Оловянная чума: что это за явление и почему оно так опасно

Причина подобной трансформации и возникновения оловянной чумы кроется в составе вещества. Олово относится к группе легких металлов. При нормальных условиях оно является пластичным, ковким и легкоплавким блестящим металлом бело-серебристого цвета. На сегодняшний день известны три аллотропические модификации олова, обладающих разными химическими свойствами:

Чтобы избежать распространения оловянной чумы, в промышленности широко применяются сплавы из олова: для изготовления тары, припоя для пайки и соединения различных заготовок, трубопроводов и различных покрытий. Также металл часто входит в состав посуды и изделий искусства.

Простое олово полиморфно: в обычных условиях оно существует в виде β-модификации, устойчивой выше 13,2 градусов тепла. При охлаждении белое олово переходит в α-модификацию – причем чем ниже температура окружающей среды, тем быстрее. При -33 градусах по Цельсию скорость превращения, или заражения оловянной чумой, становится максимальной. Белое олово также превращается в серое под действием ионизирующего излучения.

Соприкосновение серого и белого олова приводит к «заражению» последнего – таким образом появляется новая кристаллическая фаза. Совокупность этих явлений – это и есть оловянная чума. Название феномена было придумано только в 1911 году, хотя явление стало известно человечеству намного раньше. Именно в античности люди начали замечать, что если переохладить оловянную посуду, то спустя время она рассыплется в порошок.

Причем если коснуться покрывшейся пятнами, но еще не рассыпавшейся охлажденной оловянной кружкой к другой такой же, то она точно так же покрывалась пятнами и рассыпалась. Понять суть явления удалось гораздо позже, когда на помощь ученым пришел рентген. Оловянная чума погубила многие музейные экспонаты, за что ее часто называли «музейной болезнью». Но сегодня уже известно, что олово можно «вылечить»: необходимо всего лишь добавить в него стабилизатор, например, висмут.

В отличие от бронзы, которую человек в древности умел переплавлять из олова и меди, белое олово существует в достаточно узком температурном режиме: между 161 и 13,2 градусов тепла. Если температура хоть немного опустится ниже, олово начнет переходить в серую аллотропную форму, напоминающую порошковую крошку. Этот процесс преобразования олова в пыль становится особо интенсивным при температуре -39 градусов по Цельсию – и от материала после заражения оловянной чумой ничего не останется.

С этой проблемой сталкивались люди разных эпох. Например, в конце XIX столетия отправившийся из Голландии в Москву поезд с оловянными слитками приехал в Россию совершенно пустым – в вагонах остался лишь черный порошок. А в начале XX века санкт-петербургские склады с военной амуницией полностью оказались лишены застежек. Складских работников почти отдали под суд, но изучение серой крошки, оставшейся на мундирах, показало, что это и есть бывшие пуговицы – оловянная чума не пощадила и их.

История об оловянных пуговицах, которыми были украшены мундиры солдат наполеоновской Великой армии, нам помнится еще со школы. Незнание свойств этого металла погубило около 300 тысяч человек. После отступления из Москвы французы переправились через реку Березина, но так и не достигли родины: болезни, голод и страшные погодные условия не пощадили военных. Солдаты умирали от недостаточно удачной экипировки. Пуговицы из олова рассыпались на морозе в прах, и французы оказались лишены теплых шинелей. Но неужели в те времена еще не знали о таком феномене, как оловянная чума?

Вполне возможно, у солдат действительно были оловянные пуговицы. Но оловянная чума не сыграла ключевую роль в поражении Франции, хоть и усилила страдания армии Наполеона. В то же время ученые и историки подвергают сомнению полностью всю легенду: такой стратег как Наполеон Бонапарт не мог не знать о феномене оловянной чумы, достаточно широко известной в XVIII веке. Более того, пуговицы на элементах одежды французов были позолоченные. Они не тускнели и были намного крепче, чем фурнитура из олова или серебра. У некоторых солдат мундиры застегивались на пуговицы из красной меди и латуни, что являлось менее затратным для императорского двора. Почти все члены пехотных полков, составляющих главную силу Великой армии, имели медные застежки, которых не брали русские морозы.

Противоречит истории об оловянной чуме и французская мода: военные мундиры шили очень узкими, и застегивать шинель надо было особенно осторожно, иначе металл крайне быстро приходил в негодность. Но даже во время носки оловянные пуговицы могли деформироваться и оторваться. Именно по этой причине фурнитуру в основном делали из сплавов, в частности добавляя в чистое олово медь.

«Морозы, начавшиеся с 7-го числа, вдруг увеличились, и с 14-го по 16-е термометр показывал от 16 до 18 градусов ниже точки замерзания», – утверждает историк Сергей Тепляков. Именно в эти дни французские войска погибали от холода в России. Но эта температура никак не влияла на химический состав олова, и оловянная чума не могла «захватить» Великую армию Наполеона. На морозе -30 по Цельсию солдаты в легком обмундировании погибли бы куда быстрее.

В начале XX века полярный исследователь Роберт Скотт, замерзающий во льдах Антарктиды, писал: «Мы оказались в тупике, и я не уверен, что мы справимся. Во время короткого завтрака я пользуюсь небольшой толикой тепла, чтобы написать письма, готовясь к возможной кончине». Все члены экспедиции «Терра Нова», так удачно начавшейся в 1910 году, погибли – и причиной тому стала оловянная чума.

Поход был долгим: полярники пробирались через айсберги на крайний Юг Земли и оставляли по пути продовольственные запасы и топливо, чтобы воспользоваться ими по дороге назад. Но в 1912 году во время возвращения в Великобританию участники экспедиции столкнулись с неприятным сюрпризом: оставленные в лагерях канистры с керосином оказались пустыми. Объяснение этому простое: пайку швов в начале XX века по-прежнему делали из чистого олова, которое в условиях крепких морозов Южного полюса рассыпалось в мелкую крошку. Но об оловянной чуме, уже известной миру, группа ученых под руководством Роберта Скотта не вспомнила, и все содержимое канистр просто-напросто вытекло. Именно нехватка топлива стала для экспедиции критической: в марте 1912 года полярные исследователи были оставлены погибать среди ледников без тепла и горячей пищи.

В конечном счете человечество нашло решение проблемы. Сегодня в изделия из олова добавляют примеси других металлов, которые предотвращают распространение оловянной чумы. Самый стойкий из сплавов – пьютер. Он состоит из 95% олова и только 5% меди и сурьмы. Именно пьютер используют в качестве основного материала для изготовления предметов быта, посуды и украшений, а также статуэток «Оскара» – те покрыты сверху дополнительными слоями серебра и золота.