Osmijum VS Iridijum

Debata o tome koji je od dva elementa periodnog sistema teži i dalje ne jenjava. Za ovo pravo takmiče se dva najteža elementa tabele - osmijum (76) i iridijum (77). Gustina oba elementa je približno jednaka 22,6 g/cm 3 .

Za razliku od jasnog lidera, među lakim metalima, sa teškim metalima nije sve tako jednostavno. Stoga, razmotrite oba ova metala.

Iridijum

Prošlo je više od dva stoljeća otkako su se pojavile prve informacije o platini, bijelom metalu iz Južne Amerike. Ljudi su dugo bili sigurni da je to čist metal, baš kao i zlato. Tek na samom početku XIX veka. Wollaston je uspio izolirati paladij i rodij iz prirodne platine, a 1804. Tennant je, proučavajući crni talog koji je ostao nakon rastvaranja prirodne platine u aqua regia, pronašao još dva elementa u njemu. Jedan od njih nazvao je osmijum, a drugi - iridijum. Soli ovog elementa u različitim uslovima obojene su u različite boje. Ovo svojstvo je bilo osnova imena: na grčkom, riječ ιρις znači "duga".

ruski hemičar

Godine 1841. poznati ruski hemičar profesor Karl Karlovič Klaus počeo je da proučava takozvane ostatke platine, tj. nerastvorljivi ostatak koji ostane nakon što je sirova platina tretirana kraljevskom vodom. „Na samom početku rada“, napisao je Klaus, „bio sam iznenađen bogatstvom mojih ostataka, jer sam iz njih izvukao, pored 10% platine, znatnu količinu iridija, rodijuma, osmijuma, nekoliko paladijuma i mješavina raznih metala posebnog sadržaja”...

Klaus je obavijestio rudarske vlasti o bogatstvu ostataka. Vlasti su se zainteresovale za otkriće kazanskog naučnika, koje je obećavalo značajne koristi. Od platine je u to vrijeme kovan novčić i dobijanje plemeniti metal od ostataka izgledalo vrlo obećavajuće. Godinu dana kasnije, Kovnica iz Sankt Peterburga dala je Klausu pola puda ostataka. Ali pokazalo se da su siromašni platinom, a naučnik je odlučio da o njima sprovede studiju, "zanimljivu za nauku".

„Dve godine“, pisao je Klaus, „neprekidno sam se bavio ovim teškim, dugotrajnim i čak štetnim istraživanjem“, a 1845. objavio sam delo „Kemijska studija ostataka rude platine i rutenijuma na Uralu“. Ovo je bilo prvo sistematsko istraživanje svojstava analoga platine. Prvo je opisano i Hemijska svojstva iridijum.

Klaus je primetio da se bavio iridijumom više nego drugim metalima platinske grupe. U poglavlju o iridijumu skrenuo je pažnju na nepreciznosti koje je napravio Berzelius u određivanju osnovnih konstanti ovog elementa, i objasnio te netačnosti činjenicom da je poštovani naučnik radio sa iridijumom koji sadrži primesu rutenijuma, koji tada još nije bio poznat hemičarima. i otkriven tek tokom „hemijskog proučavanja ostataka rude platine Ural i metala rutenijuma.

Šta je on, iridijum?

Atomska masa elementa #77 je 192,2. U periodnom sistemu nalazi se između osmijuma i platine. A u prirodi se uglavnom nalazi u obliku osmičkog iridija - čestog pratioca prirodne platine. Prirodni iridijum ne postoji u prirodi.

Iridijum je srebrno beli metal, veoma tvrd, težak i izdržljiv. Prema International Nickel & Co., ovo je najteži element: njegova gustina je 22,65 g/cm 3 , a gustina njegovog stalnog pratioca, osmijuma, je drugi po težini, 22,61 g/cm 3 . Istina, većina istraživača se pridržava drugačijeg gledišta: vjeruju da je iridij ipak nešto lakši od osmijuma.

Prirodno svojstvo iridija (poznatog kao platinoid!) je visoka otpornost na koroziju. Na njega ne utiču kiseline ni na normalnim ni na povišenim temperaturama. Čak je i čuveni monolitni iridijum kraljevske vode "pretvrd". Samo rastopljene alkalije i natrijev peroksid uzrokuju oksidaciju elementa #77.

Iridijum je otporan na halogene. S njima reaguje teško i samo na povišenim temperaturama. Hlor sa iridijumom formira četiri hlorida: IrCl, IrCl 2 , IrCl 3 i IrCl 4 . Iridijum trihlorid se najlakše dobija iz praha iridijuma koji se stavlja u mlaz hlora na 600°C. Jedino halogeno jedinjenje u kojem je iridijum heksavalentan je fluorid IrF 6 . Fino mljeveni iridijum se oksidira na 1000°C iu mlazu kiseonika, te se u zavisnosti od uslova može dobiti nekoliko jedinjenja različitog sastava.

Kao i svi metali platinske grupe, iridijum formira kompleksne soli. Među njima su soli sa kompleksnim katjonima, na primjer Cl 3 i soli sa kompleksnim anionima, na primjer K 3 3H 2 O. Kao agens za formiranje kompleksa, iridijum je sličan svojim susjedima prema periodnom sistemu.

Čisti iridijum se dobija iz prirodnog osmijum iridijuma i ostataka ruda platine (nakon što su iz njih ekstrahovani osmijum, paladijum i rutenijum). Nećemo širiti tehnologiju dobijanja iridijuma, pozivajući čitaoca na članke "Rhodium", "Osmium" i "Platinum".

Iridijum se dobija u obliku praha, koji se zatim presuje u poluproizvode i legira, ili se prah topi u električnim pećima u atmosferi argona. Čisti iridijum se može kovati kada je vruć, ali na uobičajenim temperaturama je krhak i neispravan.

Iridijum u akciji

Čisti iridijum se koristi za izradu lonaca za laboratorijske svrhe i usnika za puhanje vatrostalnog stakla. Možete, naravno, koristiti iridijum kao premaz. Međutim, ovdje postoje poteškoće. Na uobičajeni elektrolitički način, iridij se s poteškoćama nanosi na drugi metal, a premaz je prilično labav. Najbolji elektrolit bio bi kompleksni iridijum heksahlorid, ali je nestabilan u vodenom rastvoru, pa čak i u ovom slučaju kvaliteta premaza ostavlja mnogo da se poželi.

Razvijena je metoda za proizvodnju iridijumskih prevlaka elektrolitičkim putem od rastopljenih kalijevih i natrijum cijanida na 600°C. U tom slučaju se formira gusti premaz debljine do 0,08 mm.

Manje je naporno dobiti premaze iridijuma oblaganjem. Na osnovni metal se postavlja tanak sloj metalnog premaza, a zatim se ovaj "sendvič" spušta ispod vruća presa. Na taj način se dobijaju žice od volframa i molibdena obložene iridijumom. Radni komad od molibdena ili volframa se ubacuje u iridijumsku cijev i kuje u vrućem stanju, a zatim izvlači do željene debljine na 500...600°C. Ova žica se koristi za izradu kontrolnih rešetki u vakuumskim cijevima.

Moguće je nanošenje iridijumskih premaza na metale i keramiku hemijskim putem. Za to se dobiva otopina kompleksne soli iridija, na primjer, s fenolom ili nekom drugom organskom tvari. Takav rastvor se nanosi na površinu proizvoda, koja se zatim zagreva na 350...400°C u kontrolisanoj atmosferi, tj. u atmosferi sa kontrolisanim redoks potencijalom. U tim uvjetima organska tvar isparava ili izgara, a sloj iridija ostaje na proizvodu.

Ali premazi nisu glavna primjena iridija. Ovaj metal poboljšava mehanička i fizičko-hemijska svojstva drugih metala. Obično se koristi za povećanje njihove snage i tvrdoće. Dodatak 10% iridija relativno mekoj platini skoro utrostručuje njenu tvrdoću i zateznu čvrstoću. Ako se količina iridija u leguri poveća na 30%, tvrdoća legure se neće mnogo povećati, ali će se vlačna čvrstoća ponovo udvostručiti - do 99 kg / mm 2. Budući da takve legure imaju izuzetnu otpornost na koroziju, koriste se za izradu toplotno otpornih lonaca koji mogu izdržati jaku toplinu u agresivnom okruženju. U takvim loncima posebno se uzgajaju kristali za lasersku tehnologiju. Legure platine i iridijuma takođe privlače draguljare - nakit napravljen od ovih legura je prelep i skoro da se ne haba. Standardi se takođe prave od legure platine i iridijuma, ponekad i hirurškog instrumenta.

Spdavy iridium

U budućnosti legure iridijum-platine mogu postati od posebnog značaja u tzv. niskostrujnoj tehnologiji kao idealan kontaktni materijal. Svaki put kada se uspostavi i otvori običan bakarni kontakt, proizvodi se iskra; kao rezultat toga, površina bakra prilično brzo oksidira. U kontaktorima za velike struje, na primjer za elektromotore, ova pojava nije jako štetna za rad: kontaktna površina se s vremena na vrijeme čisti brusnim papirom, a kontaktor je ponovo spreman za rad. Ali, kada imamo posla sa niskostrujnom opremom, na primjer, u komunikacijskoj tehnologiji, tanak sloj bakarnog oksida ima vrlo snažan učinak na cijeli sistem, otežava prolazak struje kroz kontakt. Naime, kod ovih uređaja frekvencija uključivanja je posebno velika - dovoljno je prizvati se automatske telefonske centrale (automatske centrale). Tu u pomoć priskaču vatrostalni platina-iridijumski kontakti - mogu trajati gotovo zauvijek! Jedina šteta je što su ove legure veoma skupe i za sada nisu dovoljne.

Iridijum se ne dodaje samo platini. Mali dodaci elementa br. 77 volframu i molibdenu povećavaju čvrstoću ovih metala na visokim temperaturama. Oskudan dodatak iridija titanijumu (0,1%) dramatično povećava njegovu već značajnu otpornost na kiseline. Isto važi i za hrom. Termoparovi napravljeni od iridijuma i legure iridijum-rodijum (40% rodijum) pouzdano rade na visokim temperaturama u oksidacionoj atmosferi. Legura iridijuma i osmijuma koristi se za izradu tačaka za lemljenje perova nalivpera i igala kompasa.

Sumirajući, možemo reći da se metalni iridijum koristi uglavnom zbog svoje postojanosti - dimenzije metalnih proizvoda, njegova fizička i hemijska svojstva su konstantne i, da tako kažem, konstantne su na najvišem nivou.

Rezerve na Zemlji

Kao i drugi metali grupe VIII, iridijum se može koristiti u hemijska industrija kao katalizator. Iridijum-nikl katalizatori se ponekad koriste za proizvodnju propilena iz acetilena i metana. Iridij je bio dio platinastih katalizatora za stvaranje dušikovih oksida (u procesu dobivanja dušične kiseline). Jedan od oksida iridija, IrO 2 , pokušao je da se koristi u industriji porcelana kao crna boja. Ali ova boja je preskupa...

Zalihe iridija na Zemlji su male, njegov sadržaj u zemljinoj kori izračunava se u milionitim dijelovima procenta. Proizvodnja ovog elementa je također mala - ne više od tone godišnje. Širom svijeta!

S tim u vezi, teško je pretpostaviti da će s vremenom doći do dramatičnih promjena u sudbini iridija - on će zauvijek ostati rijedak i skup metal. Ali tamo gdje se koristi, služi besprijekorno, a ova jedinstvena pouzdanost je garancija da nauka i industrija budućnosti neće bez iridija.

Iridijum čuvar

U mnogim hemijskim i metalurškim industrijama, kao što su visoke peći, veoma je važno znati nivo čvrstih materija u agregatima. Obično se za takvu kontrolu koriste glomazne sonde okačene na specijalne sonde vitla. V poslednjih godina sonde su počele da se zamenjuju malim kontejnerima sa veštačkim radioaktivnim izotopom - iridijumom-192. 192 Ir jezgra emituju visokoenergetske gama zrake; poluživot izotopa je 74,4 dana. Smjesa apsorbira dio gama zraka, a prijemnici zračenja bilježe slabljenje fluksa. Ovo posljednje je proporcionalno udaljenosti koju snopovi putuju u naboju. Iridijum-192 se takođe uspešno koristi za kontrolu zavarivanja; uz njegovu pomoć, sva nekuhana mjesta i strane inkluzije jasno su fiksirane na filmu. Gama detektori grešaka sa iridijumom-192 se takođe koriste za kontrolu kvaliteta proizvoda od čelika i legura aluminijuma.

Mössbauerov efekat

Godine 1958. mladi fizičar iz Njemačke, Rudolf Mössbauer, napravio je otkriće koje je privuklo pažnju svih fizičara svijeta. Efekat koji je otkrio Mössbauer omogućio je mjerenje vrlo slabih nuklearnih fenomena sa neverovatnom preciznošću. Tri godine nakon otkrića, 1961. godine, Mössbauer je dobio za svoj rad nobelova nagrada. Po prvi put je ovaj efekat otkriven na jezgrima izotopa iridijum-192.

Srce kuca brže

Jedna od najzanimljivijih primjena legura platina-iridijum posljednjih godina je proizvodnja električnih srčanih stimulatora od njih. Elektrode sa platina-iridijum stezaljkama implantiraju se u srce pacijenta sa anginom pektoris. Elektrode su povezane sa prijemnikom, koji se takođe nalazi u telu pacijenta. Generator sa prstenastom antenom nalazi se vani, na primjer, u džepu pacijenta. Prstenasta antena je postavljena na tijelu nasuprot prijemnika. Kada pacijent osjeti da dolazi napad angine, uključuje generator. Prstenasta antena prima impulse koji se prenose do prijemnika, a od njega do platinasto-pridijumskih elektroda. Elektrode, prenoseći impulse na nerve, čine da srce kuca aktivnije. Sada u SSSR-u mnoge stanice hitne pomoći opremljene su sličnim generatorima. U slučaju srčanog zastoja, pravi se rez u klavikularnoj veni, u nju se ubacuje elektroda spojena na generator, pali se generator i nakon nekoliko minuta srce ponovo počinje da radi.

Izotopi - stabilni i nestabilni

U prethodnim napomenama dosta je rečeno o radioizotopu iridijum-192, koji se koristi u brojnim uređajima, pa čak i uključen u važno naučno otkriće. Ali, pored iridijuma-192, ovaj element ima još 14 radioaktivnih izotopa s masenim brojevima od 182 do 198. Najteži izotop ujedno je i najkraće živi, ​​njegovo vrijeme poluraspada je manje od minute. Izotop iridijum-183 je interesantan samo zato što mu je vreme poluraspada tačno jedan sat. Iridijum ima samo dva stabilna izotopa. Udio težeg iridija-193 u prirodnoj mješavini iznosi 62,7%. Udio laganog iridijuma-191 je 37,3%.

Korisni hloridi

Hloriridati su složeni hloridi tetravalentnog iridijuma; njihova opšta formula je Me 2 . Zahvaljujući kloriridatima, u principu je moguće pouzdano odvojiti spojeve sličnih elemenata kao što su natrij i kalij. Natrijum hlorid je rastvorljiv u vodi, ali kalijum hlorid je praktično nerastvorljiv. Ali za takvu operaciju, hloridi su preskupi, jer je originalni iridijum skup. To, međutim, ne znači da su hloriridati općenito beskorisni. Sposobnost iridija da formira ova jedinjenja se koristi za izolovanje elementa #77 iz mešavine metala platine.

Ako sa stanovišta prakse, element br. 76 među ostalim metalima platine izgleda prilično obično, onda sa stanovišta klasične hemije (naglašavamo, klasične anorganske hemije, a ne hemije kompleksnih jedinjenja), ovaj element je veoma značajno.

Prije svega, za njega je, za razliku od većine elemenata VIII grupe, karakteristična valencija 8+, te sa kisikom formira stabilan tetroksid OsO 4. Ovo je neobično jedinjenje i, očigledno, nije slučajno što je element br. 76 dobio ime na osnovu jednog od karakterističnih svojstava njegovog tetroksida.

Osmijum se otkriva mirisom

Takva izjava može izgledati paradoksalno: na kraju krajeva, ne govorimo o halogenu, već o metalu platine ...

Istorija otkrića četiri od pet platinoida povezana je sa imenima dva engleska naučnika, dva savremenika. William Wollaston 1803...1804 otkrio paladijum i rodijum, a drugi Englez, Smithson Tennant (1761 ... 1815), 1804. - iridijum i osmijum. Ali ako je Wollaston pronašao oba "svoje" elementa u onom dijelu sirove platine koji je bio otopljen u aqua regia, onda je Tennant imao sreće kada je radio s nerastvorljivim ostatkom: kako se ispostavilo, to je bila prirodna legura iridija i osmijuma.

Isti ostatak su proučavala tri poznata francuska hemičara - Collet-Descoti, Fourcroix i Vauquelin. Počeli su svoja istraživanja još prije Tennanta. Poput njega, posmatrali su oslobađanje crnog dima kada se sirova platina rastvorila. Poput njega, i oni su spajanjem nerastvorljivog ostatka sa kaustičnom potašom uspjeli dobiti spojeve koji su ipak uspjeli da se rastvore. Fourcroix i Vauquelin su bili toliko uvjereni da nerastvorljivi ostatak sirove platine sadrži novi element to mu je unaprijed dalo ime - pten - od grčkog πτηνος - krilati. Ali samo je Tennant uspio odvojiti ovaj ostatak i dokazati postojanje dva nova elementa - iridijuma i osmijuma.

Naziv elementa #76 dolazi od grčke riječi οσμη, što znači "miris". Neprijatan iritirajući miris, sličan mirisima hlora i belog luka u isto vreme, pojavio se kada se rastvorio produkt fuzije osmiridija sa alkalijom. Nosač ovog mirisa bio je osmijum anhidrid, odnosno osmijum tetroksid OsO 4 . Kasnije se ispostavilo da i sam osmijum može mirisati jednako loše, ali mnogo slabije. Fino mljeveno, postepeno oksidira na zraku, pretvarajući se u OsO 4 ...

Osmijum metal

Osmijum je kalaj-bijeli metal sa sivkasto-plavom nijansom. To je najteži od svih metala (gustina mu je 22,6 g/cm3) i jedan od najtvrđih. Međutim, osmijum sunđer se može samljeti u prah jer je lomljiv. Osmijum se topi na temperaturi od oko 3000°C, a njegova tačka ključanja još nije precizno određena. Veruje se da leži negde oko 5500°C.

Velika tvrdoća osmijuma (7,0 po Mohsovoj skali) je možda jedno od njegovih fizičkih svojstava koje se najčešće koristi. Osmijum se uvodi u sastav tvrdih legura sa najvećom otpornošću na habanje. U skupim naliv olovkama, lemljenje na vrhu olovke je napravljeno od legura osmijuma sa drugim metalima platine ili sa volframom i kobaltom. Slične legure se koriste za izradu malih dijelova preciznih mjernih instrumenata koji su podložni habanju. Mali - jer osmijum nije široko rasprostranjen (5 10 -6% težine zemljine kore), rasut i skup. Ovo takođe objašnjava ograničenu upotrebu osmijuma u industriji. To ide samo tamo gde, sa malom količinom metala, možete postići veliki efekat. Na primjer, u hemijskoj industriji, koja pokušava koristiti osmijum kao katalizator. U reakcijama hidrogenacije organskih supstanci osmijumski katalizatori su čak efikasniji od platinastih.

Nekoliko riječi o poziciji osmijuma među ostalim metalima platine. Izvana se malo razlikuje od njih, ali osmijum ima najviše tačke topljenja i ključanja među svim metalima ove grupe, on je najteži. Također se može smatrati najmanje "plemenitim" od platinoida, jer se oksidira kisikom iz atmosfere već na sobnoj temperaturi (u fino usitnjenom stanju). A osmijum je najskuplji od svih metala platine. Ako je 1966. platina na svjetskom tržištu bila procijenjena 4,3 puta skuplje od zlata, a iridijum - 5,3 puta, onda je sličan koeficijent za osmijum bio 7,5.

Kao i drugi metali platine, osmijum pokazuje nekoliko valencija: 0, 2+, 3+, 4+, 6+ i 8+. Najčešće se mogu naći spojevi tetra- i heksavalentnog osmijuma. Ali kada je u interakciji sa kiseonikom, on pokazuje valenciju od 8+.

Kao i drugi metali platine, osmijum je dobar agens za stvaranje kompleksa, a hemija jedinjenja osmijuma nije ništa manje raznolika od, recimo, paladijuma ili rutenijuma.

Anhidrid i drugi

Bez sumnje, najvažnije jedinjenje osmijuma ostaje njegov tetroksid OsO 4 ili osmijev anhidrid. Kao i elementarni osmijum, OsO 4 ima katalitička svojstva; OsO 4 se koristi u sintezi najvažnijeg savremenog lijeka - kortizona. U mikroskopskim studijama životinjskih i biljnih tkiva, osmijum tetroksid se koristi kao preparat za bojenje. OsO 4 je veoma toksičan, jako iritira kožu, sluzokože i posebno je štetan za oči. Svaki rad s ovom korisnom tvari zahtijeva izuzetan oprez.

Izvana, čisti osmijum tetroksid izgleda sasvim obično - blijedožuti kristali, topljivi u vodi i ugljičnom tetrakloridu. Na temperaturi od oko 40°C (postoje dvije modifikacije OsO 4 sa bliskim tačkama topljenja), oni se tope, a na 130°C osmijum tetroksid ključa.

Drugi osmijum oksid - OsO 2 - crni prah nerastvorljiv u vodi - nema praktičnog značaja. Također još nije pronađeno praktična primjena i druga poznata jedinjenja elementa br. 76 - njegovi hloridi i fluoridi, jodidi i oksihloridi, OsS 2 sulfid i OsTe 2 telurid - crne supstance sa strukturom pirita, kao i brojni kompleksi i većina legura osmijuma. Jedini izuzetak su neke legure elementa br. 76 sa drugim metalima platine, volframom i kobaltom. Njihov glavni potrošač je instrumentacija.

Kako se dobija osmijum

Prirodni osmijum se ne nalazi u prirodi. U mineralima je uvijek povezan s drugim metalom platinske grupe, iridijumom. Postoji čitava grupa minerala osmičkog iridijuma. Najčešći od njih je nevjanskit, prirodna legura ova dva metala. Sadrži više iridijuma, zbog čega se nevjanskit često naziva jednostavno osmijum iridijum. Ali drugi mineral - sisertskit - zove se iridid ​​osmij - sadrži više osmijuma ... Oba ova minerala su teška, s metalnim sjajem, i to nije iznenađujuće - takav je njihov sastav. Podrazumeva se da su svi minerali osmičke grupe iridijuma veoma retki.

Ponekad se ovi minerali nalaze nezavisno, ali je češće osmijum iridijum deo prirodne sirove platine. Glavne rezerve ovih minerala koncentrisane su u SSSR-u (Sibir, Ural), SAD (Aljaska, Kalifornija), Kolumbiji, Kanadi i zemljama Južne Afrike.

Naravno, osmijum se kopa zajedno sa platinom, ali se rafinacija osmijuma značajno razlikuje od metoda za izolovanje drugih metala platine. Svi se, osim rutenija, talože iz rastvora, dok se osmijum dobija destilacijom u odnosu na isparljivi tetroksid.

Ali prije nego što se OsO 4 destilira, osmijum iridijum se mora odvojiti od platine, a zatim iridijum i osmijum moraju biti odvojeni.

Kada se platina otopi u aqua regia, minerali osmičke grupe iridija ostaju u sedimentu: čak ni ovo otapalo svih rastvarača ne može nadvladati ove najstabilnije prirodne legure. Da bi se doveli u rastvor, talog se legira sa osam puta većom količinom cinka - ovu leguru je relativno lako pretvoriti u prah. Prašak se sinteruje sa barijum peroksidom BaO 3 , a zatim se dobijena masa tretira mešavinom azotne i hlorovodonične kiseline direktno u aparatu za destilaciju radi destilacije OsO 4 .

Zahvaća se alkalnim rastvorom i dobija se so sastava Na 2 OsO 4. Rastvor ove soli se tretira hiposulfitom, nakon čega se osmijum istaloži amonijum hloridom u obliku Fremy soli Cl 2 . Talog se ispere, filtrira i zatim zapali u redukcionom plamenu. Na ovaj način se dobija još nedovoljno čist sunđerast osmijum.

Zatim se pročišćava obradom kiselinama (HF i HCl) i dalje reducira u električnoj peći u vodikovom mlazu. Nakon hlađenja dobija se metal čistoće do 99,9% O 3 .

Ovo je klasična shema za dobivanje osmijuma - metala koji se još uvijek vrlo ograničeno koristi, vrlo skup metal, ali prilično koristan.

Što više, to... više

Prirodni osmijum se sastoji od sedam stabilnih izotopa sa masenim brojevima 184, 186 ... 190 i 192. Zanimljiv obrazac: što je veći maseni broj izotopa osmijuma, to je on češći. Udio najlakšeg izotopa osmijuma-184 iznosi 0,018%, a najtežeg osmijuma-192 41%. Od radioaktivnih izotopa elementa 76 koje je napravio čovjek, najdugovječniji je osmijum-194, s poluživotom od oko 700 dana.

Osmijum karbonili

Posljednjih godina kemičari i metalurzi se sve više zanimaju za karbonile - spojeve metala sa CO, u kojima su metali formalno nulavalentni. Karbonil nikla već se dosta koristi u metalurgiji, a to nam omogućava da se nadamo da će i drugi slični spojevi na kraju moći olakšati proizvodnju određenih vrijednih materijala. Dva karbonila su sada poznata za osmijum. Os(CO) 5 pentakarbonil je bezbojna tečnost u normalnim uslovima (tačka topljenja 15°C). Dobijte ga na 300°C i 300 atm. od osmijum tetroksida i ugljen monoksida. Pri normalnoj temperaturi i pritisku, Os(CO) 5 se postepeno pretvara u drugi karbonil sastava Os 3 (CO) 12, žutu kristalnu supstancu koja se topi na 224°C. Zanimljiva je struktura ove supstance: tri atoma osmijuma formiraju jednakostranični trougao sa plohama dužine 2,88 Ǻ, a četiri molekula CO su vezana za svaki vrh ovog trougla.

Fluoridi su kontroverzni i neosporni

„Fluoridi OsF 4 , OsF 6 , OsF 8 nastaju od elemenata na 250...300°C... OsF 8 je najisparljiviji od svih osmijum fluorida, bp. 47,5 ° "... Ovaj citat je preuzet iz III toma Kratke hemijske enciklopedije, objavljene 1964. Ali u III tomu Osnova opšta hemija» B.V. Nekrasova, objavljenom 1970. godine, postojanje osmijum oktafluorida OsF 8 se odbacuje. Citiramo: „Godine 1913. prvi put su dobijena dva hlapljiva osmijum fluorida, opisana kao OsF 6 i OsF 8 . Tako se vjerovalo sve do 1958. godine, kada se pokazalo da u stvarnosti odgovaraju formulama OsF 5 i OsF 6 . Tako se već 45 godina pojavljuje u naučna literatura OsF 8 zapravo nikada nije postojao. Slični slučajevi "zatvaranja" prethodno opisanih veza nisu tako rijetki.

Imajte na umu da se elementi ponekad moraju “zatvoriti”... Ostaje da se doda da je, pored onih navedenih u Kratkoj hemijskoj enciklopediji, dobijen još jedan osmijum fluorid – nestabilan OsF 7 . Ova blijedožuta supstanca na temperaturama iznad –100°C razlaže se na OsF 6 i elementarni fluor.

Na osnovu materijala sa n-t.ru

Fizika na svakom koraku Perelman Jakov Isidorovič

Koji je najteži metal?

Koji je najteži metal?

U svakodnevnom životu olovo se smatra teškim metalom. Teži je od cinka, kalaja, gvožđa, bakra, ali se ipak ne može nazvati najtežim metalom. Živa, tečni metal, teži od olova; ako bacite komad olova u živu, ona neće potonuti u njoj, već će plutati na površini. Jedva da jednom rukom podignete bocu žive od litara: ona je teška skoro 14 kg. Međutim, živa nije najteži metal: zlato i platina su jedan i po puta teži od žive.

Rekord težine obaraju rijetki metali - iridijum i osmijum: oni su skoro tri puta teži od gvožđa i više od stotinu puta teži od plute; bilo bi potrebno 110 običnih čepova za balansiranje jednog iridijumskog ili osmijumskog utikača iste veličine.

Za referencu, data je specifična težina nekih metala:

Ovaj tekst je uvodni dio. Iz autorove knjige

1911. „Ernest Rutherford... napravio je najveću promjenu u našem pogledu na materiju od Demokritovog vremena.“ Engleski fizičar ARTHUR EDDINGTON Šta je zabrinulo naučnike? Napad na atom se nastavio s novom snagom.Prisjetimo se “pudinga od grožđica” – modela atoma koji

Iz autorove knjige

POGLAVLJE 1. NISI DOVOLJAN, JA SAM DOBAR Među mnogim razlozima zašto sam odabrao fiziku kao profesiju bila je želja da radim nešto dugoročno, pa i vječno. Ako bih, razmišljao sam, morao da uložim toliko vremena, energije i entuzijazma u nešto, onda

Iz autorove knjige

3. Najveći refraktorski teleskop na svijetu Najveći refraktorski teleskop na svijetu instaliran je 1897. godine na opservatoriji Yerkes Univerziteta u Čikagu (SAD). Njegov prečnik je D = 102 centimetra, a žižna daljina 19,5 metara. Zamislite koliko prostora treba

Iz autorove knjige

Koji je najlakši metal? Tehničari nazivaju "lakim" sve one metale koji su dva ili više puta lakši od gvožđa. Najčešći laki metal koji se koristi u tehnologiji - aluminijum, koji je tri puta lakši od gvožđa. Magnezijum je još lakši: 1 1/2 puta je lakši od aluminijuma. V

Najteži metali na svijetu

Metaličovječanstvo je počelo aktivno koristiti već 3000-4000 pne. Tada su ljudi najviše saznali rasprostranjena od njih je zlato, srebro, bakar. Ove metale bilo je vrlo lako pronaći na površini zemlje. Nešto kasnije, naučili su hemiju i počeli od njih izolirati vrste poput kositra, olova i željeza. U srednjem vijeku su veoma otrovne vrste metala stekle popularnost. Arsen je bio u opštoj upotrebi, kojim je otrovano više od polovine kraljevskog dvora u Francuskoj. Isto tako i živa, koja je pomagala u liječenju raznih bolesti tog vremena, od upale krajnika do kuge. Već pre dvadesetog veka bilo je poznato više od 60 metala, a početkom XXI veka - 90. Napredak ne miruje i vodi čovečanstvo napred. Ali postavlja se pitanje koji je metal težak i nadmašuje sve ostale? I uopšte, šta su oni, ti najteži metali na svetu?

Mnogi Pogrešno misle da su zlato i olovo najteži metali. Zašto se to tačno dogodilo? Mnogi od nas su odrasli uz stare filmove i vidjeli kako glavni lik koristi olovnu ploču kako bi se zaštitio od opakih metaka. Osim toga, olovne ploče se i danas koriste u nekim vrstama pancira. A na riječ zlato, mnogi ljudi imaju sliku sa teškim ingotima ovog metala. Ali pogrešno je misliti da su oni najteži!

Da bi se odredio najteži metal, potrebno je uzeti u obzir njegovu gustinu, jer što je veća gustina supstance, to je ona teža.

TOP 10 najtežih metala na svetu

1. Osmijum (22,62 g/cm 3),

2. (22,53 g/cm 3),

3. platina (21,44 g / cm 3),

4. renijum (21,01 g/cm 3),

5. Neptunijum (20,48 g/cm 3),

6. Plutonijum (19,85 g/cm 3),

7. Zlato (19,85 g/cm3)

8. Volfram (19,21 g / cm 3),

9. Uranijum (18,92 g / cm 3),

10. Tantal (16,64 g/cm3).

I gdje je svinja? I nalazi se mnogo niže na ovoj listi, u sredini druge desetke.

Osmijum i iridijum - najteži metal na svetu

Razmislite glavni teškaši koji dijele 1. i 2. mjesta. Počnimo sa iridijumom i ujedno se zahvalimo engleskom naučniku Smithsonu Tennatu, koji je 1803. godine primio ovaj hemijski element iz platine, gde je bio prisutan zajedno sa osmijumom u obliku nečistoće. With starogrčki može se prevesti kao "duga". Metal ima bijelu boju sa srebrnom nijansom i može se nazvati ne samo teškim, već i najtrajnijim. Na našoj planeti ga ima vrlo malo i godišnje se iskopa samo do 10.000 kg. Poznato je da se većina naslaga iridija nalazi na mjestima udara meteorita. Neki naučnici dolaze do zaključka da je ovaj metal ranije bio rasprostranjen na našoj planeti, međutim, zbog svoje težine, stalno se stiskao bliže centru Zemlje. je sada široko tražen u industriji i koristi se za proizvodnju električne energije. Rado ga koriste i paleontolozi, koji uz pomoć iridija određuju starost mnogih nalaza. Osim toga, ovaj metal se može koristiti za premazivanje nekih površina. Ali teško je to učiniti.

Dalje razmotriti . To je najteži metal u periodnom sistemu Mendeljejeva, odnosno, i najteži metal na svijetu. Osmijum je kalajno-bijel s plavom nijansom i također ga je otkrio Smithson Tennat u isto vrijeme kada i iridijum. Osmijum je gotovo nemoguće preraditi i uglavnom se nalazi na mjestima udara meteorita. Neprijatno miriše, miriše na mešavinu hlora i belog luka. I sa starogrčki prevodi se kao "miris". Metal je prilično vatrostalan i koristi se u sijalicama i drugim vatrostalnim metalnim aparatima. Za samo jedan gram ovog elementa potrebno je izdvojiti više od 10.000 dolara, iz čega je jasno da je metal vrlo rijedak.

Osmijum

Kakonemojte reći, najteži metali su vrlo rijetki i stoga su skupi. I moramo zapamtiti za budućnost da ni zlato ni olovo nisu najteži metali na svijetu! i - evo pobjednika u težini!

Platina je težak, mekan, srebrno-bijeli metal.

Renijum je gust, srebrno-bijeli tvrdi metal.

Neptunijum je srebrnobeli radioaktivni meki metal.

Upotreba metala u svakodnevnom životu počela je u zoru ljudskog razvoja, a bakar je bio prvi metal, budući da je dostupan u prirodi i lako se može obraditi. Nije ni čudo što arheolozi tokom iskopavanja pronalaze razne proizvode i kućno posuđe napravljeno od ovog metala. U procesu evolucije ljudi su postupno naučili kombinirati različite metale, dobivajući sve trajnije legure pogodne za izradu alata, a kasnije i oružja. U naše vrijeme nastavljaju se eksperimenti, zahvaljujući kojima je moguće identificirati najizdržljivije metale na svijetu.

10.

• visoka specifična čvrstoća;
• otpornost na visoke temperature;
• niska gustina;
• otpornost na koroziju;
• mehanički i hemijska otpornost.

Titanijum se koristi u vojnoj industriji, vazduhoplovnoj medicini, brodogradnji i drugim oblastima proizvodnje.

9.

Najpoznatiji element, koji se smatra jednim od najjačih metala na svijetu, a u normalnim uvjetima je slab radioaktivni metal. U prirodi se nalazi iu slobodnom stanju i u kiselim sedimentnim stijenama. Prilično je težak, široko rasprostranjen po cijelom svijetu i ima paramagnetna svojstva, fleksibilnost, savitljivost i relativnu plastičnost. Uranijum se koristi u mnogim oblastima proizvodnje.

8.

Poznat kao najvatrostalniji metal od svih postojećih, i spada u najjače metale na svijetu. To je čvrsti prijelazni element sjajne srebrno-sive boje. Poseduje visoku izdržljivost, odličnu netopivost, otpornost na hemijske uticaje. Zbog svojih svojstava može se kovati i uvlačiti u tanak konac. Poznato kao volframova nit.

7.

Među predstavnicima ove grupe smatra se prelaznim metalom velike gustine, srebrno-bijele boje. U prirodi se javlja u svom čistom obliku, ali se nalazi u molibdenu i bakarnim sirovinama. Odlikuje se velikom tvrdoćom i gustinom i odličnom vatrostalnošću. Ima povećanu čvrstoću, koja se ne gubi s ponovljenim promjenama temperature. Renijum spada u skupe metale i ima visoku cenu. Korišćen u moderna tehnologija i elektronika.

6.

Sjajni srebrno bijeli metal blago plavičaste nijanse, pripada grupi platine i smatra se jednim od najizdržljivijih metala na svijetu. Slično iridijumu, ima visoku atomsku gustinu, veliku čvrstoću i tvrdoću. Pošto osmijum pripada platinskim metalima, ima svojstva slična iridijumu: vatrostalnost, tvrdoću, lomljivost, otpornost na mehaničkim uticajima, kao i na uticaj agresivnog okruženja. Našao je široku primenu u hirurgiji, elektronskoj mikroskopiji, hemijskoj industriji, raketnoj tehnici, elektronskoj opremi.

5.

Spada u grupu metala, te je svijetlosivi element relativne tvrdoće i visoke toksičnosti. Zbog svojih jedinstvenih svojstava, berilij se koristi u raznim industrijama:

• nuklearne energije;
• svemirski inženjering;
• metalurgija;
• laserska tehnologija;
• Nuklearna energija.

Zbog svoje visoke tvrdoće, berilij se koristi u proizvodnji legiranih legura i vatrostalnih materijala.

4.

Krom je sljedeći u prvih deset najtrajnijih metala na svijetu - tvrd, plavičasto-bijeli metal visoke čvrstoće koji je otporan na alkalije i kiseline. Javlja se u prirodi u svom čistom obliku i široko se koristi u razne industrije nauke, tehnologije i proizvodnje. Krom Koristi se za stvaranje raznih legura koje se koriste u proizvodnji medicinske i opreme za hemijsku obradu. U kombinaciji sa željezom stvara ferokromovu leguru koja se koristi u proizvodnji alata za rezanje metala.

3.

Tantal zaslužuje bronzu na rang listi, jer je jedan od najizdržljivijih metala na svijetu. To je srebrnast metal visoke tvrdoće i atomske gustine. Zbog stvaranja oksidnog filma na njegovoj površini, ima olovnu nijansu.

Prepoznatljiva svojstva tantala su visoka čvrstoća, vatrostalnost, otpornost na koroziju i agresivne medije. Metal je prilično duktilan metal i može se lako obraditi. Danas se tantal uspješno koristi:

• u hemijskoj industriji;
• u izgradnji nuklearnih reaktora;
• u metalurškoj proizvodnji;
• pri stvaranju legura otpornih na toplinu.

2.

Drugu liniju ljestvice najtrajnijih metala na svijetu zauzima rutenij - srebrnasti metal koji pripada grupi platine. Njegova karakteristika je prisustvo u sastavu mišićnog tkiva živih organizama. Vrijedna svojstva rutenija su visoka čvrstoća, tvrdoća, vatrostalnost, hemijska otpornost i sposobnost stvaranja složenih jedinjenja. Rutenijum se za mnoge smatra katalizatorom hemijske reakcije, djeluje kao materijal za izradu elektroda, kontakata, oštrih vrhova.

1.

Ocjenu najtrajnijih metala na svijetu predvodi iridij - srebrno-bijeli, tvrdi i vatrostalni metal koji pripada grupi platine. U prirodi je element visoke čvrstoće izuzetno rijedak i često se kombinira s osmijumom. Zbog svoje prirodne tvrdoće, teško se obrađuje i ima visoku otpornost na udarce. hemijski. Iridijum teško reaguje na dejstvo halogena i natrijum peroksida.

Ovaj metal igra važnu ulogu u svakodnevnom životu. Dodaje se titanu, hromu i volframu radi poboljšanja otpornosti na kiselu sredinu, koristi se u proizvodnji kancelarijskog materijala, koristi se u nakitu za izradu nakita. Cijena iridija ostaje visoka zbog njegove ograničene prisutnosti u prirodi.

Trenutno je već poznato 126 hemijskih elemenata. Ali najtežim među njima smatraju se osmijum (Os) i iridijum (Ir). Oba ova elementa su prelazni metali i pripadaju grupi platine. Njihovi serijski brojevi u periodnom sistemu I.P. Mendeljejev 76 i 77, respektivno. Budući da su vrlo čvrsti, oba metala mogu se međusobno uporediti po gustini. To je zato što su vrijednosti gustine izvedene čisto teoretski (22,562 g/cm³ (Ir) i 22,587 g/cm³ (Os)). I kod takvih proračuna uvijek postoji greška (± 0,009 g/cm³ za oba proračuna).

Istorija otkrića

Otkriće ovih elemenata povezuje se sa imenom engleskog naučnika S. Tennanta. Godine 1803 proučavao je svojstva platine. I tokom reakcije ovog metala na mješavinu kiselina („kraljevska voda“), izoliran je nerastvorljivi talog koji se sastoji od nečistoća. Proučavajući ovu supstancu, S. Tennant je izdvojio nove elemente, koje je nazvao "iridijum" i "osmijum".
Naziv "iridijum" ("duga") je dat elementu jer su njegove soli imale različite boje. A "osmijum" ("miris") je tako nazvan zbog oštrog, bliskog ozonu, mirisa osmijum oksida OsO4.

Svojstva

I osmijum i iridijum je gotovo nemoguće obraditi. Imajte vrlo visoke temperature topljenje. U svom kompaktnom obliku, ne reagiraju s aktivnim medijima kao što su kiseline, baze ili mješavine kiselina. Ova svojstva se primjećuju za osmijum na temperaturama do 100°C, a za iridijum do 400°C.

Širenje

Najčešći oblik ovih elemenata je osmijum iridijum. Ova legura se uglavnom nalazi u područjima gdje se kopaju prirodna platina i zlato. Još jedno mjesto gdje se često nalaze iridijum i osmijum su željezni meteoriti. Osmijum bez iridija se gotovo nikada ne nalazi u prirodi. Dok se iridijum nalazi u kombinaciji sa drugim metalima. Na primjer, u spojevima sa rutenijumom ili rodijumom. Međutim, iridijum je i dalje jedan od najređih hemijskih elemenata na našoj planeti. Njegova industrijska proizvodnja u svijetu ne prelazi 3 tone godišnje.
U ovom trenutku, regioni koji su glavni izvori iskopavanja iridija i osmijuma su Kalifornija, Aljaska (SAD), Sibir (Rusija), Bušveld (Južna Afrika), Australija, Nova Gvineja, Kanada.

Fotografije najtežih metala

Video o najtežim metalima