Спустя семьдесят лет, после того как Рейсс открыл электрокинетические явления, электроосмос был применен на практике для сушки торфа, а потом и для сушки древесины. С 60-х годов нашего столетия электроосмос используют для сушки и укрепления грунтов при постройке зданий, для борьбы с оползнями при строительстве плотин, для понижения уровня грунтовых вод, для ремонта железнодорожного полотна и осушки зданий. Разрабатываются способы интенсификации добычи нефти, при которых электроосмос поможет перемещать воду по коллекторам, вытесняя нефть.
Не остается без дела и электрофорез, служащий для разделения сложных органических и высокомолекулярных компонентов раствора. Он находит применение, когда возникает необходимость в получении ровных и прочных покрытий на металлах, которые для этой цели погружают в качестве электродов в суспензию. Таковы, например, декоративные и антикоррозионные покрытия из лакокрасочных композиций, электроизоляционные пленки, пленки окислов на нитях радиоламп.
В земной коре через грунты и горные породы текут подземные воды, а им сопутствуют так называемые потенциалы течения, которыми пользуются геофизики для разведки полезных ископаемых, картографии подземных вод и отыскания путей просачивания воды через плотины.
Потенциалы течения возникают при транспортировке жидкого топлива, при заполнении резервуаров, цистерн, нефтеналивных судов, бензобаков самолетов. Когда по трубам течет топливо, на концах трубопроводов возникают весьма высокие разности потенциалов, из-за которых на нефтеналивных судах случаются грандиозные пожары. Заземление трубопроводов и приемных резервуаров, к сожалению, не устраняет опасности, а способствует еще большему разделению обкладок двойного электрического слоя. Приходится добавлять в горючее вещества, увеличивающие токи утечки. Есть еще потенциалы оседания — причина грозовых разрядов в атмосфере. Но их практическое значение едва ли существенно. В основном их не используют, а стараются от них уберечься.
Крылатый металл
На Парижской выставке 1855 г. алюминий демонстрировался как самый редкий металл. Он был тогда чуть ли не в десять раз дороже золота. Даже после того как французский химик Анри Девиль (1818—1881) разработал приемлемый химический способ получения довольно чистого алюминия, стоимость его оставалась довольно высокой. Достаточно сказать, что из алюминия была сделана и торжественно преподнесена сыну Наполеона III погремушка, и только очень богатые люди могли позволить себе есть из алюминиевых тарелок. В 1883 г. его выработка во всем мире не достигла и трех тонн.
Между тем химикам уже тогда было известно, что алюминий — третий по распространенности на земле элемент и самый распространенный металл: на его долю приходится более 8 процентов земной коры. Однако в природных соединениях — глиноземах (оксидах алюминия) он прочно связан с другими элементами, и по сравнению с железом или медью его извлечение из минералов потребует очень больших затрат энергии. В этом производстве без электроэнергии не обойтись.
Сто лет назад американский студент-химик Чарлз Мартин Холл (1863—1914), услышав от своего учителя, с какими трудностями сопряжено восстановление глиноземов и как, должно быть, разбогатеет и прославится тот, кто откроет дешевый способ получения алюминия, решил заняться этим. В дровяном сарае он оборудовал лабораторию самодельными и взятыми на прокат аппаратами и довольно скоро открыл, что глинозем можно растворить в расплавленном при 950 °С минерале криолите, а получив раствор оксида, можно путем электролиза выделить и сам алюминий. Удивительно, но в том же 1885 г. французский металлург Поль Эру (1863—1914), которому в то время было столько же лет, сколько и Холлу, разработал тот же метод получения алюминия. Помимо этих совпадений, судьбе было угодно отпустить создателям нового способа восстановления алюминия одинаковое количество лет жизни.
Метод Холла — Эру сделал возможным промышленное получение алюминия. Алюминий всем теперь известен, широко распространен и стоит сравнительно дешево. Трудом многих ученых, среди которых видное место занимает Павел Павлович Федотьев (1864—1934), разработавший 116
|
+~ 1 —Глинозем, растворенный в расплаве криолитаРасплав алюминия |
| Схема электролизера для получения алюминия | |