История современного города Афины.
Древние Афины
История современных Афин

Первое знакомство человека с металлами. Открытие металлов древними людьми


Открытие химических элементов

Как и когда были открыты первые химические элементы? История открытия элементов уходит в глубокую древность. Когда человек впервые добыл огонь, он стал оставлять в лесах уголь, образовавшийся при сжигании дерева. Первое свое «художественное произведение» человек также сделал кусочком угля на стене пещеры.

История открытия химических элементов

В Каменном веке из камня высекались инструменты и оружие: наконечники для копьев, молотки и ножи. Жители древней Индии достигли замечательных результатов в искусстве обработки природных материалов. Их сосуды были изготовлены из глины, т. е. из соединений алюминия, кремния и кислорода.

Открытие первых металлов

Конечно, в то время ни у кого не возникала мысль, что существуют химические элементы, или что глина и камень состоят из каких-то отдельных частей. Время шло, и человек стал овладевать тем, что окружало его, он начал извлекать элементы из материалов, которые находил в земле, и обрабатывать их. Эту «богатую землю» мы теперь называем рудой.

Галенит, или сульфид свинца,— довольно широко распространенная руда. И древние люди получали свинец из галенита при помощи процесса, который был, по существу, открыт случайно. Из свинцовой руды, смешанной с углем, на костре выделялись капельки чистого металлического свинца.

Другой рудой, известной древнему человеку, была киноварь, или сульфид ртути. При нагревании этой руды происходит химическая реакция, в результате которой образуется чистая ртуть.

Любознательность человека и его способности обрабатывать материалы постепенно росли; он открыл самородную медь и научился извлекать медь и олово из их руд. Смешав медь и олово, он получил бронзу. Это знаменовало столь важный этап в человеческой истории, что мы называем его Бронзовым веком.

В этот период изготавливались замечательные инструменты и оружие, а также чрезвычайно тонкие ювелирные изделия. Отсюда возникла металлургия как наука.

Железный век начался за тысячу лет до нашей эры, с момента открытия выплавки железа. На самом деле железо, видимо, неоднократно открывалось и переоткрывалось и до того времени. Оно впервые было обнаружено в золе больших костров, раскладывавшихся возле скал, содержащих красную руду.

Из железа делали молотки, шила, ключи, гребни и, конечно, оружие. В те времена подъем и падение цивилизации были непосредственно связаны со степенью развития металлургии, с мастерством ремесленников различных народов.

Главное, человек научился извлекать элементы из окружающей природы, из руд, содержащих эти элементы. Первоначально метод был весьма грубым и сводился к использованию тепла и в некоторых случаях угля. Для его реализации требуется только костер, и его, конечно, легко воспроизвести в лаборатории.

Поместим кусочек руды, например свинцовой, на графитовую пластинку и нагреем ее. В результате образуется относительно чистый кусочек свинца.

Как только металл был извлечен из руд, или открыт в чистом виде, как это имело место в случае золота, первобытный человек быстро обнаружил, что металлу можно придавать различную форму. Он научился ковать металл и даже изготавливать тонкие, как листок, пластины.

Затем первобытный человек научился обращаться с некоторыми другими химическими элементами, хотя, конечно, не знал и не подозревал, что имеет дело с элементами.

Естественно, он овладел углеродом в виде угля. Он также знал серу и элементы, которые находятся в природе в самородном состоянии: золото, серебро и медь. Он научился извлекать чистые металлы — медь, ртуть, свинец и олово — из руд.

Но, очевидно, главным достижением человека стало его умение получать металлическое железо из руд. Распространение железа среди некоторых народов определило до некоторой степени размещение центров цивилизации на заре металлургии.

До нашей эры эти девять химических элементов и были известны человеку, они извлекались и использовались вполне сознательно. Если эти элементы разместить в современной периодической таблице, то некоторые из них окажутся весьма близкими по своим химическим свойствам.

Медь, серебро и золото — все они имеют сходные свойства. То же относится к олову и свинцу. Химические символы этих девяти элементов таковы:

  • С (углерод)
  • Си (медь)
  • Аи (золото)
  • S (сера)
  • Ag (серебро)
  • Hg (ртуть)
  • Fe (железо)
  • Sn (олово)
  • РЬ (свинец)

История открытия химических элементов в средние века

Ничего значительного в области открытия химических элементов не было сделано до периода, который называется Средними веками. В эти времена появились алхимики. Они работали с помощью примитивного оборудования — реторт, ступок с пестиками, которые теперь для нас имеют лишь символическое значение.

Алхимики ставили различные опыты, начиная от таких, которые относятся к области магии (например, поиски эликсира жизни), и до экспериментов, которые предшествовали современной химии.

Алхимики часто говорили о «философском камне», с помощью которого они надеялись превращать обычные металлы в золото. Сейчас трудно сказать, что они принимали за это мифическое вещество. Возможно, это не была какая-то определенная вещь и даже не камень. Некоторые историки полагают, что это был сульфид ртути, но другие придерживаются иного мнения.

Если не считать этих бесполезных попыток, то алхимики первыми осуществили ряд важных химических экспериментов. Они, например, извлекали металлы из руд, хотя это и не было чем-то необычным по сравнению с предшествующими достижениями металлургии.

Открытие кислот

Наиболее важным их творением явились кислоты, которые много позднее стали основными продуктами промышленной химии.

Один их эксперимент состоял в нагревании вещества, подобного сульфату железа, и выделении того, что они называли купоросом. Это соединение теперь известно как серная кислота.

Алхимики умели также получать соляную и азотную кислоты и изготовляли другие химикалии: поташ и карбонат натрия, которые позднее оказались важными промышленными продуктами.

Несмотря на их некоторые чуждые нам методы и цели, алхимики заслужили признание, так как они интересовались и теорией, и практическими исследованиями. Те знания, которые они накапливали путем экспериментирования, они пытались систематизировать с помощью записей и зарисовывания своих опытов. Они считали, что элементарными веществами природы являются огонь, земля, вода и воздух, и стремились установить логические отношения между этими четырьмя «элементами». В известном смысле их причудливая схема была предшественницей нашей современной периодической системы.

Открытие мышьяка, сурьмы и висмута

Несомненно, алхимики оказали большое влияние на развитие химии. Они сделали массу открытий и в течение XII-XIV столетий сумели обнаружить три важных химических элемента: мышьяк (As), сурьму (Sb) и висмут (Bi). Все они входят в одно и то же химическое «семейство» и расположены в нашей современной периодической таблице в одной вертикальной колонке.

Сходство между этими тремя элементами показывает, что грубые химические методы алхимиков, вероятно, сводились к одному определенному типу экспериментов, в которых химические свойства определенного типа играли важную роль.

После этого трио (мышьяк, сурьма, висмут) в течение нескольких столетий не было открыто новых элементов, за исключением платины, которая была выделена в Мексике примерно к середине XVI столетия. Ее название происходит от испанского слова и означает «малое серебро».

В XVIII веке платина использовалась, видимо, только для подделки золотых монет. В течение нескольких лет в начале XIX столетия Россия чеканила платиновые монеты.

Ни об одном из тринадцати элементов, известных к середине XVII столетия, мы не знаем, когда и кем он был открыт. То же самое можно сказать и о цинке, который был выделен в чистом виде в конце XVII века или, возможно, несколько раньше.

Но к этому времени наука начала принимать вполне современную форму. Люди стали изучать природу, химию, элементы ради тех знаний, которые можно извлечь из их исследования. Новые открытия регистрировались и публиковались.

Правда, и ученые Древней Греции интересовались наукой ради самой науки. Они даже создали хорошо разработанную атомную теорию, которая во многих отношениях сходна с современной атомной теорией. Однако греческие ученые не любили производить экспериментов, и поэтому их теории так и оставались на бумаге и никогда не развивались.

Открытие фосфора

Первым химическим элементом, который был открыт одним человеком и который действительно может рассматриваться как его детище, оказался фосфор, что означает «носитель света».

Фосфор был открыт алхимиком и торговцем по имени Хенниг Бранд во время поисков им «философского камня», в Гамбурге (Германия) в 1669 г. Бранд получал фосфор из сухого остатка мочи, но держал процесс изготовления в секрете. Он обнаружил, что новое вещество обладает замечательным свойством: оно ярко сияет в темноте, после того как некоторое время выдерживается на свету. Бранд придумал массу забавных фокусов с фосфором и показывал их своим знакомым, неплохо зарабатывая на демонстрации этих опытов. Позднее было установлено, что фосфор является химическим элементом, и он получил свое название.

Кобальт был открыт в 1737 г., а никель четырнадцать лет спустя. Кобальтовые и никелевые руды первоначально ошибочно были приняты за медную руду, а так как из них не удавалось извлечь медь, то считалось, что в этих рудах сидят злые духи. Отсюда их названия — кобальт (домовой) и купферникель (дьявольская медь),’—сохранившиеся и до настоящего времени.

Открытие водорода

Водород легко получить, положив кусочек металла в раствор кислоты, например в соляную кислоту. При этом выделяются пузырьки водорода. Тот факт, что при опускании металла в кислоту образуются пузырьки, был установлен давно, но никому не приходило в голову, что выделяющийся газ отличается от других известных газов.

И только Генри Кавендиш в 1766 .г. изучил свойства газа, образующегося в этой реакции, и точно описал его. Когда позднее выяснилось, что этот газ при сгорании образует воду, он был назван гидрогеном, или воду рождающим (водород).

Открытие азота и кислорода

В 70-е годы XVIII века многие ученые стали производить опыты с обычным воздухом, пытаясь обнаружить, из чего он состоит.

Даниэл Резерфорд открыл, что при горении или дыхании используется только часть данного объема воздуха. Например, если мы зажжем свечу и поместим ее в закрытый сосуд, то свеча некоторое время погорит, а затем погаснет. При горении расходуется часть воздуха, и свеча отказывается гореть в оставшейся части его. Если вместо свечи поместить в сосуд мышь, то и она, использовав часть воздуха, умрет.

Резерфорд исследовал газ, который остается после того, когда гаснет свеча или у мыши останавливается дыхание. Оказалось, что этот газ отличается от обычного воздуха. Он не поддерживает горения, и животные не могут в нем жить.

Одновременно с Резерфордом еще ряд ученых, а именно Кавендиш’ Джозеф Пристли и Карл Шееле проводили подобные работы. Однако Резерфорд был первым, кто точно описал азот. Вот почему именно Резерфорд считается первооткрывателем азота.

Примерно в тот же период многие ученые изучали другой основной компонент воздуха — кислород.

Пристли подогрел красный порошок, окись ртути, сфокусировав на него с помощью линзы пучок света, и обнаружил, что образующийся при этом газ очень эффективно поддерживает горение. Так он открыл кислород.

В действительности шведский химик Шееле произвел подобные эксперименты, видимо, несколько ранее, но он с запозданием опубликовал свою работу.

Затем известный французский ученый Антуан Лавуазье исследовал природу горения. Он показал, что когда металлы, подобные магнию, горят, то они соединяются с кислородом, увеличивая свой вес. Это открытие явилось важным вкладом в химию.

Таким образом, число элементов, известных человеку к середине 70-х годов XVIII века, достигло двадцати.

www.polnaja-jenciklopedija.ru

Истории открытия важнейших металлов | Химическая энциклопедия

Металлы

Познание человеком металлов своими корнями уходит в глубокую древность. Полагают, что первыми металлами, с которыми столкнулся древний человек и которые он начал использовать на практике, были медь, золото и серебро. Причина заключается в том, что именно эти металлы встречаются в природе в самородном состоянии и легко могли быть случайно найдены нашими предками. Древнейшие медные изделия были найдены при раскопках на Анатолийском плоскогорье в Турции и датируются 6,5—5,5 тыс. лет до н. э.

Одним из наиболее важных этапов в использовании человеком металлов стало освоение процесса получения железа из его природных руд (в основном, оксидов железа). Для получении железа, пригодного для дальнейшего практического использования, необходима высокая температура — 1400—1600 °С (в зависимости от вида используемого оксида железа). Столь высокую температуру (путем продувки воздуха через горящий древесный уголь) древнему человеку удалось освоить лишь примерно к 1500 г. до н. э.

История открытия еще одного очень важного металла — алюминия — началась с выделения в 1754 г. немецким химиком А. Маргграфом «квасцовой земли», представлявшей собой относительно чистый оксид алюминия. В 1825 г. датчанин Г. Эрстед смог получить из нее небольшое количество алюминия в виде металла. В то время стоимость алюминия превышала стоимость золота из-за чрезвычайной сложности его получения. И лишь после того, как в 1886 г., независимо друг от друга, американец Ч. Холл и француз П. Туссен разработали электролитический способ получения алюминия, началась эра широкого использования алюминия в промышленности и в быту.

Вам необходимо включить JavaScript, чтобы проголосовать

abouthist.net

Открытие железа | Великие открытия человечества

ЖелезоМного тысячелетий назад народы, населяющие разные уголки нашей планеты, почти в одно время познакомились с самородными металлами. Знакомство же с железом относится к более позднему времени. Получать его некоторые народы научились раньше, а некоторые — значительно позже. Дело в том, что самородное железо в природе почти не встречается. Предполагается, что первое железо, которое попало в человеческие руки, было метеоритного происхождения. Первые упоминания о железе встречаются около 5 тысяч лет назад, тогда оно ценилось дороже самородного золота, которое служило оправой для изделий из железа.

Согласно историческим фактам племена, проживавшие на территории современной Армении, уже в начале третьего тысячелетия до нашей эры умели получать железо. В Египте и Древней Греции железо получали во втором, а в Китае — в середине 1-го тысячелетия до н. э. Небольшие запасы у этих государств таких самородных металлов, как медь и олово, послужили толчком для поиска новых металлов. А в Америке, богатой крупнейшими залежами меди, железо начали добывать лишь с приходом на континент европейцев. Африканские племена, напротив, сразу шагнули в Железный век, минуя Медный.

Правда, процесс добычи железа был намного сложней, чем меди. Древним мастерам был недоступен способ получения настолько высокой температуры, при которой железо начинало плавиться. МетеоритЛишь в первом тысячелетии до новой эры появился сыродутный способ восстановления железа и оно получило широкое применение при изготовлении оружия, орудий труда и различных инструментов, т. к. было самым прочным из известных тогда металлов. Первоначально металлическое железо добывали из железных руд путем нагревания их с углем на хорошо продуваемых местах. Первоначально такое железо было губчатым, хрупким и содержало много шлаков. Было замечено, что металлическое железо можно получить и не доводя его до температуры плавления, только топлива должно быть больше и оно должно быть лучшего качества, чем при выплавке меди, а огонь должен быть очень «горячим». Все это потребовало дополнительных условий плавки и особого устройства печи.

Важным шагом на пути получения железа явилось изобретение горна, который был обложен внутри огнеупорными материалами, а сверху был открыт. Древние орудия трудаБлагодаря данному способу  железо получалось более качественное. Дальнейшая обработка металла происходила в кузнице, где разогретый в горне металл обрабатывали ударами молота, чтобы избавиться от шлака, после чего получалось  железо удовлетворительного качества. Ковка на многие столетия стала главным видом обработки металла, а кузнечное дело — важной отраслью производства.

Использовать железо в чистом виде было сложно из-за его мягкости, практическое значение получил сплав железа с углеродом. Если в железе содержалось до 1,7% углерода, получалась сталь, а железо приобретало способность к закалке. Вначале инструмент нагревали докрасна, а потом опускали в воду, после этого он становился очень твердым с отличными режущими качествами. Очень скоро железо, как одно из наиболее доступных и дешевых материалов, проникло во все сферы человеческой деятельности и сделало огромный переворот в истории развития человечества.

mirnovogo.ru

Первое знакомство человека с металлами

Зарождение металлургии. Огромное значение для развития производительных сил материальной культуры человечества имело освоение и распространение металлургии. С самородным металлом (медь, золото, метеоритное железо, свинец) люди были, судя по археологическим находкам, знакомы в каменном веке. Самородки использовались как украшения, амулеты и т. п. В глубокой древности были открыты способы холодной ковки металлов, но самородки встречались редко, и это не могло иметь хозяйственного значения. Искусство выплавки металла было открыто, скорее всего, случайно. Куски руды, попавшие в костер или в печь при керамическом производстве, могли натолкнуть на мысль о металлургии.

Начало обработки металлов зародилось в местностях, где имелись выходы на поверхность рудных пород. Но где и когда это произошло не известно. Существует предположение, что родиной металлургии была область от Закавказья до Малой Азии, хотя месторождения меди есть в Карпатах, на Балканах, Кавказе, Алтае и Тянь-Шане и Урале. Что касается времени возникновения металлургического производства, то с каждой новой археологической находкой его приходится удревнять. К VIII тыс. до н. э. (то есть когда в большей части обитаемых земель еще бытовали мезолитические культуры) относятся слои памятника Чайеню-Тепези в Анатолии (Турция), где были найдены медные и бронзовые бусы, четырехгранное шило и проволочные булавки. В VII тыс. до н. э. металл добывали и обрабатывали обитатели поселений Чатал-Гуюк (Турция). В слоях поселения Ярым-Тепе I в Синджарской долине (Ирак), датируемых VI тыс. до н. э., найдены медные украшения и шлаки от выплавки металлов.

Самородная медь очень редка и поэтому, когда ее стало не хватать, люди начали ее добычу с помощью огня. Участок, на котором находилась руда, нагревался кострами, после чего поливался водой; руда растрескивалась и затем добывалась с помощью костяных копалок, а большие куски откалывались каменными топорами. Ударами руда отделялась от вмещающих ее пустых пород. Сырье транспортировалось в медеплавильные центры. Здесь выплавляли металл самыми примитивными способами: руду складывали в кучу, обкладывали дровами и поджигали. Таким образом, химический состав и свойства готового металла зависели от состава руды, примесей и их количества, а также от температурного режима плавки.

Надо отметить, что руда могла иметь разные примеси, вследствие которых выплавлялась не чистая медь, а некоторые сорта бронзы. Традиционно считается, что человек научился делать сплавы меди с примесями (лигатурой), чаще всего мышьяка, сурьмы и свинца. Позже (примерно в III тыс. до н. э.) человек создал «классическую» бронзу – с добавкой олова. Можно выделить четыре основных этапа в развитии медной металлургии: холодная (затем и горячая) ковка, литье самородной меди, выплавка меди из руды (это начало собственно металлургии), бронзовые сплавы на медной основе.

Несмотря на преимущества меди и особенно бронзы, металл не только не вытеснил камень, кость и дерево при производстве орудий труда, но оставался до бронзового века довольно редким и дорогим материалом. Можно добавить, что долгое время медные изделия были в основном мелкими – иглы, шилья, украшения, ножи, причем медные орудия повторяли форму каменных. К концу энеолита начинают производить массивные медные изделия сначала методом ковки, позднее литьем. Следующий период называется бронзовым веком и его хронологические рамки для каждой территории определяются отдельно.

При литье на изделие затрачивается меньшее количество металла, формы орудий становятся изящнее. Отливаются топоры, молоты, иглы, шилья, долота, пробойники, украшения. Для отливки требуется температура более 1000 градусов. Ко III–II тыс. до н. э. металлургическое производство несколько усовершенствовалось. Выплавка бронзы стала производиться в печах, на угле, что улучшило восстановительный процесс. Совершенствовалось литье, в том числе по восковой модели, улучшились приемы ковки, чеканки и закалке бронзы.

Но переход к оловянистой «классической» бронзе вызвал определенные трудности, связанные с добыванием олова, которое встречает довольно редко. Его месторождения находятся далеко от древних металлургических центров. Для преодоления этих трудностей потребовалось расширение торговых связей, транспортных средств и т. п., что, в свою очередь, приводило к дальнейшему развитию производительных сил.

Наряду с медью и бронзой человек знал и использовал другие металлы: свинец, золото, серебро. Но область применения свинца в то время была ограниченной. Драгоценные металлы вследствие их высокой стоимости употреблялись только для украшений, древние мастера достигли в их обработке высокого совершенства. Они умели изготавливать литые вещи, украшать их чеканкой, покрывать поверхности изделий из более дешевых материалов тончайшими золотыми листочками. Знали они и сплав золота и серебра – электр, который был довольно широко распространен (встречается такой сплав и в природе).

Бронза принесла новый уклад жизни. Новые орудия и оружие, освоение новых ранее непригодных земель, усиление подвижности населения, расширение обмена, особенно, металлом сопровождалось усложнением социальной структуры общества, расширением неравенства, увеличением количества военных конфликтов, зарождением рабства. Территории, находившиеся вблизи месторождений меди, опережали в своем развитии остальные области. И только появление железа ускорило прогресс, и новый металл стал с I тыс. до н. э. основным материалом для изготовления орудий труда и вооружения, вытеснив, наконец, камень, кость, медь и бронзу.

Знакомство человека с железом произошло задолго до этого. Не говоря уже о метеоритном железе (возможно и о самородном), которое умели выплавлять в III, а может быть, и в IV тыс. до н. э. Но оно встречается еще реже меди, и первые железные вещи были редкими и дорогими, использовавшимися для украшений наравне с драгоценными металлами. Известны случаи инкрустации железом золотых украшений и парадной посуды. Широкое распространение железа как массового дешевого материала произошло на рубеже II и I тыс. до н. э.

Самые древние находки производства железа зафиксированы на территории Иранского Азербайджана, они датируются около 2800 гг. до н. э. Опыт плавки меди позволил человеку освоить выплавку железа, хотя для этого требуется более высокая температура. Чтобы извлечь железо из руды, древние металлурги нашли выход – восстановление металла с помощью вдувания кислорода в печь во время варки железа («сыродутный способ»). Для этого использовали небольшие печи, в которых металл, можно сказать, варился, а не плавился. В процессе выплавки все посторонние примеси и пустая порода всплывает вверх (это шлак), а металл скапливается на дне печи в виде губчатой массы, насыщенной жидким шлаком (крица). Такой металл был мягким, поэтому его неоднократно проковывали. Но все равно железо оставалось мягче бронзы. Только освоение таких технологических процессов как науглероживание (цементация), закалка и отпуск, позволило железу взять вверх над бронзой.

Кроме твердости у железа был еще одно очень важное преимущество: железная руда встречается практически везде, в том числе в болотах, лесной зоне, горных районах и т. д. Бедные медью страны быстро догнали в своем развитии другие территории. На смену бронзовому веку приходит железный век.

Итого:

Освоение выплавки металлов стало крупнейшим техническим достижением человека в эпоху энеолита и бронзового века, но настоящая техническая революция произошла лишь с освоением металлургии железа в конце II тыс. до н.э. Железная руда встречается чаще, чем медная, – поэтому железо стало широко распространенным металлом. Металлургия ускорила прогресс общества, улучшение обработки земли, выделение ремесла в самостоятельное производство, развитие торговли и применение металлов в военном деле, стимулировали складывание классового общества и появление государства.

studfiles.net

Освоение металлов который добывал человек, сравнение металлов

Историю освоения металлов следует рассматривать на фоне

исторического развития человечества.

В новокаменном веке людям теснее никак не хватало неплохого кремня для производства орудий. Потому им доводилось в том числе и пробивать шахты глубиной по 8 метров и доставать камень перед территорией. Данный труд тяжел и опасен. При раскопках одной из таковых шахт археологи отыскали остатки профессионалы и его отпрыска, убитых при обвале.

Человек и металлы

Вырварские умельцы находили новейшие виды кремня, подходящие для производства орудий. Время от времени им попадали зеленые твердые камни. Их кидали в костры, чтоб разбить. Однако дивные камешки никак не лопались, а расплавлялись в сильном пламени. Костер потухал, а они опять отвердевали. Из золы добывали блещущие оранжевые куски меди.

Отдельные фальшивки из меди (основным образом декорации) возникли совсем раненько. В истиннее время археология никак не имеет возможность буквально сориентировать, в каком месте в первый раз начали плавить руды либо в каком месте в первый раз возымели бронзу - сплав меди с иными сплавами. Сообразно всей вероятности, люди поначалу употребляли медь самородного возникновения, которую обрабатывали как необыкновенную породу кремня, владевшую пластичными качествами. Однако как скоро нашли, будто кусочки медной руды при сильном нагревании начинают растапливаться, а при замораживании опять стают жесткими, был раскрыт процесс выплавки сплава. Свежее качество меди стали применять для сотворения орудий с заблаговременно продуманной формой, т. е. был придуман разливательный процесс.

Освоение металлов

С освоением плавки меди увеличился энтузиазм к ней как к новоиспеченому который был использован для производства орудий труда, а никак не лишь украшений. Но медь самородного возникновения изредка сталкивается на плоскости территории. В V тыс. по н. э. стали упражнять окисленные медные руды, жилы каких уходили на плоскость. Исследование сульфидных руд относится к наиболее позднему медли. Выработки давали собой узенькие щели, которые возникли в итоге выемки породы рудоносных жил. Ежели рудокоп наталкивался на сильную рудную линзу, на месте выработки щель преобразовывалась в полость. В IV тыс. по н. э. стали перебегать к исследованию подземных месторождений. На Балканском полуострове, к примеру, шахтные выработки достигали глубины 27 м. Чтоб отделить кусочки руды, нужно было породу поначалу нагреть, потом окатить водой. В итоге выходили трещины, в которые вставляли древесные клинья, пропитываемые водой. При разбухании древесные клинья разрывали руды на кусочки. На Балканском полуострове в выработках выявлены втульчатые клинья-кайла, изготовленные из оленьего рога. Подразумевают, будто ими рудокопы доставали медную руду из жил.

Сравнение металлов

Поблизости от исследований происходил процесс обогащения руд. Сначала был популярен засушливый метод обогащения: добытую руду отделяли от порожней породы и дробили каменными молотками. Позже стали использовать влажный метод обогащения. Раздробленную руду укладывали в древесные лотки с водой. Лотки трясли, в итоге кусочки руды как наиболее тяжкие оседали па днище, а наиболее простая порожняя порода всплывала вверх. Ее сгребали, и в лотке оставались кусочки медной руды. Сульфидные медные руды пред плавкой долгое время обжигали на кострах.

Руду плавили еще близко от исследований в особых глиняных печах. Для получения в печи наиболее высочайшей температуры чрез воздуходувные трубки люди вдували воздух. В III тыс. по н. э. были открыты кожаные воздуходувные мех. Выплавленные из медных руд слитки сплава работали предметом размена; как верховодило, металлурги никак не промышляли ювелирным и кузнечным занятием.

В V тыс. по н. э. человек познакомился с иными цветными сплавами: серебром и золотом.

Главным сплавом, как подразумевают ученые, был биллон - сплав меди с серебром. Из него в Южной Туркмении на этапе V-IV тыс. по н. э. отковывали декорации (булавки). Сплав меди с мышьяком стал популярен в IV тыс. по н. э. Мышьяковые сплавы возникают в Закавказье на тыщу лет раньше, нежели оловянистые бронзы Западной Европы [1]. С III тыс. по н. э. в государствах Старого Востока бронзу получали почаще из сплава меди с разными пропорциями олова. Сообразно сопоставлению с медью бронзовые сплавы различаются легкоплавкостью, высочайшими литейными свойствами, великий крепостью. В зависимости от назначения отливки в сплав прибавляли от 1-2% по 8-10% олова. Нежели более прибавляли олова, тем наиболее непрочным было произведение.

Ежели руду плавили в конкретной недалекости от мест добычи, то медные и бронзовые продукта отливали на поселениях. Для получения бронзового сплава медь и олово либо медь и мышьяк, взятые в конкретных пропорциях, помещали в глиняные тигли, которые устанавливали в печь. Жидкий сплав из тиглей разливали в формы из песка, кремня, бревна. Поначалу употребляли раскрытые, а потом и прикрытые створчатые формы. В формах отливали орудие, орудия труда и различный аппарат. Художественные и ювелирные продукта отливались сообразно вощинный модели. Модель лепили из воска, на которую слоями наносили тонкоотмученную глину по тех времен, покуда глиняная стена никак не делалась крепкой. В глиняной форме оставляли особые отверстия, чтоб вытопить воск и захлестнуть вовнутрь медно-бронзовый сплав. Сообразно остывании, для такого чтоб вытянуть объект, глину разламывали, а для получения новейшей отливки целый процесс нужно было подтвердить поновой. Продукта, отлитые сообразно вощинный модели, предполагают художественную важность.

Руды цветных металлов были не достаточно доступны для исследований; залежи олова - главное сырье для бронзовых сплавов - знамениты были в древности в достаточно урезанных масштабах. Сплав доводилось перевозить с места добычи руд на совсем огромные расстояния. Все наверное препятствовало широкому введению цветных металлов в создание. Сообразно словам Ф. Энгельса, «...бронза выдавала подходящие орудия и орудие, однако никак не имела возможность выгнать каменные орудия; наверное было перед мощь лишь железу, а доставать ферро еще никак не умели» (Маркс К., Энгельс Ф. Соч., т. 21, с. 161).

Особенные характеристики новоиспеченого который был использован изучили скоро, были сделаны наиболее производительные орудия и орудие, будто никак не могло никак не отразиться на развитии земледелия и ремесла.

metalobruht.in.ua

Начало истории железа

История металла началась в III веке до н.э, когда люди научились добывать и обрабатывать медь и бронзу. Но эти металлы не были широко распространены и оставались дорогими. Люди продолжали использовать каменные орудия труда наравне с металлическими.

И только в I веке до н.э началась история железа. Свободного самородного железа в природе практически не встречается, а только соединение железа с кислородом (оксид железа) или гидрат окиси железа. Для того чтобы получить металл нужно восстановить железо, то-есть отнять у него кислород. Но расплавить железо тяжело, так как оно плавится аж при 1539 градусах. Наши предки внимательно наблюдали за «плавкой» руды и таки нашли способ извлечь железо без нагревания его до столь высокой температуры (потому что печей для таких температур просто не было).

Чтобы извлечь из руды железо сначала выкапывалась круглая яма, стенки которой обмазывались глиной. Затем над округлой нижней частью сооружалась верхняя, в виде конуса. Топливо (а это был древесной уголь) засыпали на дно ямы. Сверху клали шихту – измельченную руду и уголь, а на самый верх – толстый шар угля.

Также в нижней части печи делалось отверстие для воздуха. При искусственном нагнетании воздуха температуру в печи можно было поднять до 1200 градусов, что давало возможность извлечь из руды больше чистого железа (при естественном притоке воздуха температура поднималась только до 1000 градусов). Потому вскоре начали использовать мехи. Они делались из шкур и при помощи сопел воздух вручную нагнетался в печь.

Когда топливо поджигалось, руда начинала разогреваться и тестообразное железо в виде мелких лепестков опускалось вниз. В результате на дне печи образовывался ком мягкого сварного железа – крица. Этот кусок мягкого железа весил от 1 до 8 кг и включал в себя пустоты, заполненные твердыми шлаками.

Железо доставали и обрабатывали в кузнице. Крицу разогревали и ударами молота удаляли шлак. Ковка железа вскоре стала основным видом обработки металла.

Впрочем, чистое железо слишком мягкое и его невозможно использовать для изготовления орудий труда. Потому в него начали добавлять углерод. Сплав содержащий 0,3-1,7 % углерода называется сталью. Сталь ценна своей способностью к закалке: если изготовленный инструмент нагреть докрасна, а потом охладить в воде – он становится очень твердым и приобретает хорошие режущие качества.

Дальше история железа тесно переплетается с историей литой стали.

Статья подготовлена по материалам книги: К. Рыжов «100 великих изобретений», 2006 г.

www.thingshistory.com

Открытие железа древними - Журнал "Наука без границ"

Наука без границ - Открытие железа древними

Библиографическое описание: Соловьев С. Ю. Открытие железа древними // Наука без границ. - 2017. - № 3 (8). - 37-41.

Аннотация: Предметом исследования является факт открытия железа в глубокой древности. Сам факт открытия этого доступного металла привел к более быстрому технологическому и культурному развитию человечества. Главная цель настоящей статьи – раскрыть связь между религиозным обрядом посыпания охрой мертвых, переходом на кремацию и открытием железа. Сам человек в тех обстоятельствах не мог и представить, что из красной земли, а впоследствии камня-руды, можно получить сырье для высококачественных и прочных изделий. Причинно-следственную связь человек не смог бы обнаружить. Метод исследования в определении связи между развитием религии и культуры и технологическим рывком, открытием человеком новых технологий и материалов. Новизна данного исследования заключается в установлении причинно-следственной связи между культурными традициями и развитием новых технологий. Без перехода людей на кремацию с использованием охры открытие железа состоялось бы много позже, весьма вероятно, как с алюминием, открытым в 19 веке и включенным в технологическое развитие лишь в 20 веке.

Можно утверждать, что открытием железа мы обязаны применению древними людьми охры.

Охра – краска (пигмент), получаемая из железной руды, а именно из бурого железняка. Бурый железняк (лимонит) – 35…55 % железа в виде смеси гидроксидов трехвалентного железа Fe2O3 – 3h3O и Fe2O3 – h3O.

Охра – это природный пигмент, который делали из гидрата окиси железа с добавлением глины. Образуется при смешивании определенного вида железной руды (лимонита или гематита) с глиной и измельчении получившегося продукта в порошок.

В древности употреблялся различными народами для религиозных церемоний, в похоронных обрядах, в росписях, в настоящее время служит основой красок желтых оттенков.

Охра (ώχρος) – слово греческого происхождения и в буквальном переводе означает бледно-желтый.

Самые ранние из сохранившихся в мире росписей – это картины пещеры Альтамира (Испания). Датируются эти росписи эпохой палеолита, древнекаменным веком в истории развития человечества. Наскальные рисунки в пещерах Шове (Франция) были сделаны нашими предками 32 тысячи лет назад.

На территории России самая известная находка – это Капова Пещера с росписями, датируемыми 15…16 тыс. до н. э. В Капову пещеру была организована экспедиция из института археологии Академии наук СССР под руководством известного советского археолога, доктора исторических наук Отто Николаевича Бадера.

Жёлтая охра – смесь гидрата окиси железа с глиной, а красная – смесь безводной окиси железа с глиной.

Красная охра (железная охра) – землистый, порошковатый гематит красного цвета, наиболее широко используемый пигмент. Ее можно обнаружить еще в наскальных рисунках. В естественном состоянии ее можно найти в вулканических породах.

Красная охра готовится большей частью обжиганием жёлтой охры, то есть обезвоживается посредством нагревания встречающейся в изобилии в природе желтой охры. Использование красной охры (кровавика) в погребальном обряде было широко распространено в среде археологических культур каменного века – раннего металла лесной зоны Евразии. Значение охры не до конца ясно. Многие исследователи видят в ней заменитель крови, символ жизни после смерти.

Для того чтобы обеспечить исцеление или воскрешение, охрой покрывали тела умерших или тяжелобольных людей. Здесь понятна религиозная, магическая составляющая взгляда древних людей на красную охру, как кровь земли. Связь, возможно, такая – земля все сущее порождает, у всего живого есть кровь, и она красная, и кровь Земли может оживить человека после смерти или как-то облегчить его существование после смерти.

Изображение животных на росписях именно красной или желтой краской означает, что изображали живых существ, изображений сделанных черной краской не найдено. Возможно, это было для мира мертвых. И следующая гипотеза – древние греки изображали на вазах черным пигментом только умерших, а живых – красным или белым цветом. Так что вероятно, традиции сохранялись. Праздничная брачная одежда в Риме была тоже красного цвета, как и в Индии брачный наряд у брачующихся.

Высказывались различные мнения о значении охры в могиле. Установлено, что она препятствует разложению трупов, распространению инфекции, т. е. обладает дезинфицирующими свойствами. Но более логично, что это все-таки религиозный аспект. Не поэтому ли древние посыпали умерших охрой? Дезинфицирующее свойство охры могло быть знакомо древним, но вряд ли погребенных ею посыпали из этих соображений. Об этом свидетельствуют данные археологии: охрой не просто посыпана могила. Охра располагалась в определенных местах: под глиняными сосудами, там, где лежат другие вещи, часто у ног погребенного, особенно у головы, пяток.

Охра имела, очевидно, магическое значение, как кровь земли. То есть как кровь прародителей, и может быть, Богини-Матери, чей культ связан с землей. Первые изображения женских статуэток примерно этого же возраста. В русском языке руда – кровь и значение руды металлов.

Охрой изображали сложные орнаменты на стенах могил и полу.

Уже в XIX – начале XX вв. археологами, изучавшими бронзовый век, были высказаны предположения (данные этнографии подтвердили это), что охра – имитация крови и огня [1, с. 151-153]. Такой взгляд на охру господствует и сегодня [2, с. 188-197]. Сравните с греческим: ἐσχάρα – «очаг, горелка».

Кровь и огонь у многих народов древности и современности символизировали жизнь, воскрешение. Интересно, что эта идея укладывается в общее объяснение положения умершего, его ориентировку: умерший должен родиться вновь. То есть вера в Богиню-Мать была основана на веру в воскрешение после смерти.

В могилах, курганах, древних захоронениях, относящихся к дохристианской эпохе, находят яйца, как натуральные, так и выполненные из различных материалов (мрамор, глина и др.). При раскопках в этрусских гробницах обнаружены резные и натуральные страусовые, куриные яйца, иногда раскрашенные. Яйца во многих культурах – символ новой жизни. Как зарождение живого из неживого.

В Египте сохранились изображения расписных яиц, но неизвестно, с какой целью они делались (древние римляне красили яйца охрой и брали их с собой в храмы для очищения от грехов).

В эпоху верхнего палеолита развивается резьба на камне, кости, дереве, а также круглая пластика. Потом многие изделия окрашивались охрой.

Охра очень часто, почти повсеместно используется кроманьонцами, как в заупокойном ритуале, так и при иных религиозных обрядах, как принцип торжества жизни, как победа над смертью. Она символизирует кровь, жизнь, намерение оживить умерших через соединение с веществом, имеющим цвет крови, а для древних людей являлся кровью земли.

Возможно и вероятно, что именно этот обычай положил начало устойчивой ассоциации «того света» с цветом крови во многих религиозных традициях. Много позднее красный пигмент использовался для росписей сакральных объектов, как Кносский Дворец. Его стены расписаны красным пигментом.

Вспомним русское «Красный угол». Вначале, очевидно просто красного цвета, потом в значении красивый.

Применение охры в погребальных обрядах прекращается в период поздней бронзы, что связано, по мнению исследователей, с изменившимся отношением к веществу, к охре, утратившей статус сакрального, статус крови Земли.

Итак, я утверждаю, что открытие железа связано с охрой и обычаем посыпания покойника при захоронении. Открытие железа произошло при переходе на кремацию – мертвого посыпали охрой и сжигали, при предании несгоревших останков обнаружили железо, восстановленное из охры (см. русское руда – кровь, руда – кровь земли).

Это произошло при переходе от ингумации к кремации, скорее всего исходя из логики – как умерший может быть одновременно на Земле и на небе, и не может возродится вновь пока тело-вместилище души не полностью разрушено. Почему не найдены соответствующие следы кремации со следами железа? Ну, это примерно как требовать представить в Индии могилы индуистов.

Если имеет место факт кремации, то материальных следов практически не остается, тем более спустя тысячелетия.

Сначала, очевидно, считали, что железо получается из крови мертвого (кровь – руда, на старорусском), а не охры. С этим связаны представление о том, что кузнецы – колдуны, и каким-то магическим способом делают из крови железо.

Так что открытие железа связано одновременно с обычаем сжигания мертвых и посыпанием мертвых охрой. В России до 17 века сохранилась абсолютно древняя технология добычи так называемой «болотной руды», окислов железа, как раз красного цвета. Руда болотная очень высокого качества, без примесей серы, но очень дорогая и трудозатратная. Такая технология добычи железа неизвестна была в античном мире.

Поэтому можно говорить, что железо было открыто на просторах Евразии, (потому что абсолютно архаичный способ добычи железа сохранился только в России) где-то в начале 2 тыс. до н. э. Почему? Старейшие находки следов железа обнаружены в Трое, и датируются примерно этим же временем.

По другому бы люди не открыли железо. Как не открыли технологию добычи алюминия вплоть до 19 века.

Список литературы

  1. Городцов В. А. Результаты археологических исследований в Изюмском уезде Харьковской губернии 1901 г. – Труды XII АС. – М., 1905, т. 1, – с. 151–153.
  2. Балабина Б. И. К вопросу об использовании охры в катакомбных погребениях. Древности дона. Материалы работ Донской экспедиции. – М. : Наука, 1983. – 253 c.

Материал поступил в редакцию 21.03.2017© Соловьев С. Ю., 2017

nauka-bez-granic.ru