камень отшлифован и отполирован. Гранильщик бережно обтирает его замшей и держит перед собой в вытянутой руке. Да, камень теперь светится как бы изнутри, он блестит в лучах солнца. Есть на что полюбоваться мастеру огранки! И геолог, взглянув на полированный минерал, может определить - однородный или неоднородный минерал найден им в горах.

Однако камень даже после полировки виден лишь снаружи. А что внутри его? Из чего состоит его правая сторона, верхний край, нижний? Какова его сердцевина? Ведь камни неоднородны: у них внутри есть прожилки, зерна, вкрапления различных примесей. Бывает, что в невзрачном камне, расколов его, находят маленькие самородки золота.

Как же узнать, из чего состоит камень! Оказывается, это можно сделать с помощью шлифов.

Что это такое?

Шлиф - это тончайшие, тоньше бритвенного лезвия каменные пластины, изготовленные все тем же гранильщиком. Грубый, неотесанный кусок минерала гранильщик дробит молотком, берет отдельные обломки и на станке стачивает каждый из них до размеров пластинки, почти прозрачной. Пластинки осторожно наклеиваются на стекло, точь-в-точь такое, на каком врачи растирают капельку крови, когда берут ее на анализ. Потом пластинки, плотно приклеенные к стеклышку, попадают в руки геолога.

Теперь нужен микроскоп. Геолог кладет под него стекло с наклеенными на него почти прозрачными каменными пластинками и начинает осмотр.

Удивительное это зрелище - камень под микроскопом! Подсвеченный снизу круглым зеркальцем, шлиф светится и из серого превращается в разноцветный. Каких только цветов, каких узоров не видишь на крохотной пластинке, увеличенной в пятьдесят-семьдесят раз! Тут и оранжевые пятна, и розовые, и ярко-зеленые, и фиолетовые, и синие полосы, и золотистые узоры, и темные прожилки... Вначале, кажется, что видишь не каменную пластинку, а ярко расцвеченную ткань. Потом вспоминаешь, что перед твоим взором - шлиф, и начинаешь сожалеть, что этих причудливых цветов и узоров не видят мастера росписи тканей. Сколько бы новых интересных рисунков могли они позаимствовать здесь и перенести их на шелк и ситец!

Одинаковых шлифов нет. Рисунки и расцветки одного шлифа никогда не повторяются на другом. И можно без устали любоваться необычайной игрой цвета на бесчисленных шлифах.

Геологи и минералоги смотрят на шлифы не для того, чтобы насладить свой взор яркой пестротой рисунков,- они изучают так называемые оптические свойства минералов. Что это такое? Это - способность минералов или поглотать свет, или же менять направление световых лучей. Известно, что каждый минерал имеет свои строго определенные оптические свойства. Зная их, минералоги безошибочно определяют примеси, имеющиеся в шлифе. Вот почему для них каждый новый цвет, новый оттенок - это условный знак, по которому можно точно определить, из чего состоял расколотый камень и что содержат в себе другие подобные камни. Один цвет говорит им о присутствии в камне железа, другой - о том, что камень содержит хром, третий - о наличии никеля, четвертый - о примеси кварца.

Тут сразу же возникает вопрос: а много ли в камне этих примесей? Сколько в нем железа, золота, кварца, графита? Может быть, стоит такие камни направить на переплавку и добывать из них полезные металлы? Кто может ответить на эти вопросы?

Только лаборатория.

Так идемте же теперь туда и посмотрим, что делают с камнем химики.

Образец минерала или породы, принесенный геологом, здесь, в лаборатории, размололи в муку. Есть в лаборатории такая проворная мельница, которая может любой камень превратить в пудру. А устроена она не хитро: это просто-напросто ступка и пестик из твердого минерала - агата. Грубое дробление камня производят в механических дробилках, а мелкие зерна камня истираются в порошок именно в этой агатовой ступочке.

Мы видим этот камень, истертый в порошок, и считаем, что жизнь его уже окончена. Но химики нас успокаивают.

- Что вы! - говорят они. - Мы своей работы еще и не начинали. "Разговор" с этим порошком весь впереди!

Химики - это настоящие волшебники. Все они делают втихомолку, таинственно, и новому человеку их действия кажутся загадочными, необъяснимыми.

Зачем, например, каменную пудру надо взвешивать на маленьких аналитических (сверхточных) весах и одинаковыми кучками ссыпать на бумажные листки? Что означают слова "тигель", "реактивы", "вакуум"? И почему это из-за стенки слышится напряженное гудение, будто там работает бормашина, а иногда что-то шипит, словно наливают газированную воду? Непонятна непосвященному человеку мудреная работа лаборатории! Однако, когда химики начинают объяснять свои действия, то вся загадочность и таинственность этих действий исчезает, Все становится простым, понятным, интересным.

Заведующий лабораторией говорит:

- Для изучения основ счета требуется помнить десять цифр. Чтобы постичь грамоту, надо усвоить тридцать две буквы. А чтобы познать основы химии, следует изучить девяносто два элемента периодической таблицы Менделеева. Для нас эта таблица-то же, что ноты для музыканта или буквы для грамотного человека Каждый минерал состоит из элементов. Наша задача - так обработать минерал, чтобы стало ясно - какие элементы он содержит и сколько их. Мы исследуем вот эти навески,- и он показывает на кучки порошка, лежащие на листках бумаги,- и количественный состав минерала нам будет ясен.

Навеска-это взвешенный на аналитических весах истертый в порошок минерал. Эту навеску (примерно 0,3 грамма) химики смешивают с содой и ссыпают в огнеупорный платиновый тигелек. Тигелек ставится в электрическую печь или на газовую горелку. Температура тут огромная: она составляет тысячу градусов. Такой жары смесь минеральной пудры и соды не выдерживает - она плавится. Когда смесь станет жидкой, ее вынимают из печи, охлаждают. Она твердеет и превращается в сплав.

Теперь задача химика - перевести весь этот сплав в раствор. Для этого нужны кислоты.

Вот крепкая соляная кислота. Кусочек сплава опускают в сосуд с кислотой, и там он постепенно растворяется. Через некоторое время в сосуде остается нерастворившейся лишь какая-то белесая муть. Что это? Это кремнезем или окись кремния. Его нетрудно отделить. Надо лишь дождаться, когда муть осядет, и после этого раствор пропустить через бумажный фильтр, вставленный в стеклянную воронку. Раствор прошел, а белоснежный осадок окиси кремния остался на стенках фильтра.

Очень бы хотелось знать, сколько весит этот белоснежный осадок. Но его так мало (стенки бумажного фильтра покрыты налетом окиси кремния, как изморозью), что кажется невозможно отделить осадок от фильтра. Но опытного химика это не обескураживает. Он помещает бумажный фильтр вместе с осадком в платиновый тигелек и начинает прокаливать. Вот фильтр высох. Вот он вспыхнул, сгорел - сгорел весь, без остатка. В тигельке остался лишь снежно-белый порошок - чистая, без всяких примесей окись кремния. Ее можно взвесить, и результат взвешивания записать. Теперь мы будем знать, сколько в исследуемой породе окиси кремния. Можно приниматься за дальнейшую работу. Но как же быть с остальными составными частями минерала? Ведь все они без остатка растворены в соляной кислоте, как сахар в воде.

Вот тут-то и начинается волшебство химиков. У них, оказывается, есть испытанный способ извлекать из раствора любой элемент.

Представим себе, что нам поручили сделать химический анализ раствора. Здесь, в лаборатории, все предоставлено в наше распоряжение.

Итак, приступим к делу.

Наша задача - прибавлять к раствору те или иные реактивы, чтобы постепенно выделить все элементы, которые содержатся в растворе.

Химики советуют сперва извлечь из раствора алюминий и железо. Для этого они рекомендуют добавить в раствор немного аммиака.

Последуем их совету.

Оказывается, и мы можем быть волшебниками не хуже настоящих химиков! Вот только что влили в раствор аммиак, немножко помешали стеклянной палочкой, и вот уже на дне сосуда появился желтый осадок. Этот осадок - смесь железа и алюминия. Если бы железа в растворе не было, алюминий выделился бы в виде белого осадка. А если в растворе не было бы алюминия, мы увидели бы коричневый осадок железа. Давайте отфильтруем этот желтый осадок, хорошенько прокалим его, как мы это делали с окисью кремния, и затем взвесим. Теперь нам ясно, сколько содержала навеска железа и алюминия. Снова вернемся к раствору.

Химики советуют добавить в раствор немного щавелевокислого аммония.

Добавили. Появился какой-то белый осадок. Что это? Это щавелевокислый кальций.

Отделим его от раствора с помощью фильтра, прокалим в тигельке, взвесим. Запомним, что после прокаливания в тигле наш белый порошок стал уже не щавелевокислым кальцием, а окисью кальция. Тут мы можем сделать маленькое "открытие": ведь окись кальция - это негашеная известь!

Может быть, в растворе есть магний? Проверим! Вольем в раствор немного фосфорнокислого аммония и дадим раствору постоять несколько часов. В растворе появились прозрачные кристаллики. Они облепляют дно и стенки сосуда. Они прилипают даже к стеклянной палочке, которой мы размешиваем раствор. Цепкие кристаллики! От стенок сосуда оторвать их очень трудно. Но нам надо собрать все кристаллики до единого, иначе мы не будем знать, сколько магния было в растворе.

А как быть, если та или иная составная часть раствора не превращается ни в кристаллики, ни в белую муть? Можно ли узнать о присутствии еще каких-либо элементов? Да, можно. Об этом будет говорить меняющийся цвет раствора, если мы станем добавлять в него те или иные химические вещества.

Вот от одного из веществ раствор стал фиолетовым. Почему? Да потому, что это вещество подействовало на марганец, содержащийся в нашем растворе.

Проходит некоторое время - и наш раствор стал синим. Что произошло? Ничего особенного: с помощью нового реактива удалось выявить примесь фосфора.

А почему теперь раствор стал красным? Это произошло оттого, что в нем выявилось железо. Трудно отделять осадок таких элементов, как калий, титан, ниобий. Осадки этих элементов забивают поры бумажного фильтра так, что сквозь фильтр перестает просачиваться жидкость.

Тут на помощь нам придут стеклянный стаканчик с пористым дном из прессованного стекла. Правда, сквозь такое дно осадки тоже не пройдут, да и жидкость это дно не пропустит. Но не беда! Есть сила разреженного воздуха (вакуум), и эта сила выручит нас.

Подключим к дну стаканчика с пористым дном вакуумную установку.

Она станет высасывать раствор сквозь мельчайшие поры дна. Раствор уйдет, осадок останется. Поработать с раствором нам придется долго. Знания химии сослужат тут хорошую службу. И если мы будем терпеливыми и настойчивыми, нас ждет успех. Отделив все элементы, все составные части камня, истертого в порошок, мы можем теперь каждую часть взвесить. Вот теперь мы точно узнаем, сколько чего было в исследуемом камне. Мы безошибочно можем сказать, сколько в исследуемой породе железа, золота, кальция, серы, магния и других элементов.

Так по одному обломку камня, взятому с горы, можно определить, из чего состоит вся гора. И если химики скажут, что в этой горе много золота, значит, можно строить прииск, а если в ней много железа - возле горы может вырасти металлургический комбинат.

И вот здесь-то, в лаборатории, и приходит конец легендам, сказкам, фантастическим вымыслам о камне. Химический состав минералов лучше всего говорит о том, что они не могут устранять горести, врачевать сердце, мозг, силу и память, они не в состоянии делать лошадь верной и выносливой, не охраняют от зла и напастей, не уберегают от землетрясений. Камни не могут делать тех чудес, которые им приписывали люди с древнейших времен.

Однако почему же считалось, что у каждого камня есть какие-то особые волшебные свойства? Ответить на этот вопрос нетрудно. Достаточно вспомнить, что в древние времена чудодейственные свойства приписывались не только камню, но и молнии, и грому, и огню, и отдельным деревьям - всему, что было непонятно людям, что озадачивало их. Непонятные явления обожествлялись. Почти у всех народов в давние времена был бог молнии, огня, солнца, плодородия. Боги исчислялись десятками.

Минералы тоже представляли загадку для человека. Их твердость, блеск, яркие цвета - все это заставляло думать о божественной силе, создавшей минералы. А коли они от бога, то у них и свойства должны быть особые, неземные. Постепенно сложились верования в волшебную силу камней.

И если многие из них сейчас кажутся смешными и неправдоподобными, то некоторые оказались очень живучими. И сейчас можно встретить наивных людей, которые лечатся от желтухи тем, что носят на шее янтарные бусы. Но в наши дни наука разоблачила все нелепые сказки о камне, развеяла мифы и загадки, сказала простую правду о минералах,- правду без выдумок и прикрас.

Не надо, однако, думать, что теперь минералы стали неинтересными, и что любой рассказ о них будет скучным. Наоборот, наука открыла в камне столько интересного и увлекательного, что каждому, кто хоть немного знаком с этими открытиями, старые предания и легенды о минералах покажутся слишком простыми и бесхитростными.

Наука не творит легенд. Она указывает путь использования минералов в нашей жизни и делает при этом столько чудесных открытий, что для пересказа их потребовалась бы очень большая книга О любопытных свойствах минералов, о разнообразном, порой неожиданном применении камней в жизни человека и пойдет дальше наш рассказ. В основе его будут лежать не фантазия и не мифы, а достоверная правда научных исследований и открытий.

Мы приглашаем тебя, дорогой читатель, в небольшое путешествие. Это будет путешествие в мир камня. Итак, что же любопытного нашла в минералах наука?

<<< Читать с начала || Содержание книги || Читать дальше >>>

Читальный зал кунсткамеры: что тут есть?