Монетные металлы: железо

Илья Леенсон,
канд. хим. наук, доцент Высшего химического колледжа РАН
«Троицкий вариант» №9(253), 8 мая 2018 года

Рис. 1. Монета Финляндии, 1 марка (1949)

По распространенности в земной коре железо занимает второе место среди металлов после алюминия. При этом, в отличие от алюминия, железо значительно легче выплавить из руды, а кроме того, оно встречается в самородном виде. Поэтому этот металл был известен человеку с древних времен. Чистое железо практически не находит применения, а те вещи, которые мы называем железными, например гвозди, на самом деле изготовлены из низкоуглеродистой стали. Однако для чеканки монет железо малопригодно: под действием влаги и кислорода оно покрывается ржавчиной. «Железные» монеты выпускали в 1943–1953 годах в Финляндии (рис. 1), Болгарии (1943), Люксембурге (1918–1922), в ряде других стран [1]. Железные монеты были известны и в античности. А в Китае и Японии монеты когда-то отливали из чугуна (железо с повышенным содержанием углерода; температура плавления чугуна на 300° меньше, чем у чистого железа).

Чтобы избавиться от проблем коррозии, во многих странах начали (и продолжают) выпускать стальные монеты, покрытые тонким слоем защитного металла: меди, латуни, хрома, никеля, мельхиора. Редкий случай произошел в 1943 году в США: одноцентовые стальные монеты для защиты от коррозии покрывали цинком [1]. В постсоветской России из-за гиперинфляции чеканка в 1992 году 10- и 20-рублевых монет из медно-никелевого сплава стала экономически невыгодной, и в 1993-м эти монеты стали стальными с мельхиоровым покрытием. Оба типа монет сохранились в некоторых семьях — с виду они очень похожи, но с помощью магнита их легко различить. Мельхиором покрыты фактически вышедшие недавно из обращения стальные копейки и пятачки, которые чеканились с 1997 по 2009 год (и небольшим тиражом в 2014 году). Из стали с латунным покрытием были в 1992 году отчеканены монеты номиналом 1 руб. и 5 руб., которые из-за инфляции очень быстро вышли из обращения. Стальными с латунным покрытием были также 50-рублевые монеты с датой «1993» (отчеканены в 1995 году), но часть пятидесятирублевок с датой «1993» были отчеканены из алюминиевой бронзы. На гурте стальных монет четко видна темная полоса, которой нет на бронзовых монетах. Медным сплавом покрыты стальные монеты номиналом 10 и 50 коп., которые чеканились с 2006 по 2015 год. Из стали с защитным покрытием отчеканены и современные (с 2009 года) монеты номиналом 1, 2, 5 и 10 руб. Причем монеты с номиналом 1, 2 и 5 руб. и с датой «2009» были двух типов: стальные и медно-никелевые (рублевые и двухрублевые) или медные с мельхиоровым покрытием (5 руб.; медная основа хорошо видна на гурте). До введения евро многие европейские страны тоже экономили на монетных металлах, чеканя их из стали и покрывая защитным слоем коррозионностойкого металла.

Однако в Италии пошли когда-то по другому пути — там чеканили монеты номиналом 50 и 100 лир из высоколегированной стали, содержащей 18,25% хрома. Если стальная монета защищена от коррозии медью или латунью, то такое покрытие можно растворить, не затрагивая стальной основы. Это позволяет провести с монетами эффектный опыт: снять желтое или красное покрытие, обнажив стальное нутро. «Растворителем» будет служить водный раствор аммиака (нашатырный спирт) с окислителем — надсульфатом калия K₂S₂O₈ или аммония (NH₄)₂S₂O₈ (пероксид водорода не годится, так как в присутствии соединений меди подвергается быстрому каталитическому разложению). Довольно быстро раствор начнет окрашиваться в голубой, а потом в красивый темно-синий цвет, что свидетельствует о растворении медного сплава: ионы меди в присутствии аммиака образуют комплексные аммиакаты, тогда как на сталь аммиачный раствор не действует. Когда всё покрытие растворится, останутся «железные» монеты довольно необычного вида (рис. 2).

Рис. 2. Некоторые европейские монеты до и после растворения защитного покрытия. Слева направо и сверху вниз: 5 пфеннигов, ФРГ (1991); 1 руб. (1992); 10 крон, Чехия (1993); 1 пенни, Великобритания (1994); 1 крона, Словакия (1996)

Такой же эксперимент можно проделать и с находящимися в обращении российскими монетами; однако смыть полностью мельхиор с медной основы пятирублевых монет образца 1997 года не удается (рис. 3).

Рис. 3. Российские монеты в исходном виде и со смытым покрытием

Точное взвешивание монет до и после обработки позволяет оценить толщину покрытия. Для этого необходимо знать плотность меди или ее сплава (около 8,8 г/см³), а также площадь монеты (ее легко определить с помощью штангенциркуля). Вот какие результаты получились для некоторых монет:

Их можно сравнить с толщиной гальванопокрытия на американских центах — около 5 мкм.

Рис. 4. Атомиум на монете

И в заключение — бельгийская монета: 2 евро 2006 года (рис. 4). Сделана она не из железа, но изображение на ней — знаменитый Атомиум — имеет к этому элементу непосредственное отношение. Атомиум, одна из главных достопримечательностей Брюсселя, был построен в 1958 году для Всемирной выставки и представляет собой фрагмент кристаллической решетки железа, увеличенный в 165 млрд раз; высота конструкции — 102 м.

1. Гельфанд М., Леенсон И. Монеты войны // ТрВ-Наука. №250 от 27 марта 2018 года.