Osmium VS Iridium

Le débat sur lequel des deux éléments du tableau périodique est le plus lourd ne se calme toujours pas. Les deux éléments les plus lourds du tableau se disputent ce droit - Osmium (76) et Iridium (77). La masse volumique des deux éléments est environ égale à 22,6 g/cm 3 .

Contrairement au leader incontesté, parmi les métaux légers, avec les métaux lourds, tout n'est pas si simple. Par conséquent, considérez ces deux métaux.

Iridium

Plus de deux siècles se sont écoulés depuis que les premières informations sur le platine, un métal blanc d'Amérique du Sud, sont apparues. Pendant longtemps, on a cru qu'il s'agissait d'un métal pur, tout comme l'or. Seulement au tout début du XIXème siècle. Wollaston a pu isoler le palladium et le rhodium du platine natif et, en 1804, Tennant, étudiant le précipité noir laissé après la dissolution du platine natif dans l'eau régale, y a trouvé deux autres éléments. L'un d'eux, il a appelé osmium et le second - iridium. Les sels de cet élément dans différentes conditions ont été peints de différentes couleurs. Cette propriété était à la base du nom : en grec, le mot ιρις signifie « arc-en-ciel ».

chimiste russe

En 1841, le célèbre chimiste russe, le professeur Karl Karlovich Klaus, a commencé à étudier les soi-disant résidus de platine, c'est-à-dire le résidu insoluble laissé après que le platine brut a été traité avec de l'eau régale. "Au tout début des travaux, écrit Klaus, j'ai été surpris par la richesse de mes restes, car j'en extrayais, en plus de 10% de platine, une quantité considérable d'iridium, de rhodium, d'osmium, plusieurs palladium et un mélange de divers métaux à teneur spéciale »...

Klaus a informé les autorités minières de la richesse des restes. Les autorités se sont intéressées à la découverte du scientifique de Kazan, qui promettait des avantages importants. Une pièce de monnaie a été frappée à partir de platine à cette époque, et l'obtention métal précieux des restes semblait très prometteur. Un an plus tard, la Monnaie de Saint-Pétersbourg a donné à Klaus un demi-poud de restes. Mais ils se sont avérés pauvres en platine, et le scientifique a décidé de mener une étude sur eux, "intéressante pour la science".

"Pendant deux ans", a écrit Klaus, "j'ai été constamment engagé dans cette recherche difficile, longue et même nuisible", et en 1845 j'ai publié l'ouvrage "Étude chimique des restes du minerai de platine de l'Oural et du métal de ruthénium". Il s'agissait de la première étude systématique des propriétés des analogues du platine. Il a d'abord décrit et Propriétés chimiques iridium.

Klaus a noté qu'il traitait davantage l'iridium que les autres métaux du groupe du platine. Dans le chapitre sur l'iridium, il attira l'attention sur les imprécisions faites par Berzelius dans la détermination des constantes fondamentales de cet élément, et expliqua ces inexactitudes par le fait que le vénérable savant travaillait avec de l'iridium contenant un mélange de ruthénium, alors inconnu des chimistes. et découvert uniquement au cours de "l'étude chimique des résidus de minerai de platine de l'Oural et de ruthénium métal".

Qu'est-ce qu'il est, iridium ?

La masse atomique de l'élément #77 est de 192,2. Dans le tableau périodique, il se situe entre l'osmium et le platine. Et dans la nature, on le trouve principalement sous la forme d'iridium osmique - un compagnon fréquent du platine natif. Il n'y a pas d'iridium natif dans la nature.

L'iridium est un métal blanc argenté, très dur, lourd et durable. Selon International Nickel & Co., c'est l'élément le plus lourd : sa densité est de 22,65 g/cm 3 , et la densité de son compagnon constant, l'osmium, est la deuxième plus lourde, 22,61 g/cm 3 . Certes, la plupart des chercheurs adhèrent à un point de vue différent : ils pensent que l'iridium est encore légèrement plus léger que l'osmium.

La propriété naturelle de l'iridium (alias platinoïde !) est une résistance élevée à la corrosion. Il n'est pas affecté par les acides à des températures normales ou élevées. Même le célèbre iridium monolithique aqua regia est "trop ​​dur". Seuls les alcalis fondus et le peroxyde de sodium provoquent l'oxydation de l'élément #77.

L'iridium est résistant aux halogènes. Il réagit avec eux très difficilement et uniquement à des températures élevées. Le chlore forme quatre chlorures avec l'iridium : IrCl, IrCl 2 , IrCl 3 et IrCl 4 . Le trichlorure d'iridium s'obtient le plus facilement à partir de poudre d'iridium placée dans un courant de chlore à 600°C. Le seul composé halogéné dans lequel l'iridium est hexavalent est le fluorure IrF 6 . L'iridium finement broyé est oxydé à 1000°C et sous jet d'oxygène, et selon les conditions, plusieurs composés de composition différente peuvent être obtenus.

Comme tous les métaux du groupe du platine, l'iridium forme des sels complexes. Parmi eux, il y a des sels avec des cations complexes, par exemple Cl 3 et des sels avec des anions complexes, par exemple K 3 3H 2 O. En tant qu'agent complexant, l'iridium est similaire à ses voisins selon le tableau périodique.

L'iridium pur est obtenu à partir de l'iridium d'osmium natif et des restes de minerais de platine (après que le platine, l'osmium, le palladium et le ruthénium en ont été extraits). Nous ne nous étendrons pas sur la technologie d'obtention de l'iridium, renvoyant le lecteur aux articles "Rhodium", "Osmium" et "Platinum".

L'iridium est obtenu sous forme de poudre, qui est ensuite pressée en produits semi-finis et alliée ou la poudre est fondue dans des fours électriques sous atmosphère d'argon. L'iridium pur peut être forgé à chaud, mais à des températures ordinaires, il est cassant et inutilisable.

Iridium en action

L'iridium pur est utilisé pour fabriquer des creusets de laboratoire et des becs pour le soufflage du verre réfractaire. Vous pouvez, bien sûr, utiliser l'iridium comme revêtement. Cependant, il y a des difficultés ici. De la manière électrolytique habituelle, l'iridium s'applique difficilement sur un autre métal et le revêtement est assez lâche. Le meilleur électrolyte serait l'hexachlorure d'iridium complexe, mais il est instable en solution aqueuse, et même dans ce cas la qualité du revêtement laisse à désirer.

Une méthode a été développée pour produire des revêtements d'iridium électrolytiquement à partir de cyanures de potassium et de sodium fondus à 600°C. Dans ce cas, un revêtement dense jusqu'à 0,08 mm d'épaisseur est formé.

Il est moins laborieux d'obtenir des revêtements d'iridium par gainage. Une fine couche de revêtement métallique est posée sur le métal de base, puis ce "sandwich" passe sous presse à chaud. De cette manière, des fils de tungstène et de molybdène revêtus d'iridium sont obtenus. Une pièce en molybdène ou en tungstène est insérée dans un tube en iridium et forgée à chaud, puis étirée à l'épaisseur souhaitée à 500...600°C. Ce fil est utilisé pour fabriquer des grilles de contrôle dans des tubes à vide.

Il est possible d'appliquer des revêtements d'iridium sur des métaux et des céramiques par des moyens chimiques. Pour cela, une solution d'un sel complexe d'iridium est obtenue, par exemple, avec du phénol ou une autre substance organique. Une telle solution est appliquée sur la surface du produit, qui est ensuite chauffée à 350...400°C dans une atmosphère contrôlée, c'est-à-dire dans une atmosphère à potentiel redox contrôlé. Dans ces conditions, la matière organique s'évapore ou brûle et la couche d'iridium reste sur le produit.

Mais les revêtements ne sont pas la principale application de l'iridium. Ce métal améliore les propriétés mécaniques et physico-chimiques des autres métaux. Il est généralement utilisé pour augmenter leur résistance et leur dureté. L'ajout de 10% d'iridium à du platine relativement mou triple presque sa dureté et sa résistance à la traction. Si la quantité d'iridium dans l'alliage est augmentée à 30%, la dureté de l'alliage n'augmentera pas beaucoup, mais la résistance à la traction doublera à nouveau - jusqu'à 99 kg / mm 2. Comme ces alliages ont une résistance à la corrosion exceptionnelle, ils sont utilisés pour fabriquer des creusets résistants à la chaleur pouvant supporter une forte chaleur dans des environnements agressifs. Dans de tels creusets, en particulier, on fait croître des cristaux pour la technologie laser. Les alliages platine-iridium attirent également les bijoutiers - les bijoux fabriqués à partir de ces alliages sont beaux et s'usent à peine. Les étalons sont également fabriqués à partir d'un alliage platine-iridium, parfois un instrument chirurgical.

Iridium Spdavy

À l'avenir, les alliages iridium-platine pourraient devenir particulièrement importants dans la technologie dite à courant faible en tant que matériau de contact idéal. Chaque fois qu'un contact en cuivre ordinaire est établi et ouvert, une étincelle se produit ; en conséquence, la surface du cuivre s'oxyde assez rapidement. Dans les contacteurs pour courants forts, par exemple pour les moteurs électriques, ce phénomène est peu préjudiciable au travail : la surface de contact est nettoyée de temps en temps avec du papier de verre, et le contacteur est à nouveau prêt à fonctionner. Mais, lorsqu'il s'agit d'équipements à faible courant, par exemple dans les technologies de communication, une fine couche d'oxyde de cuivre a un effet très fort sur l'ensemble du système, ce qui rend difficile le passage du courant à travers le contact. A savoir, dans ces appareils, la fréquence de mise en marche est particulièrement importante - il suffit de rappeler les centraux téléphoniques automatiques (commutateurs téléphoniques automatiques). C'est là que les contacts platine-iridium ignifuges viennent à la rescousse - ils peuvent durer presque éternellement ! Le seul dommage est que ces alliages sont très chers et jusqu'à présent ils ne suffisent pas.

L'iridium est ajouté non seulement au platine. De petites additions d'élément n° 77 au tungstène et au molybdène augmentent la résistance de ces métaux à haute température. Une faible addition d'iridium au titane (0,1 %) augmente considérablement sa résistance déjà importante aux acides. La même chose s'applique au chrome. Les thermocouples en iridium et en alliage iridium-rhodium (40 % de rhodium) fonctionnent de manière fiable à des températures élevées dans une atmosphère oxydante. Un alliage d'iridium et d'osmium est utilisé pour fabriquer des points de soudure pour les pointes de stylo plume et les aiguilles de boussole.

En résumé, on peut dire que l'iridium métallique est utilisé principalement en raison de sa constance - les dimensions des produits métalliques, ses propriétés physiques et chimiques sont constantes et, pour ainsi dire, sont constantes au plus haut niveau.

Réserves sur Terre

Comme les autres métaux du groupe VIII, l'iridium peut être utilisé dans industrie chimique comme catalyseur. Des catalyseurs iridium-nickel sont parfois utilisés pour produire du propylène à partir d'acétylène et de méthane. L'iridium faisait partie des catalyseurs au platine pour la formation d'oxydes d'azote (dans le processus d'obtention de l'acide nitrique). L'un des oxydes d'iridium, IrO 2 , a été tenté d'être utilisé dans l'industrie de la porcelaine comme peinture noire. Mais cette peinture est trop chère...

Les réserves d'iridium sur Terre sont faibles, sa teneur dans la croûte terrestre est calculée en millionièmes de pour cent. La production de cet élément est également faible - pas plus d'une tonne par an. À l'échelle mondiale!

À cet égard, il est difficile de supposer qu'avec le temps, des changements spectaculaires se produiront dans le sort de l'iridium - il restera à jamais un métal rare et coûteux. Mais là où il est utilisé, il sert parfaitement, et cette fiabilité unique est une garantie que la science et l'industrie du futur ne se passeront pas d'iridium.

Veilleur Iridium

Dans de nombreuses industries chimiques et métallurgiques, telles que les hauts fourneaux, il est très important de connaître le niveau de solides dans les granulats. Habituellement, des sondes volumineuses suspendues à des treuils de sonde spéciaux sont utilisées pour un tel contrôle. DANS dernières années les sondes ont commencé à être remplacées par des conteneurs de petite taille contenant un isotope radioactif artificiel - l'iridium-192. 192 Les noyaux Ir émettent des rayons gamma de haute énergie ; la demi-vie de l'isotope est de 74,4 jours. Une partie des rayons gamma est absorbée par le mélange et des récepteurs de rayonnement enregistrent l'affaiblissement du flux. Cette dernière est proportionnelle à la distance parcourue par les faisceaux dans le mélange. Iridium-192 est également utilisé avec succès pour contrôler soudures; avec son aide, tous les endroits non cuits et les inclusions étrangères sont clairement fixés sur le film. Les détecteurs de défauts gamma à l'iridium-192 sont également utilisés pour contrôler la qualité des produits en alliages d'acier et d'aluminium.

Effet Mössbauer

En 1958, un jeune physicien allemand, Rudolf Mössbauer, fit une découverte qui attira l'attention de tous les physiciens du monde. L'effet découvert par Mössbauer a permis de mesurer des phénomènes nucléaires très faibles avec une précision étonnante. Trois ans après la découverte, en 1961, Mössbauer a reçu pour son travail prix Nobel. Pour la première fois, cet effet a été découvert sur les noyaux de l'isotope iridium-192.

Le coeur bat plus vite

L'une des applications les plus intéressantes des alliages platine-iridium ces dernières années est la fabrication de stimulateurs cardiaques électriques à partir de ceux-ci. Des électrodes avec des pinces en platine-iridium sont implantées dans le cœur d'un patient souffrant d'angine de poitrine. Les électrodes sont connectées à un récepteur, qui se trouve également dans le corps du patient. Le générateur avec une antenne annulaire est situé à l'extérieur, par exemple dans la poche du patient. L'antenne annulaire est montée sur le corps à l'opposé du récepteur. Lorsque le patient sent qu'une crise d'angine de poitrine arrive, il allume le générateur. L'antenne annulaire reçoit des impulsions qui sont transmises au récepteur, et de celui-ci aux électrodes de platine-pridium. Les électrodes, en transmettant des impulsions aux nerfs, font battre le cœur plus activement. Aujourd'hui, en URSS, de nombreuses stations d'ambulance sont équipées de générateurs similaires. En cas d'arrêt cardiaque, une incision est pratiquée dans la veine claviculaire, une électrode reliée au générateur y est insérée, le générateur est allumé et après quelques minutes, le cœur recommence à fonctionner.

Isotopes - stables et instables

Dans les notes précédentes, on a beaucoup parlé du radio-isotope iridium-192, qui est utilisé dans de nombreux appareils et même impliqué dans une importante découverte scientifique. Mais, en plus de l'iridium-192, cet élément contient 14 isotopes radioactifs supplémentaires avec des nombres de masse de 182 à 198. L'isotope le plus lourd est en même temps celui qui a la durée de vie la plus courte, sa demi-vie est inférieure à une minute. L'isotope iridium-183 n'est intéressant que parce que sa demi-vie est exactement d'une heure. L'iridium n'a que deux isotopes stables. La part de l'iridium-193 plus lourd dans le mélange naturel représente 62,7 %. La part d'iridium-191 léger, respectivement, est de 37,3%.

Chlorures bénéfiques

Les chloriridates sont des chlorures complexes d'iridium tétravalent ; leur formule générale est Me 2 . Grâce aux chloriridates, il est en principe possible de séparer en toute confiance des composés d'éléments similaires tels que le sodium et le potassium. Le chlorure de sodium est soluble dans l'eau, mais le chlorure de potassium est pratiquement insoluble. Mais pour une telle opération, les chlorures sont trop chers, puisque l'iridium d'origine est cher. Cela ne signifie pas, cependant, que les chloriridates sont généralement inutiles. La capacité de l'iridium à former ces composés est utilisée pour isoler l'élément #77 d'un mélange de métaux platine.

Si, du point de vue de la pratique, l'élément n ° 76 parmi les autres métaux du platine semble plutôt ordinaire, alors du point de vue de la chimie classique (nous soulignons la chimie inorganique classique et non la chimie des composés complexes), cet élément est très significatif.

Tout d'abord, pour lui, contrairement à la plupart des éléments du groupe VIII, la valence 8+ est caractéristique et il forme du tétroxyde stable OsO 4 avec l'oxygène. Il s'agit d'un composé particulier et, apparemment, ce n'est pas un hasard si l'élément n ° 76 a reçu un nom basé sur l'une des propriétés caractéristiques de son tétroxyde.

L'osmium est détecté par l'odorat

Une telle affirmation peut sembler paradoxale : après tout, on ne parle pas d'un halogène, mais d'un métal platine...

L'histoire de la découverte de quatre des cinq platinoïdes est associée aux noms de deux scientifiques anglais, deux contemporains. William Wollaston en 1803...1804 découvert le palladium et le rhodium, et un autre Anglais, Smithson Tennant (1761 ... 1815), en 1804 - l'iridium et l'osmium. Mais si Wollaston a trouvé ses deux éléments dans cette partie de platine brut qui a été dissoute dans l'eau régale, alors Tennant a eu de la chance en travaillant avec le résidu insoluble : il s'est avéré qu'il s'agissait d'un alliage naturel d'iridium et d'osmium.

Le même résidu a été étudié par trois chimistes français bien connus - Collet-Descoti, Fourcroix et Vauquelin. Ils ont commencé leurs recherches avant même Tennant. Comme lui, ils ont observé le dégagement de fumée noire lors de la dissolution du platine brut. Comme lui, en fusionnant le résidu insoluble avec de la potasse caustique, ils sont parvenus à obtenir des composés qui parvenaient tout de même à se dissoudre. Fourcroix et Vauquelin étaient ainsi convaincus que le résidu insoluble du platine brut contient nouvel élément qui lui a donné un nom à l'avance - pten - du grec πτηνος - ailé. Mais seul Tennant a réussi à séparer ce résidu et à prouver l'existence de deux nouveaux éléments - l'iridium et l'osmium.

Le nom de l'élément #76 vient du mot grec οσμη, qui signifie "odeur". Une odeur irritante désagréable, semblable aux odeurs de chlore et d'ail en même temps, est apparue lorsque le produit de fusion de l'osmiridium avec l'alcali a été dissous. Le porteur de cette odeur était l'anhydride d'osmium ou le tétroxyde d'osmium OsO 4 . Plus tard, il s'est avéré que l'osmium lui-même peut sentir tout aussi mauvais, bien que beaucoup plus faible. Finement broyé, il s'oxyde progressivement à l'air, se transformant en OsO 4 ...

Osmium métal

L'osmium est un métal blanc étain avec une teinte bleu grisâtre. C'est le plus lourd de tous les métaux (sa densité est de 22,6 g/cm3) et l'un des plus durs. Cependant, l'éponge d'osmium peut être réduite en poudre car elle est fragile. L'osmium fond à une température d'environ 3000 ° C et son point d'ébullition n'a pas encore été déterminé avec précision. On pense qu'elle se situe quelque part autour de 5500°C.

La grande dureté de l'osmium (7,0 sur l'échelle de Mohs) est peut-être l'une de ses propriétés physiques la plus largement utilisée. L'osmium entre dans la composition des alliages durs les plus résistants à l'usure. Dans les stylos plume coûteux, la soudure sur la pointe du stylo est réalisée à partir d'alliages d'osmium avec d'autres métaux de platine ou avec du tungstène et du cobalt. Des alliages similaires sont utilisés pour fabriquer de petites pièces d'instruments de mesure de précision qui sont sujets à l'usure. Petit - parce que l'osmium n'est pas largement distribué (5 10 -6% du poids de la croûte terrestre), dispersé et coûteux. Cela explique également l'utilisation limitée de l'osmium dans l'industrie. Il ne va que là où, avec une petite quantité de métal, vous pouvez obtenir un gros effet. Par exemple, dans l'industrie chimique, qui essaie d'utiliser l'osmium comme catalyseur. Dans les réactions d'hydrogénation de substances organiques, les catalyseurs à l'osmium sont encore plus efficaces que ceux au platine.

Quelques mots sur la position de l'osmium parmi les autres métaux du platine. Extérieurement, il diffère peu d'eux, mais c'est l'osmium qui a les points de fusion et d'ébullition les plus élevés parmi tous les métaux de ce groupe, c'est lui qui est le plus lourd. Il peut également être considéré comme le moins "noble" des platinoïdes, car il est oxydé par l'oxygène atmosphérique déjà à température ambiante (à l'état finement divisé). Et l'osmium est le plus cher de tous les métaux du platine. Si en 1966 le platine était évalué sur le marché mondial 4,3 fois plus cher que l'or et l'iridium - 5,3 fois, alors le coefficient similaire pour l'osmium était de 7,5.

Comme les autres métaux du platine, l'osmium présente plusieurs valences : 0, 2+, 3+, 4+, 6+ et 8+. Le plus souvent, vous pouvez trouver des composés d'osmium tétra- et hexavalent. Mais lorsqu'il interagit avec l'oxygène, il présente une valence de 8+.

Comme les autres métaux du platine, l'osmium est un bon agent complexant et la chimie des composés d'osmium n'est pas moins diversifiée que, par exemple, celle du palladium ou du ruthénium.

Anhydride et autres

Sans aucun doute, le composé le plus important de l'osmium reste son tétroxyde OsO 4 , ou anhydride d'osmium. Comme l'osmium élémentaire, OsO 4 a des propriétés catalytiques ; OsO 4 est utilisé dans la synthèse du médicament moderne le plus important - la cortisone. Dans les études microscopiques des tissus animaux et végétaux, le tétroxyde d'osmium est utilisé comme préparation de coloration. OsO 4 est très toxique, il irrite fortement la peau, les muqueuses et est particulièrement nocif pour les yeux. Tout travail avec cette substance utile nécessite une extrême prudence.

Extérieurement, le tétroxyde d'osmium pur semble tout à fait ordinaire - des cristaux jaune pâle, solubles dans l'eau et le tétrachlorure de carbone. A une température d'environ 40°C (il existe deux modifications de OsO 4 avec des points de fusion proches), ils fondent, et à 130°C, le tétroxyde d'osmium bout.

Un autre oxyde d'osmium - OsO 2 - une poudre noire insoluble dans l'eau - n'a aucune signification pratique. Pas encore trouvé non plus application pratique et d'autres composés connus de l'élément n ° 76 - ses chlorures et fluorures, iodures et oxychlorures, sulfure OsS 2 et tellurure OsTe 2 - substances noires à structure pyrite, ainsi que de nombreux complexes et la plupart des alliages d'osmium. Les seules exceptions sont certains alliages de l'élément n° 76 avec d'autres métaux du platine, le tungstène et le cobalt. Leur principal consommateur est l'instrumentation.

Comment l'osmium est-il obtenu

L'osmium natif ne se trouve pas dans la nature. Il est toujours associé dans les minéraux à un autre métal du groupe du platine, l'iridium. Il existe tout un groupe de minéraux d'iridium osmique. Le plus commun d'entre eux est la nevyanskite, un alliage naturel de ces deux métaux. Il contient plus d'iridium, c'est pourquoi la nevyanskite est souvent appelée simplement osmium iridium. Mais un autre minéral - la sysertskite - est appelé osmium iridide - il contient plus d'osmium ... Ces deux minéraux sont lourds, avec un éclat métallique, et ce n'est pas surprenant - telle est leur composition. Et il va sans dire que tous les minéraux du groupe de l'iridium osmique sont très rares.

Parfois, ces minéraux se trouvent indépendamment, mais le plus souvent, l'osmium iridium fait partie du platine brut natif. Les principales réserves de ces minéraux sont concentrées en URSS (Sibérie, Oural), aux États-Unis (Alaska, Californie), en Colombie, au Canada et dans les pays d'Afrique du Sud.

Naturellement, l'osmium est extrait avec le platine, mais le raffinage de l'osmium diffère considérablement des méthodes d'isolement des autres métaux du platine. Tous, à l'exception du ruthénium, sont précipités à partir de solutions, tandis que l'osmium est obtenu par distillation de celui-ci par rapport au tétroxyde volatil.

Mais avant que OsO 4 ne soit distillé, l'iridium d'osmium doit être séparé du platine, puis l'iridium et l'osmium doivent être séparés.

Lorsque le platine est dissous dans l'eau régale, les minéraux du groupe de l'iridium osmique restent dans le sédiment : même ce solvant de tous les solvants ne peut vaincre ces alliages naturels les plus stables. Pour les mettre en solution, le précipité est allié avec huit fois plus de zinc - cet alliage est relativement facile à transformer en poudre. La poudre est frittée avec du peroxyde de baryum BaO 3 , puis la masse résultante est traitée avec un mélange d'acides nitrique et chlorhydrique directement dans l'appareil de distillation pour distiller OsO 4 .

Il est capté avec une solution alcaline et un sel de composition Na 2 OsO 4 est obtenu. Une solution de ce sel est traitée avec de l'hyposulfite, puis l'osmium est précipité avec du chlorure d'ammonium sous forme de sel de Fremy Cl 2 . Le précipité est lavé, filtré puis enflammé dans une flamme réductrice. On obtient ainsi de l'osmium spongieux encore insuffisamment pur.

Ensuite, il est purifié par traitement avec des acides (HF et HCl) et est encore réduit dans un four électrique sous un jet d'hydrogène. Après refroidissement, le métal est obtenu avec une pureté allant jusqu'à 99,9% O 3 .

C'est le schéma classique pour obtenir de l'osmium - un métal encore très peu utilisé, un métal très cher, mais très utile.

Plus il y en a, plus...Plus

L'osmium naturel se compose de sept isotopes stables avec des nombres de masse 184, 186 ... 190 et 192. Un schéma intéressant : plus le nombre de masse d'un isotope d'osmium est grand, plus il est commun. La part de l'isotope le plus léger, l'osmium-184, est de 0,018 % et celle du plus lourd, l'osmium-192, de 41 %. Parmi les isotopes radioactifs artificiels de l'élément 76, le plus long est l'osmium-194, avec une demi-vie d'environ 700 jours.

Carbonyles d'osmium

Ces dernières années, les chimistes et les métallurgistes s'intéressent de plus en plus aux carbonyles - des composés de métaux avec du CO, dans lesquels les métaux sont formellement zérovalents. Le nickel carbonyle est déjà assez largement utilisé en métallurgie, ce qui laisse espérer que d'autres composés similaires pourront éventuellement faciliter la production de certains matériaux de valeur. Deux carbonyles sont maintenant connus pour l'osmium. Os(CO) 5 pentacarbonyle est un liquide incolore dans des conditions normales (point de fusion 15°C). Obtenez-le à 300°C et 300 atm. du tétroxyde d'osmium et du monoxyde de carbone. A température et pression ordinaires, Os(CO) 5 se transforme progressivement en un autre carbonyle de la composition Os 3 (CO) 12, une substance cristalline jaune qui fond à 224°C. La structure de cette substance est intéressante : trois atomes d'osmium forment un triangle équilatéral avec des faces de 2,88 Ǻ de long, et quatre molécules de CO sont attachées à chaque sommet de ce triangle.

Les fluorures controversés et incontestés

"Les fluorures OsF 4 , OsF 6 , OsF 8 sont formés à partir d'éléments à 250...300°C... OsF 8 est le plus volatil de tous les fluorures d'osmium, bp. 47.5°"... Cette citation est tirée du volume III de la Brief Chemical Encyclopedia, publiée en 1964. Mais dans le volume III des Fondamentaux chimie générale» B.V. Nekrasov, publié en 1970, l'existence de l'octafluorure d'osmium OsF 8 est rejetée. Nous citons : « En 1913, deux fluorures d'osmium volatils ont été obtenus pour la première fois, décrits comme OsF 6 et OsF 8 . On l'a donc cru jusqu'en 1958, date à laquelle il s'est avéré qu'en réalité elles correspondent aux formules OsF 5 et OsF 6 . Ainsi, pendant 45 ans en vedette dans littérature scientifique OsF 8 n'a jamais existé. Des cas similaires de "fermeture" des connexions précédemment décrites ne sont pas si rares.

Notez que les éléments doivent aussi parfois être «fermés» ... Il reste à ajouter qu'en plus de ceux mentionnés dans la Brief Chemical Encyclopedia, un autre fluorure d'osmium a été obtenu - OsF 7 instable. Cette substance jaune pâle à des températures supérieures à –100°C se décompose en OsF 6 et en fluor élémentaire.

Basé sur des matériaux de n-t.ru

La physique à chaque étape Perelman Yakov Isidorovitch

Quel est le métal le plus lourd ?

Quel est le métal le plus lourd ?

Dans la vie de tous les jours, le plomb est considéré comme un métal lourd. Il est plus lourd que le zinc, l'étain, le fer, le cuivre, mais il ne peut toujours pas être qualifié de métal le plus lourd. Mercure, métal liquide, plus lourd que le plomb ; si vous jetez un morceau de plomb dans le mercure, il n'y coulera pas, mais flottera à la surface. On peut à peine soulever une bouteille d'un litre de mercure d'une seule main : elle pèse près de 14 kg. Cependant, le mercure n'est pas le métal le plus lourd : l'or et le platine sont une fois et demie plus lourds que le mercure.

Le record de lourdeur est battu par les métaux rares - iridium et osmium : ils sont presque trois fois plus lourds que le fer et plus de cent fois plus lourds que le liège ; il faudrait 110 fiches ordinaires pour équilibrer une fiche d'iridium ou d'osmium de même taille.

A titre indicatif, la gravité spécifique de certains métaux est donnée :

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1911 "Ernest Rutherford ... a fait le plus grand changement dans notre vision de la matière depuis l'époque de Démocrite." Physicien anglais ARTHUR EDDINGTON Qu'est-ce qui inquiète les scientifiques ? L'attaque contre l'atome s'est poursuivie avec une vigueur renouvelée.

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Quel est le métal le plus léger ? Les techniciens appellent «légers» tous les métaux qui sont deux fois ou plus plus légers que le fer. Le plus commun métal léger utilisé dans la technologie - l'aluminium, qui est trois fois plus léger que le fer. Le magnésium est encore plus léger : il est 1 1/2 fois plus léger que l'aluminium. DANS

Les métaux les plus lourds du monde

Métauxl'humanité a commencé à utiliser activement dès 3000-4000 av. Ensuite, les gens ont appris à connaître le plus très répandu parmi ceux-ci, c'est l'or, l'argent, le cuivre. Ces métaux étaient très faciles à trouver à la surface de la terre. Un peu plus tard, ils ont appris la chimie et ont commencé à en isoler des espèces telles que l'étain, le plomb et le fer. Au Moyen Âge, les types de métaux très toxiques ont gagné en popularité. L'arsenic était d'usage courant, avec lequel plus de la moitié de la cour royale de France était empoisonnée. Il en va de même pour le mercure, qui a aidé à guérir diverses maladies de l'époque, allant de l'amygdalite à la peste. Déjà avant le XXe siècle, plus de 60 métaux étaient connus, et au début du XXIe siècle - 90. Le progrès ne s'arrête pas et fait avancer l'humanité. Mais la question se pose, quel métal est lourd et l'emporte sur tout le reste ? Et en général, quels sont-ils, ces métaux les plus lourds du monde ?

De nombreux Ils pensent à tort que l'or et le plomb sont les métaux les plus lourds. Pourquoi est-ce arrivé exactement ? Beaucoup d'entre nous ont grandi avec de vieux films et ont vu comment le personnage principal utilise une plaque de plomb pour se protéger des balles vicieuses. De plus, les plaques de plomb sont encore utilisées aujourd'hui dans certains types de gilets pare-balles. Et au mot or, beaucoup de gens ont une image avec de lourds lingots de ce métal. Mais penser qu'ils sont les plus lourds est faux !

Pour déterminer le métal le plus lourd, il faut tenir compte de sa densité, car plus la densité d'une substance est élevée, plus elle est lourde.

TOP 10 les métaux les plus lourds du monde

1. Osmium (22,62 g/cm3),

2. (22,53g/cm3),

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

4. Rhénium (21,01g/cm3),

5. Neptunium (20,48 g/cm3),

6. Plutonium (19,85g/cm3),

7. Or (19,85 g/cm3)

8. Tungstène (19,21 g/cm 3),

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

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

ET où est le cochon? Et il se situe beaucoup plus bas dans cette liste, au milieu de la deuxième dizaine.

Osmium Et iridium - les métaux les plus lourds du monde

Considérer principaux poids lourds qui se partagent les 1ère et 2ème places. Commençons par l'iridium et disons en même temps merci au scientifique anglais Smithson Tennat, qui en 1803 a reçu cet élément chimique du platine, où il était présent avec l'osmium en tant qu'impureté. à partir de le grec ancien peut être traduit par "arc-en-ciel". Le métal a une couleur blanche avec une teinte argentée et peut être appelé non seulement lourd, mais aussi le plus durable. Il y en a très peu sur notre planète et seulement jusqu'à 10 000 kg sont extraits par an. On sait que la plupart des gisements d'iridium se trouvent sur les sites d'impacts de météorites. Certains scientifiques arrivent à la conclusion que ce métal était auparavant répandu sur notre planète, cependant, en raison de son poids, il se rapprochait constamment du centre de la Terre. est maintenant largement demandé dans l'industrie et est utilisé pour produire de l'énergie électrique. Les paléontologues aiment aussi l'utiliser et, à l'aide de l'iridium, ils déterminent l'âge de nombreuses découvertes. De plus, ce métal peut être utilisé pour recouvrir certaines surfaces. Mais c'est difficile à faire.

Plus loin considérer . C'est le plus lourd du tableau périodique de Mendeleev, enfin, respectivement, et le métal le plus lourd du monde. L'osmium est blanc étain avec une teinte bleue et a également été découvert par Smithson Tennat en même temps que l'iridium. L'osmium est presque impossible à traiter et se trouve principalement sur les sites d'impacts de météorites. Ça sent mauvais, ça sent le mélange de chlore et d'ail. Et avec le grec ancien se traduit par "odeur". Le métal est assez réfractaire et est utilisé dans les ampoules et autres appareils en métal réfractaire. Pour un seul gramme de cet élément, il faut débourser plus de 10 000 dollars, d'où il ressort que le métal est très rare.

Osmium

Commentne le dites pas, les métaux les plus lourds sont très rares et donc chers. Et nous devons nous rappeler pour l'avenir que ni l'or ni le plomb ne sont les métaux les plus lourds du monde ! et - voici les gagnants en poids !

Le platine est un métal lourd, doux et blanc argenté.

Le rhénium est un métal dur dense, blanc argenté.

Le neptunium est un métal mou radioactif blanc argenté.

L'utilisation des métaux dans la vie quotidienne a commencé à l'aube du développement humain, et le cuivre a été le premier métal, car il est disponible dans la nature et peut être facilement traité. Pas étonnant que les archéologues lors des fouilles trouvent divers produits et ustensiles ménagers fabriqués à partir de ce métal. Au cours de l'évolution, les gens ont progressivement appris à combiner divers métaux, obtenant de plus en plus d'alliages durables adaptés à la fabrication d'outils, puis d'armes. A notre époque, les expériences se poursuivent, grâce auxquelles il est possible d'identifier les métaux les plus durables au monde.

10.

• haute résistance spécifique;
• résistance aux hautes températures;
• faible densité;
• résistance à la corrosion;
• mécanique et résistance chimique.

Le titane est utilisé dans l'industrie militaire, la médecine aéronautique, la construction navale et d'autres domaines de production.

9.

L'élément le plus célèbre, qui est considéré comme l'un des métaux les plus forts au monde, et dans des conditions normales est un métal faiblement radioactif. Dans la nature, on le trouve à la fois à l'état libre et dans les roches sédimentaires acides. Il est assez lourd, largement distribué dans le monde et possède des propriétés paramagnétiques, une flexibilité, une malléabilité et une plasticité relative. L'uranium est utilisé dans de nombreux domaines de production.

8.

Connu comme le métal le plus réfractaire de tous les métaux existants, il fait partie des métaux les plus résistants au monde. C'est un élément de transition solide d'une couleur gris argenté brillante. Possède une grande durabilité, une excellente infusibilité, une résistance aux influences chimiques. En raison de ses propriétés, il peut être forgé et étiré en un fil fin. Connu sous le nom de filament de tungstène.

7.

Parmi les représentants de ce groupe, il est considéré comme un métal de transition de haute densité, de couleur blanc argenté. Il est présent dans la nature sous sa forme pure, mais se trouve dans les matières premières de molybdène et de cuivre. Il présente une dureté et une densité élevées et une excellente réfractarité. Il a une résistance accrue, qui n'est pas perdue avec les changements de température répétés. Le rhénium appartient aux métaux chers et a un coût élevé. Utilisé dans technologie moderne et électronique.

6.

Métal blanc argenté brillant avec une teinte légèrement bleutée, il appartient au groupe du platine et est considéré comme l'un des métaux les plus durables au monde. Semblable à l'iridium, il a une densité atomique élevée, une résistance et une dureté élevées. L'osmium appartenant aux métaux du platine, il possède des propriétés similaires à l'iridium : réfractarité, dureté, fragilité, résistance aux influences mécaniques, ainsi qu'à l'influence des environnements agressifs. A trouvé une large application dans la chirurgie, la microscopie électronique, l'industrie chimique, la technologie des fusées, les équipements électroniques.

5.

Appartient au groupe des métaux et est un élément gris clair avec une dureté relative et une toxicité élevée. En raison de ses propriétés uniques, le béryllium est utilisé dans une grande variété d'industries :

• Pouvoir nucléaire;
• génie aérospatial;
• métallurgie;
• technologie laser;
• énergie nucléaire.

En raison de sa dureté élevée, le béryllium est utilisé dans la production d'alliages d'alliage et de matériaux réfractaires.

4.

Le chrome est le suivant dans le top dix des métaux les plus durables au monde - un métal blanc bleuté dur et à haute résistance qui résiste aux alcalis et aux acides. Il se produit naturellement sous sa forme pure et est largement utilisé dans diverses industries science, technologie et production. Chrome Utilisé pour créer divers alliages utilisés dans la fabrication d'équipements de traitement médicaux et chimiques. En combinaison avec le fer, il forme un alliage de ferrochrome, qui est utilisé dans la fabrication d'outils de coupe des métaux.

3.

Le tantale mérite le bronze dans le classement, car c'est l'un des métaux les plus durables au monde. C'est un métal argenté avec une dureté et une densité atomique élevées. En raison de la formation d'un film d'oxyde à sa surface, il a une teinte de plomb.

Les propriétés distinctives du tantale sont sa haute résistance, sa réfractarité, sa résistance à la corrosion et aux environnements agressifs. Le métal est un métal assez ductile et peut être facilement usiné. Aujourd'hui, le tantale est utilisé avec succès:

• dans l'industrie chimique;
• dans la construction de réacteurs nucléaires ;
• dans la production métallurgique;
• lors de la création d'alliages résistants à la chaleur.

2.

La deuxième ligne du classement des métaux les plus durables au monde est occupée par le ruthénium - un métal argenté appartenant au groupe du platine. Sa caractéristique est la présence dans la composition du tissu musculaire d'organismes vivants. Les propriétés précieuses du ruthénium sont sa résistance élevée, sa dureté, son caractère réfractaire, sa résistance chimique et sa capacité à former des composés complexes. Le ruthénium est considéré comme un catalyseur pour de nombreux réactions chimiques, sert de matériau pour la fabrication d'électrodes, de contacts, de pointes acérées.

1.

Le classement des métaux les plus durables au monde est dirigé par l'iridium - un métal blanc argenté, dur et réfractaire qui appartient au groupe du platine. Dans la nature, un élément à haute résistance est extrêmement rare et est souvent associé à l'osmium. En raison de sa dureté naturelle, il est difficile à usiner et présente une grande résistance aux chocs. chimique. L'iridium réagit très difficilement aux effets des halogènes et du peroxyde de sodium.

Ce métal joue un rôle important dans la vie de tous les jours. Il est ajouté au titane, au chrome et au tungstène pour améliorer la résistance aux environnements acides, utilisé dans la fabrication de papeterie, utilisé en joaillerie pour créer des bijoux. Le coût de l'iridium reste élevé en raison de sa présence limitée dans la nature.

Actuellement, 126 éléments chimiques sont déjà connus. Mais le plus lourd d'entre eux est considéré comme l'Osmium (Os) et l'Iridium (Ir). Ces deux éléments sont des métaux de transition et appartiennent au groupe du platine. Leurs numéros de série dans le système périodique de I.P. Mendeleev 76 et 77, respectivement. Étant très durs, les deux métaux peuvent être comparés en densité l'un à l'autre. En effet, les valeurs de densité ont été dérivées purement théoriquement (22,562 g/cm³ (Ir) et 22,587 g/cm³ (Os)). Et avec de tels calculs, il y a toujours une erreur (± 0,009 g/cm³ pour les deux calculs).

Historique de la découverte

La découverte de ces éléments est associée au nom du scientifique anglais S. Tennant. En 1803 il a étudié les propriétés du platine. Et lors de la réaction de ce métal avec un mélange d'acides ("aqua regia"), un précipité insoluble a été isolé, constitué d'impuretés. En étudiant cette substance, S. Tennant a distingué de nouveaux éléments, qu'il a appelés "iridium" et "osmium".
Le nom "iridium" ("arc-en-ciel") a été donné à l'élément parce que ses sels avaient une variété de couleurs. Et "osmium" ("odeur") a été ainsi nommé en raison de l'odeur forte, proche de l'ozone, de l'oxyde d'osmium OsO4.

Propriétés

L'osmium et l'iridium sont presque impossibles à traiter. Avoir un très haute température fusion. Sous leur forme compacte, ils ne réagissent pas avec les milieux actifs tels que les acides, les alcalis ou les mélanges d'acides. Ces propriétés sont observées pour l'osmium à des températures jusqu'à 100°C, et pour l'iridium jusqu'à 400°C.

Diffusion

La forme la plus couramment extraite de ces éléments est l'osmium iridium. Cet alliage se trouve principalement dans les régions où l'on extrait du platine naturel et de l'or. Un autre endroit où l'iridium et l'osmium sont souvent trouvés sont les météorites de fer. L'osmium sans iridium n'est presque jamais trouvé dans la nature. Alors que l'iridium se trouve en combinaison avec d'autres métaux. Par exemple, dans les composés avec du ruthénium ou du rhodium. Cependant, l'iridium reste l'un des éléments chimiques les plus rares de notre planète. Sa production industrielle dans le monde ne dépasse pas 3 tonnes par an.
À l'heure actuelle, les régions qui sont les principales sources d'extraction d'iridium et d'osmium sont la Californie, l'Alaska (États-Unis), la Sibérie (Russie), le Bushveld (Afrique du Sud), l'Australie, la Nouvelle-Guinée et le Canada.

Photos des métaux les plus lourds

Vidéo des métaux les plus lourds