În 1865 N.N.Beketov a luat scaunul de chimie de la Universitatea din Harkov. In acei ani Beketov a studiat capacitatea unor elemente disloca altele din compușii lor. Pe baza experimentelor sale, el a ajuns la masa, folosind care a fost posibil de a prezice cu exactitate ordinea în care un element înlocuiește un alt.
Trecând hidrogen prin soluții de săruri ale diferitelor metale, a descoperit că hidrogenul din reducerea numărului de ranguri din spatele plumb si recupereaza metalele din spatele acestuia: cupru, mercur, argint, paladiu, aur, platină. Trecerea de la un experiment la altul, se observă faptul că metalul din aluminiu prin reacția cu oxid de bariu devine în locul său. Cu alte cuvinte, aluminiu restabilește bariu.
Această experiență a determinat omul de știință care să sugereze că aluminiul ar trebui să restabilească toate metalele alcaline din compuși și oxizii lor.
\ „Dacă lutul (atunci cunoscut sub numele de aluminiu -. BR) recuperează din oxid de bariu, se poate preconiza și similar cu efectul său asupra oxidului de potasiu \“ - Beketov a scris în 1865.
Pentru a verifica corectitudinea ipotezei că a făcut un experiment foarte inteligent. Curbata Țeava armei de foc a fost pus câteva bucăți de hidroxid de potasiu și aluminiu metalic. Butoiul este încălzit la o temperatură ridicată. La încălzirea perechilor de potasiu alocate care adâncită în partea rece a țevii. Împreună cu potasiu distins și hidrogen. Beketov și experimente efectuate pentru a restabili criolit - săruri duble fluorură de aluminiu și sodiu.
Ulterior, ele au fost baza pentru o producție de aluminiu proces industrial. Conceput de oamenii de știință români sunt metoda extrem de simple. Creuzetul din grafit turnat criolit maruntita, care este apoi adus în cantități mari din Groenlanda, și bucăți de magneziu metalic. Creuzetul este etanș și plasat într-un cuptor de cocs pentru o oră și jumătate până la două ore. Când glowed creuzet incandescent, acesta a fost îndepărtat din cuptor. După răcire, creuzetul a fost îndepărtat din acesta mărgele strălucitoare de aluminiu, care sunt apoi retopite în lingourilor și placă.
După cum reiese din această descriere succintă, metoda Beketova diferă puțin de producerea aluminiului, Deville dezvoltat. Ele se bazează pe același principiu - aluminiu compuși deplasarea metalului mai activa. Dar modul în care chimistul românesc mult mai ușor. Principalul avantaj al metodei - capacitatea de a folosi criolit minerale naturale în loc specific pregătește clorură de sare dublă de aluminiu și sodiu.
În orașul german Gmelingene a fost construită în 1885. Planta, care, în conformitate cu metoda Beketov 58 de tone de aluminiu a fost produs în cinci ani - mai mult de un sfert din producția mondială de aluminiu, prin mijloace chimice, în perioada 1854-1890.
Cu toate acestea, obținerea de aluminiu prin mijloace chimice, nu a putut oferi industriei metalelor ieftine. Ei au fost ineficiente, nu permite curat, fără impurități de aluminiu și, în consecință, să crească substanțial producția.
Toate acestea au fortat cercetatori din intreaga lume pentru a găsi noi modalități, alte modalități de producție de aluminiu pe scară industrială largă.
Sarcina principală a fost \ „am luat-o \„VOLUME (pentru a elibera aluminiu de la \“închisoare \" - !. Wrest de oxigen tenace imbratisa oxidul său A 203 sau halogeni clor compuși A fost necesară pentru a restabili aluminiu, transformând-ion de A13 + în metal liber.
A fost apoi, și să vină în ajutorul curent electric oameni de știință, pentru că cel mai puternic agent de reducere - electroni. Înapoi în 1808 Gemfri Devi încerca să se extindă alumina folosind un acumulator electric puternic, dar fără nici un rezultat. Aproape cincizeci de ani, Robert Bunzen, Henri St. Clair Deville efectuat independent amestec electroliza clorurii de aluminiu și sodiu. Ei au fost mai norocos decât predecesorul său și a reușit să obțină picături mici de metal lichid.
Cu toate acestea, în acele zile nu a fost chiar surse de energie suficient de puternice și ieftine. Prin urmare, prepararea aluminiului prin electroliza a reprezentat un interes pur teoretic.
În 1867, el a inventat dinam, și în curând a învățat să transmită energie electrică pe distanțe lungi. Energie electrică începând cu autoritatea de a interveni în industrie.
vapori de aluminiu conectați imediat cu oxigen și să devină alb alumină praf. Și nici o condiție de electroliză schimbare - curent, tensiune, material de electrod - nu poate ajuta, pentru a obține aluminiu pur de alumină.
Involuntar concluzie este că, pentru producția de aluminiu industriale sursă de energie suficient de puternic, au nevoie de încă alte mijloace. Dar ce?
Această întrebare va răspuns în curând, fiul unui pastor american Provincial Charlz Holl. 22 de ani mai târziu, după diavolul Sainte-Kohler a făcut la Academia de Științe din Paris, raportul său senzațional cu privire la o nouă metodă de producție de aluminiu, un treisprezece ani elev de liceu în orașul de provincie din Oberlin a găsit tatăl său prin cărți vechi, chimie manual.
Cartea nu a fost pagina obligatoriu și titlul că, deși băiat curios supărat, dar nu-l împiedică să-l citi cu atenție în detaliu. Această constatare este determinată în mare parte de întreaga viață și activitățile viitoare, a fost începutul de entuziasm Charles chimie.
Dintr-o carte veche, Charles primul învățat despre aluminiu și proprietățile sale remarcabile.
\ „Metalul se topește la o temperatură mai mare decât fonta, - a fost scris în carte - și în această stare este un conductor de electricitate; aceeași stare rece a acestor proprietăți nu prezintă \“. Interesul în Sala este îmbunătățită în continuare cu sosirea Colegiului Berlin. Această instituție a fost bine emis predarea limbilor vechi, teologie și muzică.
Ce ispititoare perspective deschise pentru el, dacă a învățat cum să obțineți un aluminiu ieftin. La urma urmei, acest metal este destinat pentru un viitor strălucit!
Fascinat de această idee, optsprezece ani băiat fericit într-o turelă mic, se ridica deasupra casei cu două etaje a tatălui său, \ său „de laborator \“. Acolo se amestecă cu argilă cărbune, și, uneori, cu clorură de calciu și un amestec al acestora încălzește cărbune și combustibil lichid.
\ „Desigur, nici nu am primit aluminiu, - el ar scrie mai târziu, în memoriile sale. - Atunci eu sunt încă prea puțin cunoscută, a fost necesar pentru a studia greu \“. Un tânăr Hall a trebuit încă să câștige o bucată de pâine: în familia pastorului, cu excepția Charles, a avut șase copii. Tânărul nu disprețuiesc nici o lucrare. În primăvara și vara, el a fost angajat să cosească pajiștile cetățeni bogați, de îngrijire pentru flori, paturi de buruieni.
În timpul iernii, zăpadă clar pe străzi și în instanțele de judecată. El sa întâmplat să fie un vânzător de cărți ... și stovemaker. Dar, odată ce a acordat un moment liber, Hall a fugit în \ său „de laborator \“. Acolo el a amestecat alumină, la rândul său, cu toate reactivii, care erau în posesia sa. Amestecul rezultat a fost încălzit într-un cuptor. Dar el nu trebuie să se grăbească, nu așteptați până când creuzetul este complet răcit, fac obiectul unui dumping conținutul său pe o tigaie de fier.
Deci, râvnit picături de metal de argint nu a strălucit în partea de jos a creuzetului. Odată ce Charles a încercat să efectueze electroliza unei soluții apoase de sare de aluminiu. Poate că, dacă el a fost familiarizat cu lucrările chimistului românesc N.N.Beketova, nu te-ar face asta. După toate aluminiul în seria electrochimică este lăsat de hidrogen, iar catodul în timpul trecerii curentului prin soluția apoasă de sare de aluminiu va sta întotdeauna hidrogen. Ceea ce este acum familiar pentru fiecare elev, atunci nu este cunoscut de toți oamenii de știință.
Eșecul induce o Hall nu petrec mai mult ruleaza orbește, dar mai întâi să învețe termochimie. Înarmat cu noi cunoștințe, el ajunge la concluzia că, dacă apa - fugitive de solvent (care se descompune sub acțiunea curentului electric), acesta ar trebui să fie înlocuit cu un punct de vedere chimic mai rezistent. De ce să nu încercați să se dizolve alumină într-o sare și de a efectua electroliza topiturii?
Aproape un an a mers pe o căutare fără succes. El a testat neobosit diferite săruri fluorură. Și cercetătorii simt că nu este înșelat. Cel mai bun solvent a fost dublu sare și sodiu fluorură de aluminiu - criolit. Că este \ „piatră gheață \“, \ „fiul halibut subsurface \“ din care Beketov deplasând de magneziu și aluminiu, care Deville adăugat la amestecul său de clorură de aluminiu și sodiu. \ „Alumină pulbere albă se dizolvă în criolit topit la fel de ușor ca și zahăr în apă fierbinte, - a scris mai târziu Hall. - temperatura de topire a fost de numai aproximativ 1000 ° C \“.
a fost făcută jumătate din cazuri. Acum era necesar să se demonstreze că electroliza aluminei dizolvate în criolit, va oferi o oportunitate de a obține un aluminiu ieftin. Charles procurat de laborator Oberlin dispozitive nedorite vechi. Wit și ingeniozitatea l-au ajutat \ „de diferite feluri de mâncare cu piese de cărbune \“ construi baterii electrice și de a obține un curent, care a fost necesară pentru experimente.
Și, în final, totul este gata pentru experiment decisiv. Într-un creuzet de argilă a fost topită un pic criolit. Apoi, om de știință dizolvat în acesta alumină și masa topită printr-un curent electric timp de aproximativ două ore. Și când a turnat masa topită, atunci ... nu e transformat din aluminiu. Eșecul nu-l rupe, nu a diminuat hotărârea sa de a atinge obiectivele. Hall a crezut cu tărie că el a fost pe drumul cel bun. Din nou, el repetă mental experiență. Greutatea în stare topită, alumină dizolvată mult cu baterie în mod continuu, Care-i problema?
\ „Am primit ideea că această operațiune poate interfera cu substanțe străine, în principal, de silice eliberată din creuzet de argilă. Apoi am decis să fac creuzete de cărbune \“, - a spus prietenii Hall.
Doi ani pestered birouri Hall si birourile sefilor industriale în diferite orașe din SUA, pictura la cald avantajele invenției sale. Încercarea de a industriași de interese care au fost de acord să-l finanțeze, el le-a promis profituri mari. Dar toate încercările sale nu au dat rezultate. Se pare că nu a existat nici o speranță de a realiza invenția.
Dar, odată ce a fost introdus un om de afaceri din Pittsburgh - Alfred Henty. Un om de afaceri cu experiență, a văzut dintr-o dată ce o oportunitate extraordinară este plină cu un nou mod de a produce aluminiu. El a conspirat rapid cu Hall și viguros a preluat construcția și organizarea instalației.
Aluminiu a încetat să fie un metal semi-prețioase. preț scăzut a deschis calea pentru el, într-o varietate de industrii și agricultură. Odată cu creșterea producției de aluminiu de la uzina \ „Pitts burgskoy reducerea companiei \„lărgit mulțumesc Charles Hall. Și, ca întotdeauna, au existat, de asemenea, invidios. Ei au fost frați și Coles, un an înainte de deschiderea Hall este organizată în producția Lockport de bronz de aluminiu. În acest aliaj, cupru și aluminiu nu a fost mai mult decât ultimele 10 - 20%.
Temându-se că în cele din urmă producția de aluminiu prin metoda de marketing Hall va lipsi produsele lor, au început să producă din aluminiu pur, în secret, folosind ... Hall invenție. În același timp, la \ „ucide \“ un rival, compania Coles l-a dat în judecată în instanța de judecată, declarând că prioritatea acestei metode pentru producerea aluminiului.
Procesul a durat treisprezece ani ca pettifoggers iute de mână - Coles - găsește toate indiciile noi si noi pentru a întârzia decizia. Dar, fără trucuri și dealeri necinstiți vicleni nu au fost în măsură să se agită adevărul.
Decizia, care, desigur, a fost făcută în favoarea Hall, sa spus:
\ „Proces Hall - o noua inventie. Acesta este definit un pas înainte în fabricarea aluminiului. Hall - un pionier în această afacere, și el are dreptul la toate avantajele prevăzute de legea privind brevetele \“. Coles nu a reușit să realizeze propria lor, dar încă cauzat o mulțime de probleme la Hall, care a încetinit construcția unei instalații din Pittsburgh.
Cu toate acestea, palma în crearea unei metode de producere a aluminiului electrolitic Charles Hall a trebuit să fie împărțită cu francezul Paul Héroult. Viețile acestor inventatori talentați - un exemplu rar de o coincidență uimitoare. Ambele s-au născut în același an - 1863. Eru a arătat înclinație timpurie pentru științele naturale. La cincisprezece ani, el, precum Hall, Deville citit cartea \ „aluminiu \“ și, ca și el, planificat pentru a face o revoluție în producția de aluminiu.
Moștenirea tatălui său, care a murit când Pavel era încă student, el a mers la o tăbăcărie mic. Cu toate acestea, mai degrabă decât se angajeze în producția de piele. Era de vânzare pe echipament ieftin.
Cu banii pe care îi cumpără un dinam și începe să efectueze experimente pe electroliza aluminei. Mai întâi el repetă erorile Hall folosind soluții de electroliză apoase de compuși de aluminiu. Dar, după mai multe eșecuri, studiu de căutare persistente, și în profunzime a chimiei el devine pe drumul cel bun ... și trece un curent electric printr-un amestec de alumină și criolit. În 1886, douăzeci de ani, student poate fi izolat de metal din aluminiu.
Și o altă coincidență. Când încercați să pună în aplicare o metodă în era industria confruntă cu aceleași dificultăți ca și Hall. Aluminiu nimeni nu avea nevoie în cantități mari, în special în Franța - patria producției industriale a acestui metal. La sfatul unuia dintre producătorii Era adoptate pentru dezvoltarea unei metode de producere de bronz de aluminiu, care sunt utilizate pe scară largă în diferite scopuri, atunci. A primit un brevet pentru noua sa inventie, el a vândut o companie elvețiană, la fel ca în Franța, care nu doresc să-l cumpere.
\ „Lăsând la o parte producția de aluminiu pur, am început o nouă serie de experimente și a aliajelor de aluminiu obținute. Am apelat la industriașilor și capitaliștilor pentru sprijin financiar. Cu toate acestea, în Franța, nimeni nu a vrut să mă ajute \ „- mai târziu, a scris el cu amărăciune.
Doar trei ani mai târziu Era de brevet interesat în Franța - a fost comandat de plante, al cărui director a devenit el însuși în 1889. În următoarele decenii, într-o serie de domenii prialpiyskih plantelor electroliza aluminiului a fost construit, care a lucrat la metoda utilizată și epoca râurilor hidroelectrică de munte ieftine.
Un vis devenit realitate Charza de onoare și bogăție.
Nu Era de mirare, vorbind în 1911, la un banchet în onoarea Hall, a declarat: \ „Se pare că, în zece ani sau cincisprezece consumul de aluminiu este egal cu consumul de cupru și aur, după secole, Piatra, bronz și fier epoca vin din aluminiu \“.
Ar trebui să fie spus despre o altă coincidență fantastică în Hall Biografie și Era - atât inventatorul a murit în 1914.