От редакции: Жизненный путь Ильи Абрамовича Леенсона, одного из самых плодовитых авторов ТрВ-Наука, трагически прервался 28 мая 2019 года; в апреле ему исполнилось 74 года. Он опубликовал мириады увлекательных статей и книг, переводил нобелевские лекции, сочинял забавные задачи по разнообразным дисциплинам, вел обширнейшую остроумнейшую переписку и в юности даже выступал в Московской консерватории — исполнял произведения Иоганна Себастьяна Баха. С любезного разрешения семьи Ильи Абрамовича мы публикуем очередную заметку, предназначенную для нашей газеты. Мы вновь приносим глубокие соболезнования коллегам и родным Ильи Абрамовича и надеемся на дальнейшие публикации его рукописей.
Не умел шить золотом, так бей молотом
Золото — символ не только богатства, но и стабильности. Химически чистое золото не растворяется ни в соляной, ни в азотной кислоте — на него действует только смесь этих кислот («царская водка»). Поэтому так хорошо сохранились самые древние золотые украшения, пролежавшие в земле не одну тысячу лет. «Скифское золото», «золото Трои», золотые изделия древних египтян в различных музеях мира до сих пор поражают удивительным мастерством прежних умельцев. В древности для изготовления ювелирных изделий использовали также природный сплав золота и серебра белого или светло-желтого цвета — электрон (электрум), содержащий до 30% серебра. Считают, что из этого сплава в Лидийском царстве (VII век до н. э.) были отчеканены первые в истории человечества монеты.
Чистое золото — слишком мягкий и быстро истирающийся металл и потому не годится ни для каких изделий. Однако уже небольшие добавки других металлов (их называют лигатурными) придают изделиям из золота достаточную твердость. Чаще всего золото сплавляют с серебром и медью. Содержание драгоценного металла в сплаве называется «пробой». Пробы на золотых изделиях появились очень давно. Во Франции, например, — с 1275 года. В России они были введены указом Петра I в 1700 году: проба выражалась числом долей чистого серебра или золота в одном золотнике сплава (1 золотник = 96 долей = 4,266 г; 1 доля = 0,04444 г).
Реже применяются другие лигатуры. Например, кадмий придает золоту зеленоватый оттенок, цинк — белый, а никель — бледно-желтый. Платина при содержании всего 8,4% делает золотой сплав совершенно белым. «Белое золото» можно сделать также, сплавляя золото с серебром и палладием или с медью, никелем и цинком. А сплав золота с медью, серебром и цинком может практически не отличаться по цвету от чистого золота. Уже в начале XIX века мастера умели делать часы, циферблат которых изготовлен из золотых сплавов разного цвета. Золотым может быть не всё изделие, а только его тонкий поверхностный слой. Каждый видел позолоченные предметы, хотя бы рюмки или тарелки с золотой каемкой: на просвет тонкий слой золота имеет сине-зеленый цвет.
Самый древний способ золочения — оклеивание предметов золотой фольгой. Золото — исключительно пластичный металл. Из маленького золотого шарика радиусом менее 2 мм можно вытянуть тончайшую проволочку длиною в целый километр (в 10 раз тоньше человеческого волоса) или расплющить его в большой полупрозрачный лист толщиной всего 0,0001 мм. Золотобойное мастерство, или искусство получения тончайших золотых листков, — очень древнее, упоминается еще Гомером (см. врезку справа). В Древнем Египте золотой фольгой покрывали носилки фараонов, сделанные из дерева. Такие носилки были легкими, а выглядели так, будто сделаны из чистого золота. Этот способ золочения широко применялся в Киевской Руси с X–XI веков. В России так золотили железные или медные главы церквей, крыши, шпили дворцов. Искусство золочения было известно и в доколумбовой Америке. Когда испанские конкистадоры расплавили награбленные золотые изделия, чтобы извлечь из них драгоценный металл, они с удивлением обнаружили, что слитки содержат совсем мало золота. Оказалось, что изделия были изготовлены из медных сплавов и позолочены лишь на поверхности.
Булат не гнется, шелк не сечется, красное золото не ржавеет
Несколько слов о ценах на золото. Общая тенденция — подорожание, связанное с инфляцией. Так, по закону США о золотом стандарте 1900 года 1 г золота стоил 66,46 цента; в 1934 году оно подорожало до 1,12 долл. за грамм. В 1974 году цена на золото на международных биржах достигла 4,8 долл. за грамм. В последние годы цены на золото значительно колебались в зависимости от спроса и предложения. Так, на Лондонской бирже цена на золото снизилась с 13,2 долл. США за грамм в январе 1996 года до 7,7 долл. в июле 1999 года — после объявления Англии о намерении продать в ближайшие годы 50% своих золотых запасов (450 тонн). На международных биржах цену золота обычно выражают в долларах за тройскую унцию, которая равна 31,1035 г. (Цена золота 24 июля 2019 года на международных биржах, по данным finam.ru, составляла 1425,61 долл. за тройскую унцию; таким образом, оно почти в 86 раз дороже серебра. — Ред.)
Сейчас из множества существующих способов золочения самый распространенный — электрохимический. Так золотят электрические контакты в точных приборах и интегральные цепи микросхем, музыкальные инструменты и ювелирные украшения. Изменяя режим нанесения покрытия, можно получать позолоту различных цветов и оттенков. Так, в присутствии меди получаются розовые покрытия, в присутствии никеля или олова — белые, а медь в сочетании с никелем придает покрытиям красный цвет. Вводя в раствор палладий, можно получить позолоту цвета «загара», в то время как серебро и цинк окрашивают покрытия соответственно в зеленый и сиреневый цвета. При желании можно получить коричневое и даже черное золотое покрытие.
А какого же цвета чистое золото? Существует понятие «червонное золото», и многие считают его самой чистой разновидностью этого металла. Это довольно распространенная ошибка. Химически чистое золото имеет желтый цвет. Червонный (то есть красный) цвет придает золоту, как уже говорилось, медь при определенном ее содержании в сплаве. В ХХ томе изданной в 1905 году энциклопедии под редакцией Ю. Н. Южакова сказано: «Червонное золото — сплав золота с медью в отношении 9:1». О том же говорит и словарь В. И. Даля: «Красное золото — с медным сплавом; белое золото — с серебряным сплавом».
Бывает и «позолота», вовсе не содержащая золота. Еще алхимикам было известно «сусальное золото» — соединение олова и серы, цветом очень похожее на золото. Цвет, близкий к золотому, имеет и один из современных материалов — нитрид титана. Это соединение исключительно прочное и твердое. Поэтому нитридные покрытия стали использовать там, где необходимо сочетание золотого цвета с прочностью. Например, для покрытия зубных коронок. А еще — для «золочения» куполов. Так, купола восстановленного храма Христа Спасителя в Москве почти полностью покрыты нитридом титана. По цвету они почти не отличаются от находящихся неподалеку позолоченных куполов кремлевских храмов.
Попробуем металлы на зубок
Золотобойные работы в гомеровском эпосе упоминаются, в частности, в «Илиаде» при описании того, как Гефест делает доспехи Ахиллеса (Iliad 18:468–477) и в «Одиссее» при рассказе о том, как золотых дел мастер покрывает золотом рога священного быка, оборачивая их золотым листом (Odyssey 3:432–435). Но не греки были первыми, кто научился делать тонкие золотые листы. Задолго до них это искусство знали в Древнем Египте [1]: фрески на гробнице 2500 года до н. э. в Саккаре показывают, как золото расплавляют и потом «бьют» круглым камнем, держа камень в руке. Говорят, что это евреи во время бегства из Египта принесли на Ближний Восток золотобойное ремесло [3]; безусловно, торговые связи египтян в бронзовом веке охватывали не только Месопотамию, Сирию и Палестину, но и Малую Азию. Так что в Трое золотые листы использовались для украшения различных изделий еще лет за 300 до предполагаемой Троянской войны: об этом нам говорит знаменитая «Маска Агамемнона» [5], которую Генрих Шлиман, обнаружив в раскопках, принял за маску царя Микен и которая, согласно последним датировкам, относится к более раннему периоду [4].
(Il. 18:470–475)
φῦσαι δ᾽ ἐν χοάνοισιν ἐείκοσι πᾶσαι ἐφύσων παντοίην εὔπρηστον ἀϋτμὴν ἐξανιεῖσαι, ἄλλοτε μὲν σπεύδοντι παρέμμεναι, ἄλλοτε δ᾽ αὖτε, ὅππως Ἥφαιστός τ᾽ ἐθέλοι καὶ ἔργον ἄνοιτο [6].
(Od. 3:436–438)
γέρων δ᾽ ἱππηλάτα Νέστωρ χρυσὸν ἔδωχ᾽: ὁ δ᾽ ἔπειτα βοὸς κέρασιν περίχευεν ἀσκήσας, ἵν᾽ ἄγαλμα θεὰ κεχάροιτο ἰδοῦσα [7].
Так он сказал; все заботиться начали: с поля телицу
Скоро пригнали; пришли с корабля Телемаховы люди,
С ним переплывшие море; явился и златоискусник,
Нужный для ковки металлов принесши снаряд: наковальню,
Молот, клещи драгоценной отделки и всё, чем обычно
Дело свое совершал он; пришла и богиня Афина
Жертву принять. Тут художнику Нестор, коней обуздатель,
Золота чистого дал; оковал им рога он телицы,
Тщася усердно, чтоб жертвенный дар был угоден богине.
(«Одиссея», III, 430–438,
перевод Василия Андреевича Жуковского [8])
Мария Молина
В заключение кратко о других драгоценных металлах. Во многих домах есть серебряные (или посеребренные) изделия — старые монеты, ложки, вилки, подстаканники, кольца, цепочки, другие украшения. Они тоже изготовлены не из чистого серебра, а из его сплавов разной пробы. Пробу серебряного изделия определяют так же, как и золотого, — с помощью пробирного камня.
Лет 20 назад ощущался большой дефицит серебра: его добыча была существенно меньше потребностей (около 10 тыс. тонн в год). Недостаток восполнялся за счет старых банковских запасов. Бурное развитие электроники и цифровой фотографии, для которых много серебра не требуется, изменило положение.
Серебряные изделия со временем часто чернеют. Причина — образование пленки сернистого серебра из-за присутствия в воздухе следов сероводорода. Его источником может быть резина, некоторые пластмассы, разлагающиеся белки. Не очень толстую пленку можно удалить, отполировав предмет зубной пастой или порошком с мыльной водой.
Иногда серебряные предметы не чернеют, а зеленеют. Это — верный признак того, что сплав содержит, кроме серебра, значительные количества меди. Такой сплав часто называют «низкопробным серебром». Зеленый налет образуется под действием углекислого газа, паров воды и кислорода. Вообще, серебро значительно менее «благородно», чем золото. В 1927 году английский археолог Леонард Булли во время раскопок царских гробниц в Уре Халдейском нашел серебряную лиру. Правда, серебряной ее можно было назвать лишь условно: пролежав в земле 4500 лет, серебро полностью превратилось в белый порошок хлорида серебра.
Некоторые сплавы, внешне очень похожие на серебро, могут вовсе не содержать драгоценного металла. Из таких сплавов наиболее известны нейзильбер (название происходит от немецкого Neusilber — новое серебро) и мельхиор — от французского maillechort, по имени изобретателей сплава Майо (Maillot) и Шорье (Chorier). Нейзильбер содержит, кроме меди, никель и цинк, а мельхиор — никель, железо и марганец.
Помимо золота и серебра ювелиры используют платиновые металлы — саму платину, а также родий (в виде красивого тонкого покрытия) и палладий (обычно как лигатуру). Редкость платиновых металлов и трудность их получения в чистом виде приводит к их высокой стоимости. В отличие от золота, их цена во многом определяется нуждами промышленности. Например, металлы платиновой группы широко используют для изготовления катализаторов, в том числе для дожигания выхлопных газов автомобилей. В результате цена на палладий (основной его поставщик — Россия) выросла с 7,7 долл. за грамм в 1997 году (тогда она стоила на 30% дешевле золота) до рекордного значения 30,9 долл. за грамм в конце 2000 года (в 3,5 раза дороже золота!). Сейчас цена на палладий снова снизилась, но всё равно этот металл дороже золота. (Острый дефицит вывел палладий в лидеры среди драгоценных металлов; с начала 2016 года его цена увеличилась на 180% — до 1520,55 долл. за тройскую унцию, т. е. на данный момент он дороже золота почти на 7%, см. [9]. — Ред.) Дантисты, которые изготавливают зубные протезы из сплава серебра с 25% палладия, хорошо об этом знают.
Илья Леенсон,
канд. хим. наук
- Nicholson E. D. The ancient craft of gold beating // Gold Bull. 1979. Vol. 12. Iss. 4. P. 161.
- Russo R. The heart of steel: a metallurgical interpretation of iron in Homer // Bull. Hist. Chem. 2005. Vol. 30. № 1.
- Agnew J. H. (ed.). Eclectic Museum of Foreign Literature, Science and Art. Vol. 1. 1843, January to April. New York, Philadelphia.
- Spencer P. M. Harrington. Behind the Mask of Agamemnon // Archaeology. 1999. Vol. 52. № 4: July/August.
- Gere C. The Tomb of Agamemnon. Harvard University Press, 2011.
- Iliad, Book 18: cited with the help of Perseus Database.
- Odyssey, Book 3: cited with the help of Perseus Database.
- rvb.ru/19vek/zhukovsky/01text/vol4/01odyssey/315.htm
- quote.rbc.ru/news/article/5d35b8d39a794798ae44d4ae