კალა...

     

                   კალა

კალა - ქიმიური ელემენტი, რომელიც აღინიშნება სიმბოლოთი Sn (ლათ. Stannum - მტკიცე, მდგრადი) და მისი ატომური ნომერია 50. იმყოფება ლითონთა მთავარი ჯგუფის მეთოთხმეტე ჯგუფში ქიმიურ ელემენტთა პერიოდულ სისტემაში. კალა ამჟღავნებს ქიმიურ მსგავსებას მისი ჯგუფის ორივე მოსაზღვრე ელემენტთან: გერმანიუმთან და ტყვიასთან.კალა 49-ე ყველაზე გავრცელებული ელემენტია და აქვს ათი მდგრადი იზოტოპი, რაც იზოტოპთა რაოდენობის მხრივ უდიდესი რიცხვია პერიოდულ სისტემაში. კალა ძირითადად მოიპოვება მინერალ კასიტერიტიდან, რომელიც შეიცავს კალას, კალის დიოქსიდის (SnO2) სახით.





აღნაგობა
ნორმალურ პირობებში მარტივი ნივთიერება კალა — პლასტიკური, ჭედადი და ადვილად დნობადი ბრჭყვიალა, მბზინვარე მოვერცხლისფრო-თეთრი ფერის რბილი ლითონია. კალა მიეკუთვნება მსუბუქ ლითონებს. ჰაერზე ადვილად არ იჟანგება, რის გამოც გამოიყენება სხვა ლითონების დასაფარად კოროზიისგან დასაცავად. ფართოდ გამოიყენება კალას შენადნობები, განსაკუთრებით ტყვიასთან. კალასა და ტყვიის შენადნობი ადვილად ლღვება დაბალ ტემპერატურაზე და გამოიყენება სადენების ერთმანეთზე მისარჩილავად. კოროზიასთან ბრძოლის კიდევ ერთი მაგალითია, ფოლადის მოკალვა. კალას დაბალი ტოქსიკურობის გამო, მოკალული ფოლადი გამოიყენება საკვების შესაფუთად, კონსერვის ბანკების სახით (თუმცა კონსერვის ბანკებს ამზადებენ ალუმინისაგანაც).


ისტორია

კალა ადამიანისათვის ცნობილი იყო ჯერ კიდევ IV ათასწლეულში ჩ.წ.ა. ეს ლითონი ნაკლებად მისაწვდომი იყო და ამიტომაც ძვირადღირებული, ამ ლითონის ნაკეთობები იშვიათად გვხვდება ძველ რომსა და ძველ საბერძნეთში. კალა მოხსენიებულია ბიბლიაში, მოსეს მეოთხე წიგნში. ბრინჯაო წარმოადგენდა ყველაზე მტკიცეს იმ დროისათვის ცნობილ ლითონებსა და შენადნობებს შორის, კალა იყო «სტარტეგიული ლითონი» მთელი ბრინჯაოს ხანის განმავლობაში, 2000 წელზე მეტი დროის განმავლობაში






გავრცელება ბუნებაში

კალა - იშვიათი გაბნეული ელემენტია, დედამიწის ქერქში გავრცელების მიხედვით ის 47-ე ადგილზეა.
კალას მსოფლიო საბადოები მდებარეობენ სამხრეთ-აღმოსავლეთ აზიაში, ძირითადად ჩინეთში, ინდონეზიაში, მალაიზიაში და ტაილანდში.
დაუბინძურებული წყლების ზედაპირზე კალას შემცველობა სუბმიკროგრამულ კონცენტრაციებშია. მიწისქვეშა წყლებში მისი კონცენტრაცია აღწევს მიკროგრამების ერთეულებს დმ³-ში, რომელიც მატულობს კალას საბადოების რაიონებში, ისინი წყლებში ხვდებიან პირველ რიგში სულფიდური მინერალების დაშლის ხარჯზე, რომლებიც არამდგრადები არიან ჟანგვის ზონებში.




შენადნობები

მიუხედავათ იმისა რომ ქანებში ამ მინერალების კონცენტრაცია ძალიან დაბალია, მაინც გავრცელებულნი არიან გენეტიკური წარმონაქმნების ფართო წრეში. თვითნაბადი ფორმებს შორის კალასთან ერთად გამოვლენილია Fe, Al, Cu, Ti, Cd და სხვა, თუ არ ჩავთვლით ცნობილ პლატინოიდ ლითონებს, ოქროს და ვერცხლს. ეს ელემენტებივე ქმნიან სხვადასხვაგვარ შენადნობებს ერთმანეთთან: (Cu + Sn + Sb), (Pb + Sn + Sb) და სხვა, ასევე მყარი ხსნარები. ინტერლითონური ნაერთებს შორის დადგენილია სტისტაიტი SnSb, ატაკიტი (Pd,Pt)3Sn, შტუმირლიტი Pt(Sn,Bi), ზვიაგინცევიტი (Pd,Pt)3(Pb,Sn), ტაიმირიტი (Pd,Cu,Pt)3Sn და სხვა.



წარმოება

წარმოების პროცესში კალაშემცველი მადანი (კასიტერიტი) განიცდის ნაწილაკებად დაქუცმაცებას ეომლებიც ზომით არიან მიახლოებით ~ 10 მმ, (სამრეწველო წისქვილებში), რის შემდეგაც კასიტერიტი თავისი შედარებით მაღალი სიმკვრივის და მასის გამო გამოეყოფა ცარიელ ქანებს ვიბრაციულ-გრავიტაციული მეთოდით გამამდიდრებელ მაგიდებზე. დამატებით კი გამოიყენება მადნის გამდიდრება/გაწმენდის ფლოტაციური მეთოდი. მიღებულ კალას მადნის კონცენტრატს შემდეგ ადნობენ ღუმელებში. გამოდნობის პროცესში ღდგება თავისუფალ მდგომარეობამდე უშუალოდ ხის ნახშირის გამოყენებით, რომლის ფენებს აგებენ რიგრიგობით მადანთან ერთად.


ფიზიკური და ქიმიური თვისებები



მარტივი ნივთიერება კალა პოლიმორფულია. ჩვეულებრივ პირობებში ის არსებობს b-მოდიფიკაციის სახით (თეთრი კალა), მდგრადია 13.2 °C-ის მაღლა. თეთრი კალა - ეს მოვერცხლისფრო-თეთრი, რბილი, პლასტიკური ლითონია, რომელსაც ტეტრაგონალური ელემენტალურ უჯრედებიანი მესერი აქვს, პარამეტრებია a = 0.5831, c = 0.3181 ნმ. კალას ყოველი ატომის საკოორდინაციო გარემოცვა — ოქტაედრია. სიმკვრივე b-Sn 7,228 გ/სმ3. Tლღ =231.9 °C, Tდუღ = 2270 °C.



გაცივებისას, მაგალითად, ყინვისას გარეთ, თეთრი კალა გადადის a-მოდიფიკაციაში (ნაცრისფერი კალა). ნაცრისფერი კალას აქვს ალმასის სტრუქტურა (კუბურ კრისტალური მესერი პარამეტრებით а = 0,6491 ნმ). ნაცრისფერ კალაში ყოველი ატომის საკოორდინაციო პოლიედრი - ტეტრაედრია, საკოორდინაციო რიცხვია 4. ფაზურ გადასვლას b-Sn a-Sn-ში თან ახლავს კუთრი მოცულობის ზრდა 25.6 %-ით (სიმკვრივე a-Sn შეადგენს 5.75 გ/სმ3), რაც იწვევს კალას დაშლას ფხვნილად. ძველ დროში ყინვების დროს კალას ნაკეთობების ფხვნილად გარდაქმნას «კალას ჭირს» უწოდებდნენ. ამ «ჭირის» შედეგად ფოლაქები მუნდირებზე, რგოლები, კოვზები იშლებოდნენ, და არმიას შეეძლო ბრძოლისუნარიანობის დაკარგვა. (დაწვრილებით «კალას ჭირის» საინტერესო ფაქტების შესახებ იხილეთ ქვემოთ ნაჩვენებ წყაროზე).



კალას ორი მოდიფიკაციის სტრუქტურების განსხვავების გამო განსხვავდებიან მათი ელექტროფიზიკური თვისებებიც. ასე რომ, b-Sn — ლითონია, ხოლო a-Sn მიეკუთვნება ნახევარგამტარებს. 3.72 К-ის ქვევით a-Sn გადადის ზეგამტარ მდგომარეობაში. სტანდარტული ელექტროდული პოტენციალი E °Sn2+/Sn ტოლია −0.136 ვ, ხოლო E ორთქლის °Sn4+/Sn2+ 0.151 ვ.
ოთახის ტემპერატურისას კალა, ჯგუფში მეზობელის გერმანიუმის მსგავსად, მდგრადია წყლის ან ჰაერის ზემოქმედებისაგან. ასეთი ინერტულობა აიხსნება ზედაპირზე ოქსიდების ფენის წარმოქმნით. კალას შესამჩნევი ჟანგვა ჰაერზეიწყება150°C უფრო მაღალი ტემპერატურის დროს:




გამოყენება

კალა გამოიყენება ძოროთადად როგორც უსაფრთხო, არატოქსიკური, კოროზიამდგრადი საფარი სუფთა სახით ან სხვა ლითონებთან შენადნობში. კალას მთავარი სამრეწველო გამოყენება ხდება - თეთრი თუნუქის წარმოებაში (მოკალული რკინა) კვების პროდუქტების ტარის დასამზადებლად, რჩილვაში ელექტრონიკაში, სახლის მილსადენებში, მზიდების შენადნობებში და კალას საფარებისათვის. კალას ყველაზე მნიშვნელოვანი შენადნობია - ბრინჯაო (სპილენძთან). შემდეგი ცნობილი შენადნობია - პიუტერი - გამოიყენება ჭურჭლეულის დასამზადებლად. ბოლო დროს ღორძინდება ლითონის გამოყენებისადმი ინტერესი, რადგანაც ის ყველაზე «ეკოლოგიურია» ფერად ლითონებს შორის. გამოიყენება ზეგამტარი სადენების შესაქმნელად ინტერლითონური ნაერთების საფუძველზე Nb3Sn.
კალას მარილების ნარევები - «ყვითელი კომპოზიცია» - ადრე გამოიყენებოდა როგორც შალის საღებავი.
კალა ასევე გამოიყენება დენის ქიმიურ წყაროებში ანოდის სახით, მაგალითად: მანგანუმ-კალას ელემენტი. პერსპექტიულია კალას გამოყყენება ტყვია-კალას აკუმულატორებში; ასე მაგალითად, ტოლი ძაბვისას, ტყვიის აკუმულატორებთან შედარებით ტყვია-კალას აკუმულატორის აქვს 2.5-ჯერ მეტი ტევადობა და 5-ჯერ მეტი ენერგოსიმკვრივე მოცულობის ერთეულზე, მისი შუდა წინააღმდეგობა მნიშვნელოვნად დაბალია.
კალას ჯარისკაცების მასიური გამოჩენა როგორც სათამაშო განეკუთვნება XVI ს., როდესაც ნიუნბერგის მცხოვრებმა ერნსტ ჰენრიხსენმა საფუძველი ჩაუყარა სათამაშო ფიგურების დამზადებას გარკვეული მაშტაბით. კალა კი როგორც მასალა გამოიყენეს XVIII ს-ნის ბოლოს, მის შემდეგ როდესაც გაჩნდა იაფი ფაიანსის ჭურჭელი, და ბევრი ჩამომსხმელი, რომლებმაც დაკარგეს შეკვეთები სასადილო ჭურჭლეულზე, გადაერთვენ კალას ჯარისკაცების და მინიატურების წარმოებაზე.
გერმანიის იმპერიის გაჩენის შემდეგ ბაზარი აივსო პრუსიის არმიის ყველა ეპოქის ჯარისკაცების ფიგურებმა. 
წყარო
       პისარჟევსკი, ლ.

კატალიზურ მოვლენების საკითხისათვის. I მეტალებით და მათი ჟანგეულებით წარმოებული ჰეტეროგენული კატალიზის მექანიზმის შესახებ / [თარგმანი მ. შალამბერიძის]. - ტფ., 1929 (პოლიგრაფტრ. 1-ლი სტ.). - 21-58გვ. ; 23სმ. - უთავფურცლოა. - ზესათაური ქართ., რუს. და ფრანგულ ენებზე. - ცალკე ამონაბეჭდი: ლენინის სახელობის საქართველოს პოლიტექნ. ინსტიტ. მოამბე ტ. I, რვ. I. - დანართი: რეზიუმე გერმანულ ენაზე. - [ფ.ა.], 80ც.[MFN: 41120]

UDC: 66.097.36 + 669

თემატიკა:
- კატალიზი;

K 7.230/3 - საერთო ფონდი
K 7.231/3 - საერთო ფონდი
F 27.761/3 - ხელუხლებელი ფონდი
P 719/1929 - ხელუხლებელი ფონდი

დაცულია: სპებ