Во многих популярных книгах по химии приводится легенда о том, что некий мастер, имя которого история не сохранила, принёс римскому императору Тиберию (14—27 гг. н. э.) чашу из металла, напоминающего серебро, но более лёгкого. Подарок стоил жизни изобретателю: Тиберий приказал казнить его, а мастерскую уничтожить, поскольку боялся, что новый металл может обесценить серебро императорской сокровищницы.
Эта легенда основана на рассказе Плиния Старшего, приведённом в «Естественной истории». Согласно Плинию, похожий на серебро металл был получен из «глинистой земли». Глинозём — это гидратированный оксид алюминия Аl2О3•nН2О, а белая глина (каолин) — алюмосиликат:
Al2O3•2SiO2•2Н2O.
Алюминий называют металлом XX века. Когда его открыли в 1825 г., он стоил в 1500 раз дороже железа (сейчас — втрое). Лаже 30 лет спустя на его слиток, демонстрировавшийся на Всемирной выставке в Париже, смотрели как на драгоценность. И это неудивительно: для восстановления алюминия из его руд необходимо затратить очень большое количество энергии.
В течение десятилетий после открытия алюминий был ненамного дешевле серебра: в США, например, в 1856 г. его продавали по цене 12 долларов за фунт (454 г), а серебро — по 15 долларов. Лишь к концу XIX столетия, после того как изобрели новый способ получения алюминия с помощью электролиза, ежегодное производство металла начало исчисляться тысячами тонн (в наши дни уже более 10 млн. тонн), и цена на него упала.
В конце XX в. появились новые данные о принципиальной возможности получения металлического алюминия в древности. Как показал спектральный анализ, украшения на гробнице китайского полководца Чжоу Чжу, умершего в начале III в. н. э., сделаны из сплава, на 85 % состоящего из алюминия. Могли ли в то время получить свободный алюминий? Электролизный способ его производства, естественно, отпадает. Исключаются и методы, которые применяли в середине XIX в., — восстановление соединений алюминия металлическим натрием или калием, поскольку получить эти щелочные металлы технически не проще, чем сам алюминий.
А не могли ли в древности найти самородный алюминий, как, например, самородки золота, серебра, меди? ещё недавно считалось, что этот активный металл не встречается в природе в свободном состоянии. Однако в 1978 г. в породах Сибирской платформы был обнаружен самородный алюминий в виде нитевидных кристаллов длиной всего 0,5 мм (при толщине нитей несколько микрометров). Найден он и в лунном грунте, доставленном на Землю из районов морей Кризисов и Изобилия.
Объяснить происхождение самородного алюминия непросто. По одной из гипотез, он образуется, конденсируясь из пара. Известно, что при нагревании галогенидов алюминия — хлорида, бромида, фторида — они могут с большей или меньшей лёгкостью испаряться (так, AlCl, возгоняется уже при 180 °С). При сильном повышении температуры галогениды алюминия разлагаются, переходя в соединения алюминия(I), например AlCl. При понижении температуры пары AlCl конденсируются, и в твёрдой фазе происходит реакция диспропорционирования: часть атомов алюминия окисляется и переходит в привычное трёхвалентное состояние, а часть — восстанавливается. Восстановиться же одновалентный алюминий может только до металла: 3AlCl=2Al+AlCl3. В пользу этого предположения говорит и нитевидная форма кристаллов самородного алюминия. Обычно кристаллы такого строения появляются благодаря быстрому росту из газовой фазы. Вероятно, в лунном грунте микроскопические самородки алюминия образовались аналогичным образом. Маловероятно, что древние мастера могли найти и собрать достаточное количество таких самородков.
Однако можно и по-другому объяснить происхождение древнего алюминия. Этот металл восстанавливается из руд не только с помощью электричества и щелочных металлов. Существует доступный и широко используемый с древних времён восстановитель. Это уголь, который при нагревании восстанавливает оксиды многих металлов до свободных металлов. В конце 70-х гг. XX в. немецкие химики решили проверить, могли ли в древности получить алюминий восстановлением углём. Они нагревали в глиняном тигле до красного каления (800 °С) смесь глины с угольным порошком и поваренной солью (хлоридом натрия) или поташом (карбонатом калия). Соль была получена из морской воды, а поташ — из золы растений: учёные решили использовать только те вещества и методы, которые были доступны в древности. Через некоторое время на поверхности тигля всплыл шлак с шариками алюминия! Выход металла был мал, но не исключено, что именно таким путём древние металлурги получали «металл XX века».
Источник:
https://murzim.ru/nauka/himiya/19916...alyuminiy.html