Osmium VS Iridium

Diskusijos apie tai, kuris iš dviejų periodinės lentelės elementų yra sunkesnis, vis dar nesiliauja. Dėl šios teisės varžosi du sunkiausi lentelės elementai – Osmium (76) ir Iridium (77). Abiejų elementų tankis apytiksliai lygus 22,6 g/cm 3 .

Skirtingai nuo aiškaus lyderio, tarp lengvųjų metalų, su sunkiaisiais metalais, viskas nėra taip paprasta. Todėl apsvarstykite abu šiuos metalus.

Iridiumas

Praėjo daugiau nei du šimtmečiai nuo tada, kai pasirodė pirmoji informacija apie platiną – baltąjį metalą iš Pietų Amerikos. Ilgą laiką žmonės buvo tikri, kad tai grynas metalas, kaip ir auksas. Tik pačioje XIX amžiaus pradžioje. Wollastonas sugebėjo išskirti paladį ir rodį nuo vietinės platinos, o 1804 m. Tennantas, tyrinėdamas juodąsias nuosėdas, likusias ištirpus vietinei platinai vandens regijoje, aptiko jose dar du elementus. Vieną iš jų jis pavadino osmiu, o antrąjį – iridžiu. Šio elemento druskos skirtingomis sąlygomis buvo nudažytos skirtingomis spalvomis. Ši savybė buvo pavadinimo pagrindas: graikų kalba žodis ιρις reiškia „vaivorykštė“.

rusų chemikas

1841 metais garsus rusų chemikas profesorius Karlas Karlovičius Klausas pradėjo tirti vadinamąsias platinos liekanas, t.y. netirpios liekanos, likusios po neapdorotos platinos apdorojimo aqua regia. „Pačioje darbo pradžioje, – rašė Klausas, – buvau nustebintas savo palaikų gausa, nes iš jų, be 10% platinos, ištraukiau nemažą kiekį iridžio, rodžio, osmio, keletą paladžio ir ypatingo turinio įvairių metalų mišinys“...

Klausas informavo kasybos instituciją apie palaikų turtus. Valdžia susidomėjo Kazanės mokslininko atradimu, kuris žadėjo didelę naudą. Iš platinos tuo metu buvo nukaldinta moneta ir gaunama taurusis metalas iš likučių atrodė labai daug žadantis. Po metų Sankt Peterburgo monetų kalykla Klausui padovanojo pusę pudo likučių. Tačiau pasirodė, kad juose stinga platinos, ir mokslininkas nusprendė su jais atlikti tyrimą, „įdomų mokslui“.

„Dvejus metus, – rašė Klausas, – nuolat užsiėmiau šiais sunkiais, ilgais ir net žalingais tyrimais, o 1845 m. išleidau darbą „Cheminis Uralo platinos rūdos ir rutenio metalo liekanų tyrimas“. Tai buvo pirmasis sistemingas platinos analogų savybių tyrimas. Pirmiausia buvo aprašyta ir Cheminės savybės iridžio.

Klausas pažymėjo, kad su iridžiu jis susidūrė daugiau nei su kitais platinos grupės metalais. Skyriuje apie iridį jis atkreipė dėmesį į netikslumus, kuriuos padarė Berzelius nustatydamas pagrindines šio elemento konstantas, ir paaiškino šiuos netikslumus tuo, kad gerbiamas mokslininkas dirbo su iridžiu, kuriame yra rutenio priemaišos, tuomet dar nežinomo chemikams. ir atrado tik „chemiškai tiriant Uralo platinos rūdos ir rutenio metalo liekanas.

Kas jis, iridiumas?

Elemento #77 atominė masė yra 192,2. Periodinėje lentelėje jis yra tarp osmio ir platinos. O gamtoje jis randamas daugiausia osminio iridžio pavidalu - dažnas vietinės platinos palydovas. Gamtoje nėra vietinio iridžio.

Iridis yra sidabriškai baltas metalas, labai kietas, sunkus ir patvarus. „International Nickel & Co“ duomenimis, tai yra sunkiausias elementas: jo tankis yra 22,65 g/cm 3 , o jo nuolatinio palydovo osmio tankis yra antras pagal svorį – 22,61 g/cm 3 . Tiesa, dauguma tyrinėtojų laikosi kitokio požiūrio: jie mano, kad iridis vis tiek yra šiek tiek lengvesnis už osmį.

Natūrali iridžio (dar žinomo kaip platinoido!) savybė yra didelis atsparumas korozijai. Jo neveikia rūgštys nei normalioje, nei aukštesnėje temperatūroje. Net garsusis aqua regia monolitinis iridis yra „per kietas“. Tik išsilydę šarmai ir natrio peroksidas sukelia elemento #77 oksidaciją.

Iridis yra atsparus halogenams. Su jais reaguoja labai sunkiai ir tik esant aukštai temperatūrai. Chloras su iridžiu sudaro keturis chloridus: IrCl, IrCl 2, IrCl 3 ir IrCl 4. Iridžio trichloridas lengviausiai gaunamas iš iridžio miltelių, patalpintų į chloro srovę 600°C temperatūroje. Vienintelis halogeno junginys, kuriame iridis yra šešiavalentis, yra fluoridas IrF 6 . Smulkiai sumaltas iridis oksiduojamas 1000°C temperatūroje deguonies srove ir, priklausomai nuo sąlygų, galima gauti kelis skirtingos sudėties junginius.

Kaip ir visi platinos grupės metalai, iridis sudaro kompleksines druskas. Tarp jų yra druskų su kompleksiniais katijonais, pavyzdžiui, Cl 3, ir druskų su kompleksiniais anijonais, pavyzdžiui, K 3 3H 2 O. Kaip kompleksą formuojantis agentas iridis yra panašus į savo kaimynus pagal periodinę lentelę.

Grynas iridis gaunamas iš natūralaus osmio iridžio ir iš platinos rūdų liekanų (iš jų išgavus platiną, osmis, paladis ir rutenis). Iridžio gavimo technologijos neišsiplėsime, skaitydami straipsnius „Rodis“, „Osmium“ ir „Platina“.

Iridis gaunamas miltelių pavidalu, kuris vėliau spaudžiamas į pusgaminius ir legiruojamas arba milteliai išlydomi elektrinėse krosnyse argono atmosferoje. Grynas iridis gali būti padirbtas karštas, tačiau esant įprastoms temperatūroms jis yra trapus ir neveikiantis.

Iridiumas veikia

Iš gryno iridio gaminami tigliai laboratoriniams tikslams ir kandikliai, skirti pūsti ugniai atsparų stiklą. Žinoma, kaip dangą galite naudoti iridį. Tačiau čia yra sunkumų. Įprastu elektrolitiniu būdu iridis sunkiai dedamas ant kito metalo, o danga gana biri. Geriausias elektrolitas būtų sudėtingas iridžio heksachloridas, tačiau jis yra nestabilus vandeniniame tirpale ir net šiuo atveju dangos kokybė palieka daug norimų rezultatų.

Sukurtas iridžio dangų gamybos elektrolitiniu būdu iš išlydyto kalio ir natrio cianidų 600°C temperatūroje metodas. Tokiu atveju susidaro tanki iki 0,08 mm storio danga.

Iridžio dangas apkalimu gauti yra mažiau pastangų. Ant netauriojo metalo uždedamas plonas metalinės dangos sluoksnis, o tada šis „sumuštinis“ nusileidžia karštas presas. Tokiu būdu gaunami iridžiu padengti volframo ir molibdeno laidai. Ruošinys, pagamintas iš molibdeno arba volframo, įkišamas į iridžio vamzdelį ir kaliamas karštoje būsenoje, o po to tempiamas iki norimo storio 500...600°C temperatūroje. Šis laidas naudojamas vakuuminių vamzdžių valdymo tinkleliams gaminti.

Cheminėmis priemonėmis galima dengti iridžio dangas ant metalų ir keramikos. Tam gaunamas kompleksinės iridžio druskos tirpalas, pavyzdžiui, su fenoliu ar kita organine medžiaga. Tokiu tirpalu tepamas gaminio paviršius, kuris vėliau įkaitinamas iki 350...400°C kontroliuojamoje atmosferoje, t.y. atmosferoje su kontroliuojamu redokso potencialu. Tokiomis sąlygomis organinės medžiagos išgaruoja arba perdega, o ant gaminio lieka iridžio sluoksnis.

Tačiau dangos nėra pagrindinis iridžio panaudojimas. Šis metalas pagerina kitų metalų mechanines ir fizikines bei chemines savybes. Paprastai jis naudojamas siekiant padidinti jų stiprumą ir kietumą. 10% iridžio pridėjimas prie gana minkštos platinos beveik trigubai padidina jos kietumą ir tempimo stiprumą. Padidinus iridžio kiekį lydinyje iki 30%, lydinio kietumas nelabai padidės, tačiau tempiamasis stipris vėl padvigubės – iki 99 kg/mm ​​2. Kadangi tokie lydiniai pasižymi išskirtiniu atsparumu korozijai, iš jų gaminami karščiui atsparūs tigliai, galintys atlaikyti stiprią šilumą agresyvioje aplinkoje. Tokiuose tigliuose ypač auginami lazerinės technologijos kristalai. Platinos-iridžio lydiniai vilioja ir juvelyrus – iš šių lydinių pagaminti papuošalai yra gražūs ir beveik nesidėvi. Standartai taip pat gaminami iš platinos ir iridžio lydinio, kartais chirurginio instrumento.

Spdavy iridis

Ateityje iridžio ir platinos lydiniai gali tapti ypač svarbūs vadinamojoje žemos srovės technologijoje kaip ideali kontaktinė medžiaga. Kiekvieną kartą užmezgus ir atidarius paprastą varinį kontaktą, atsiranda kibirkštis; dėl to vario paviršius gana greitai oksiduojasi. Didelės srovės kontaktoriuose, pavyzdžiui, elektros varikliams, šis reiškinys darbui nelabai kenkia: kontaktinis paviršius karts nuo karto nuvalomas švitriniu popieriumi ir kontaktorius vėl paruoštas darbui. Tačiau kai kalbame apie silpnos srovės įrangą, pavyzdžiui, ryšių technologijose, plonas vario oksido sluoksnis labai stipriai veikia visą sistemą, todėl srovei sunku praeiti per kontaktą. Būtent šiuose įrenginiuose įjungimo dažnis yra ypač didelis – užtenka atšaukti automatines telefono stotis (automatines telefono stotis). Čia į pagalbą ateina ugniai atsparūs platinos-iridžio kontaktai – jie gali tarnauti beveik amžinai! Gaila tik, kad šie lydiniai labai brangūs ir kol kas jų neužtenka.

Iridžio dedama ne tik į platiną. Nedideli elemento Nr.77 priedai prie volframo ir molibdeno padidina šių metalų stiprumą aukštoje temperatūroje. Nedidelis iridžio pridėjimas prie titano (0,1%) smarkiai padidina jo ir taip didelį atsparumą rūgštims. Tas pats pasakytina apie chromą. Termoporos, pagamintos iš iridžio ir iridžio-rodžio lydinio (40 % rodžio), patikimai veikia aukštoje temperatūroje oksiduojančioje atmosferoje. Iridžio ir osmio lydinys naudojamas plunksnakočių antgalių ir kompaso adatų litavimo taškams gaminti.

Apibendrinant galima teigti, kad metalinis iridis naudojamas daugiausia dėl jo pastovumo – metalo gaminių matmenys, jo fizinės ir cheminės savybės yra pastovios ir, galima sakyti, yra pastovios aukščiausiame lygyje.

Rezervai Žemėje

Kaip ir kiti VIII grupės metalai, iridis gali būti naudojamas chemijos pramonė kaip katalizatorius. Iridžio-nikelio katalizatoriai kartais naudojami propilenui gaminti iš acetileno ir metano. Iridis buvo platinos katalizatorių dalis azoto oksidų susidarymui (gaunant azoto rūgštį). Vieną iš iridžio oksidų IrO 2 buvo bandoma panaudoti porceliano pramonėje kaip juodus dažus. Bet šie dažai per brangūs...

Iridžio atsargos Žemėje nedidelės, jo kiekis žemės plutoje skaičiuojamas milijonosiomis procento dalimis. Šio elemento gamyba taip pat nedidelė – ne daugiau kaip tona per metus. Visame pasaulyje!

Šiuo atžvilgiu sunku manyti, kad laikui bėgant iridžio likimas pasikeis dramatiškai – jis amžinai išliks retu ir brangiu metalu. Tačiau ten, kur jis naudojamas, jis tarnauja nepriekaištingai, o šis unikalus patikimumas yra garantija, kad ateities mokslas ir pramonė neapsieis be iridžio.

Iridžio sargas

Daugelyje chemijos ir metalurgijos pramonės šakų, pavyzdžiui, aukštakrosnėse, labai svarbu žinoti kietųjų dalelių kiekį užpilduose. Paprastai tokiam valdymui naudojami didelių gabaritų zondai, pakabinami ant specialių zondo gervių. V pastaraisiais metais zondus pradėjo keisti nedidelio dydžio konteineriai su dirbtiniu radioaktyviu izotopu – iridžiu-192. 192 Ir branduoliai skleidžia didelės energijos gama spindulius; izotopo pusinės eliminacijos laikas yra 74,4 dienos. Dalį gama spindulių sugeria mišinys, o spinduliuotės imtuvai fiksuoja srauto susilpnėjimą. Pastarasis yra proporcingas atstumui, kurį spinduliai nukeliauja mišinyje. Iridium-192 taip pat sėkmingai naudojamas kontrolei suvirinimo siūlės; su jo pagalba ant plėvelės aiškiai pritvirtinamos visos neapdorotos vietos ir pašaliniai intarpai. Gama defektų detektoriai su iridžiu-192 taip pat naudojami gaminių iš plieno ir aliuminio lydinių kokybei kontroliuoti.

Mössbauer efektas

1958 metais jaunas fizikas iš Vokietijos Rudolfas Mössbaueris padarė atradimą, kuris patraukė visų pasaulio fizikų dėmesį. Mössbauerio atrastas efektas leido stebėtinai tiksliai išmatuoti labai silpnus branduolinius reiškinius. Praėjus trejiems metams po atradimo, 1961 m., Mössbaueris gavo už savo darbą Nobelio premija. Pirmą kartą šis poveikis buvo aptiktas iridžio-192 izotopo branduoliuose.

Širdis plaka greičiau

Vienas iš įdomiausių pastarųjų metų platinos ir iridžio lydinių pritaikymo būdų yra elektrinių širdies stimuliatorių gamyba iš jų. Paciento, sergančio krūtinės angina, širdį implantuojami elektrodai su platinos-iridžio spaustukais. Elektrodai yra prijungti prie imtuvo, kuris taip pat yra paciento kūne. Generatorius su žiedine antena yra išorėje, pavyzdžiui, paciento kišenėje. Žiedinė antena sumontuota ant korpuso priešais imtuvą. Pacientas pajutęs, kad artėja krūtinės anginos priepuolis, įjungia generatorių. Žiedinė antena priima impulsus, kurie perduodami į imtuvą, o iš jo – į platinos-pridžio elektrodus. Elektrodai, perduodami impulsus nervams, aktyviau plaka širdį. Dabar SSRS daugelyje greitosios medicinos pagalbos stočių yra įrengti panašūs generatoriai. Sustojus širdžiai, raktikaulinėje venoje padaromas pjūvis, į ją įkišamas su generatoriumi prijungtas elektrodas, generatorius įjungiamas ir po kelių minučių širdis vėl pradeda dirbti.

Izotopai – stabilūs ir nestabilūs

Ankstesnėse pastabose gana daug buvo pasakyta apie radioizotopą iridžio-192, kuris naudojamas daugelyje prietaisų ir netgi įtrauktas į svarbų mokslinį atradimą. Bet, be iridžio-192, šis elementas turi dar 14 radioaktyvių izotopų, kurių masės skaičiai nuo 182 iki 198. Sunkiausias izotopas tuo pačiu yra trumpiausias, jo pusinės eliminacijos laikas yra trumpesnis nei minutė. Izotopas iridžio-183 įdomus tik tuo, kad jo pusinės eliminacijos laikas yra lygiai viena valanda. Iridis turi tik du stabilius izotopus. Sunkesnio iridžio-193 dalis natūraliame mišinyje sudaro 62,7%. Šviesojo iridžio-191 dalis atitinkamai sudaro 37,3%.

Naudingi chloridai

Chloriridatai yra sudėtingi keturiavalenčio iridžio chloridai; jų bendroji formulė yra Me 2 . Dėl chloriridatų iš esmės galima užtikrintai atskirti tokių panašių elementų junginius kaip natris ir kalis. Natrio chloridas tirpsta vandenyje, bet kalio chloridas praktiškai netirpus. Tačiau tokiai operacijai chloridai yra per brangūs, nes originalus iridis yra brangus. Tačiau tai nereiškia, kad chloriridatai paprastai yra nenaudingi. Iridžio gebėjimas sudaryti šiuos junginius naudojamas elementui #77 izoliuoti iš platinos metalų mišinio.

Jei žvelgiant iš praktikos, elementas Nr. 76 tarp kitų platinos metalų atrodo gana įprastas, tai klasikinės chemijos (pabrėžiame, klasikinės neorganinės, o ne kompleksinių junginių chemijos) požiūriu šis elementas yra labai reikšmingas.

Visų pirma, jam, skirtingai nei daugumai VIII grupės elementų, būdingas valentas 8+ ir su deguonimi jis sudaro stabilų tetroksidą OsO 4. Tai savotiškas junginys ir, matyt, neatsitiktinai elementas Nr. 76 gavo pavadinimą pagal vieną iš jam būdingų tetroksido savybių.

Osmis aptinkamas pagal kvapą

Toks teiginys gali pasirodyti paradoksalus: juk kalbame ne apie halogeną, o apie platininį metalą...

Keturių iš penkių platinoidų atradimo istorija siejama su dviejų anglų mokslininkų, dviejų amžininkų, vardais. William Wollaston 1803...1804 m atrado paladį ir rodį, o kitas anglas Smithsonas Tennantas (1761 ... 1815), 1804 m. – iridį ir osmį. Bet jei Wollastonas rado abu „savo“ elementus toje neapdorotos platinos dalyje, kuri buvo ištirpinta vandenyje, tada Tennantui pasisekė dirbant su netirpiomis liekanomis: kaip paaiškėjo, tai buvo natūralus iridžio ir osmio lydinys.

Tą pačią liekaną tyrė trys žinomi prancūzų chemikai – Collet-Descoti, Fourcroix ir Vauquelin. Jie pradėjo savo tyrimus dar prieš Tennantą. Kaip ir jis, jie stebėjo juodų dūmų išsiskyrimą, kai ištirpo žaliavinė platina. Kaip ir jam, jiems, sulydžius netirpią likutį su kaustiniu kaliu, pavyko gauti junginių, kuriuos dar pavyko ištirpinti. Fourcroix ir Vauquelin buvo taip įsitikinę, kad netirpiose neapdorotos platinos liekanose yra naujas elementas kad iš anksto jam suteikė vardą – pten – iš graikų πτηνος – sparnuotas. Tačiau tik Tennantui pavyko atskirti šią likutį ir įrodyti dviejų naujų elementų – iridžio ir osmio – egzistavimą.

Elemento #76 pavadinimas kilęs iš graikų kalbos žodžio οσμη, reiškiančio „kvapas“. Nemalonus dirginantis kvapas, panašus į chloro ir česnako kvapus vienu metu, atsirado ištirpus osmiridžio susiliejimo su šarmu produktui. Šio kvapo nešiklis buvo osmio anhidridas arba osmio tetroksidas OsO 4 . Vėliau paaiškėjo, kad ir pats osmis gali kvepėti taip pat, nors ir daug silpniau. Smulkiai sumaltas, jis palaipsniui oksiduojasi ore, virsdamas OsO 4 ...

Osmio metalas

Osmis yra alavo baltas metalas su pilkšvai melsvu atspalviu. Jis yra sunkiausias iš visų metalų (jo tankis 22,6 g/cm3) ir vienas kiečiausių. Tačiau osmio kempinę galima sumalti į miltelius, nes ji yra trapi. Osmis lydosi maždaug 3000 ° C temperatūroje, o jo virimo temperatūra dar nėra tiksliai nustatyta. Manoma, kad jis yra maždaug 5500 ° C temperatūroje.

Didelis osmio kietumas (7,0 pagal Moso skalę) tikriausiai yra viena iš plačiausiai naudojamų jo fizinių savybių. Osmis yra įtrauktas į kietųjų lydinių, turinčių didžiausią atsparumą dilimui, sudėtį. Brangiuose plunksnakočiuose pieštuko antgalis lituojamas iš osmio lydinių su kitais platinos metalais arba volframu ir kobaltu. Panašūs lydiniai naudojami mažoms tiksliųjų matavimo priemonių dalims, kurios gali susidėvėti, gaminti. Mažas – nes osmis nėra plačiai paplitęs (5 10 -6% žemės plutos masės), išsibarstę ir brangūs. Tai taip pat paaiškina ribotą osmio naudojimą pramonėje. Tai tinka tik ten, kur su nedideliu metalo kiekiu galite pasiekti didelį efektą. Pavyzdžiui, chemijos pramonėje, kuri bando naudoti osmį kaip katalizatorių. Organinių medžiagų hidrinimo reakcijose osmio katalizatoriai yra dar efektyvesni nei platininiai.

Keletas žodžių apie osmio padėtį tarp kitų platinos metalų. Išoriškai jis mažai skiriasi nuo jų, tačiau būtent osmis turi aukščiausią lydymosi ir virimo temperatūrą tarp visų šios grupės metalų, būtent jis yra sunkiausias. Jis taip pat gali būti laikomas mažiausiai „kilniausiu“ iš platinoidų, nes jį oksiduoja atmosferos deguonis jau kambario temperatūroje (smulkiai susmulkintas). O osmis yra pats brangiausias iš visų platinos metalų. Jei 1966 metais platina pasaulinėje rinkoje buvo vertinama 4,3 karto brangiau už auksą, o iridis – 5,3 karto, tai panašus osmio koeficientas buvo 7,5.

Kaip ir kiti platinos metalai, osmis turi keletą valentingumo: 0, 2+, 3+, 4+, 6+ ir 8+. Dažniausiai galite rasti tetra- ir šešiavalenčio osmio junginių. Bet kai sąveikauja su deguonimi, jo valentingumas yra 8+.

Kaip ir kiti platinos metalai, osmis yra geras kompleksus formuojantis agentas, o osmio junginių chemija ne mažiau įvairi nei, tarkime, paladžio ar rutenio.

Anhidridas ir kt

Neabejotinai svarbiausias osmio junginys išlieka jo tetroksidas OsO 4 arba osmio anhidridas. Kaip ir elementinis osmis, OsO 4 turi katalizinių savybių; OsO 4 naudojamas svarbiausio šiuolaikinio vaisto – kortizono – sintezei. Mikroskopiniuose gyvūnų ir augalų audinių tyrimuose osmio tetroksidas naudojamas kaip dažymo preparatas. OsO 4 yra labai toksiškas, stipriai dirgina odą, gleivines ir ypač kenkia akims. Bet koks darbas su šia naudinga medžiaga reikalauja ypatingo atsargumo.

Išoriškai grynas osmio tetroksidas atrodo gana įprastas - šviesiai geltoni kristalai, tirpūs vandenyje ir anglies tetrachloride. Maždaug 40°C temperatūroje (yra dvi OsO 4 modifikacijos, kurių lydymosi temperatūra yra artima) jie tirpsta, o 130°C temperatūroje osmio tetroksidas užverda.

Kitas osmio oksidas – OsO 2 – vandenyje netirpūs juodi milteliai – neturi praktinės reikšmės. Taip pat dar nerasta praktinis pritaikymas ir kiti žinomi elemento Nr. 76 junginiai – jo chloridai ir fluoridai, jodidai ir oksichloridai, OsS 2 sulfidas ir OsTe 2 teluridas – juodos pirito struktūros medžiagos, taip pat daugybė kompleksų ir dauguma osmio lydinių. Vienintelės išimtys yra kai kurie elemento Nr. 76 lydiniai su kitais platinos metalais, volframu ir kobaltu. Pagrindinis jų vartotojas yra prietaisai.

Kaip gaunamas osmis

Natūralaus osmio gamtoje nėra. Jis visada mineraluose siejamas su kitu platinos grupės metalu – iridiu. Yra visa grupė osminio iridžio mineralų. Labiausiai paplitęs iš jų yra nevyanskitas, natūralus šių dviejų metalų lydinys. Jame yra daugiau iridžio, todėl nevyanskitas dažnai vadinamas tiesiog osmiu iridžiu. Tačiau kitas mineralas – sistertskite – vadinamas irididiniu osmiu – jame daugiau osmio... Abu šie mineralai yra sunkūs, su metaliniu blizgesiu, ir tai nenuostabu – tokia jų sudėtis. Ir savaime suprantama, kad visi osminio iridžio grupės mineralai yra labai reti.

Kartais šie mineralai randami atskirai, tačiau dažniau osmio iridis yra natūralios neapdorotos platinos dalis. Pagrindinės šių naudingųjų iškasenų atsargos telkiasi SSRS (Sibire, Urale), JAV (Aliaska, Kalifornijoje), Kolumbijoje, Kanadoje, Pietų Afrikos šalyse.

Natūralu, kad osmis kasamas kartu su platina, tačiau osmio rafinavimas labai skiriasi nuo kitų platinos metalų išskyrimo metodų. Visi jie, išskyrus rutenį, nusodinami iš tirpalų, o osmis gaunamas distiliuojant jį lakiojo tetroksido atžvilgiu.

Tačiau prieš distiliuojant OsO 4, osmio iridis turi būti atskirtas nuo platinos, o tada iridis ir osmis turi būti atskirti.

Kai platina ištirpinama vandens regijoje, osminio iridžio grupės mineralai lieka nuosėdose: net šis visų tirpiklių tirpiklis negali įveikti šių stabiliausių natūralių lydinių. Kad jos ištirptų, nuosėdos legiruojamos aštuonis kartus didesniu cinko kiekiu – šį lydinį gana lengva paversti milteliais. Milteliai sukepinami su bario peroksidu BaO 3, o po to gauta masė tiesiogiai distiliavimo aparate apdorojama azoto ir druskos rūgščių mišiniu, distiliuojant OsO 4.

Jis sugaunamas šarminiu tirpalu ir gaunama Na 2 OsO 4 sudėties druska. Šios druskos tirpalas apdorojamas hiposulfitu, po to osmis nusodinamas amonio chloridu Fremy druskos Cl 2 pavidalu. Nuosėdos plaunamos, filtruojamos ir uždegamos redukuojančioje liepsnoje. Tokiu būdu gaunamas dar nepakankamai grynas kempinė osmis.

Tada jis išvalomas apdorojant rūgštimis (HF ir HCl) ir toliau redukuojamas elektrinėje krosnyje vandenilio srove. Atšaldžius metalas gaunamas iki 99,9% O 3 grynumo.

Tai yra klasikinė osmio gavimo schema - metalas, kuris vis dar naudojamas labai ribotai, labai brangus metalas, bet gana naudingas.

Kuo daugiau, tuo... daugiau

Natūralus osmis susideda iš septynių stabilių izotopų, kurių masės skaičiai yra 184, 186 ... 190 ir 192. Įdomus modelis: kuo didesnis osmio izotopo masės skaičius, tuo jis dažnesnis. Lengviausio izotopo – osmio-184 – dalis yra 0,018%, o sunkiausio – osmio-192 – 41%. Iš žmogaus sukurtų 76 elemento radioaktyviųjų izotopų ilgiausiai gyvena osmis-194, kurio pusinės eliminacijos laikas yra apie 700 dienų.

Osmio karbonilai

Pastaraisiais metais chemikai ir metalurgai vis labiau domisi karbonilais – metalų junginiais su CO, kuriuose metalai formaliai yra nuliniai. Nikelio karbonilas jau gana plačiai naudojamas metalurgijoje, ir tai leidžia tikėtis, kad kiti panašūs junginiai ilgainiui galės palengvinti tam tikrų vertingų medžiagų gamybą. Dabar žinomi du karbonilai kaip osmis. Os(CO)5 pentakarbonilas yra bespalvis skystis normaliomis sąlygomis (lydymosi temperatūra 15°C). Gaukite 300°C ir 300 atm. iš osmio tetroksido ir anglies monoksido. Esant įprastai temperatūrai ir slėgiui, Os(CO)5 palaipsniui virsta kitu Os3(CO)12 sudėties karbonilu – geltona kristaline medžiaga, kuri lydosi 224°C temperatūroje. Įdomi šios medžiagos struktūra: trys osmio atomai sudaro lygiakraštį trikampį, kurio paviršiai yra 2,88 Ǻ ilgio, o prie kiekvienos šio trikampio viršūnės yra prijungtos po keturias CO molekules.

Fluorai prieštaringi ir neginčijami

„Fluoridai OsF 4, OsF 6, OsF 8 susidaro iš elementų esant 250...300°C... OsF 8 yra lakiausias iš visų osmio fluoridų, bp. 47,5 ° "... Ši citata paimta iš 1964 m. išleistos trumposios cheminės enciklopedijos III tomo. Tačiau III pagrindų tome bendroji chemija» B.V. Nekrasovas, paskelbtas 1970 m., osmio oktafluorido OsF 8 egzistavimas atmetamas. Cituojame: „1913 m. pirmą kartą buvo gauti du lakieji osmio fluoridai, apibūdinti kaip OsF 6 ir OsF 8 . Taip buvo tikima iki 1958 m., kai paaiškėjo, kad iš tikrųjų jie atitinka OsF 5 ir OsF 6 formules. Taigi, 45 metus rodomas mokslinė literatūra OsF 8 iš tikrųjų niekada neegzistavo. Panašūs anksčiau aprašytų ryšių „uždarymo“ atvejai nėra tokie reti.

Atkreipkite dėmesį, kad elementus taip pat kartais tenka „uždaryti“... Belieka pridurti, kad be minimų „Brief Chemical Encyclopedia“ buvo gautas dar vienas osmio fluoridas – nestabilus OsF 7 . Ši šviesiai geltona medžiaga aukštesnėje nei –100°C temperatūroje skyla į OsF 6 ir elementinį fluorą.

Remiantis n-t.ru medžiaga

Fizika kiekviename žingsnyje Perelmanas Jakovas Isidorovičius

Kas yra sunkiausias metalas?

Kas yra sunkiausias metalas?

Kasdieniame gyvenime švinas laikomas sunkiuoju metalu. Jis yra sunkesnis už cinką, alavą, geležį, varį, bet vis tiek negali būti vadinamas sunkiausiu metalu. Gyvsidabris, skystas metalas, sunkesnis už šviną; jei įmesite švino gabalėlį į gyvsidabrį, jis jame nepaskęs, o plūduriuos paviršiumi. Viena ranka litro gyvsidabrio butelį pakelti vargu ar pakelsi: jis sveria beveik 14 kg. Tačiau gyvsidabris nėra pats sunkiausias metalas: auksas ir platina yra pusantro karto sunkesni už gyvsidabrį.

Sunkumo rekordą muša reti metalai – iridis ir osmis: jie beveik tris kartus sunkesni už geležį ir daugiau nei šimtą kartų už kamštį; vienam tokio pat dydžio iridžio ar osmio kamščiui subalansuoti reikėtų 110 paprastų kamščių.

Nuorodai pateikiamas kai kurių metalų savitasis svoris:

Šis tekstas yra įžanginė dalis. Iš autorės knygos

1911 m. „Ernestas Rutherfordas padarė didžiausią pokytį mūsų požiūriu į materiją nuo Demokrito laikų.“ Anglų fizikas ARTHURAS EDDINGTONAS Kas kėlė nerimą mokslininkams? Ataka prieš atomą tęsėsi su nauja jėga. Prisiminkite „razinų pudingą“ – atomo modelį, kuris

Iš autorės knygos

1 SKYRIUS. TAU NEPAKANK, AŠ GERAS Tarp daugelio priežasčių, kodėl savo profesija pasirinkau fiziką, buvo noras nuveikti ką nors ilgalaikio, net amžino. Jei, samprotavau, turėčiau į ką nors įdėti tiek daug laiko, energijos ir entuziazmo, tada

Iš autorės knygos

3. Didžiausias pasaulyje refraktorinis teleskopas Didžiausias pasaulyje refraktorinis teleskopas buvo įrengtas 1897 m. Čikagos universiteto (JAV) Jerkes observatorijoje. Jo skersmuo yra D = 102 centimetrai, o židinio nuotolis yra 19,5 metro. Įsivaizduokite, kiek vietos reikia

Iš autorės knygos

Koks yra lengviausias metalas? Technikai „lengvaisiais“ vadina visus tuos metalus, kurie yra du ar daugiau kartų lengvesni už geležį. Dažniausiai lengvo metalo naudojamas technologijoje – aliuminis, kuris yra tris kartus lengvesnis už geležį. Magnis yra dar lengvesnis: jis 1 1/2 karto lengvesnis už aliuminį. V

Sunkiausi metalai pasaulyje

Metalaižmonija pradėjo aktyviai naudoti jau 3000-4000 m.pr.Kr. Tada žmonės sužinojo daugiausiai plačiai paplitęs iš jų tai auksas, sidabras, varis. Šiuos metalus buvo labai lengva rasti žemės paviršiuje. Šiek tiek vėliau jie išmoko chemijos ir pradėjo nuo jų išskirti tokias rūšis kaip alavas, švinas ir geležis. Viduramžiais išpopuliarėjo labai nuodingos metalų rūšys. Arsenas buvo plačiai naudojamas, juo buvo apsinuodijusi daugiau nei pusė karališkojo rūmų Prancūzijoje. Taip pat ir gyvsidabris, kuris padėjo išgydyti įvairias tų laikų ligas – nuo ​​tonzilito iki maro. Jau iki XX amžiaus buvo žinoma daugiau nei 60 metalų, o XXI amžiaus pradžioje – 90. Pažanga nestovi vietoje ir veda žmoniją į priekį. Tačiau kyla klausimas, kuris metalas yra sunkus ir nusveria visus likusius? Ir apskritai, kas tai yra, šie sunkiausi metalai pasaulyje?

Daugelis Jie klaidingai mano, kad auksas ir švinas yra sunkiausi metalai. Kodėl būtent taip atsitiko? Daugelis iš mūsų užaugo su senais filmais ir matėme, kaip pagrindinis veikėjas naudoja švino plokštę, kad apsisaugotų nuo piktų kulkų. Be to, švino plokštės vis dar naudojamos kai kurių tipų šarvuose. Ir nuo žodžio auksas daugelis žmonių turi paveikslėlį su sunkiais šio metalo luitais. Tačiau manyti, kad jie yra sunkiausi, neteisinga!

Norint nustatyti sunkiausią metalą, reikia atsižvelgti į jo tankį, nes kuo didesnis medžiagos tankis, tuo ji sunkesnė.

10 GERIAUSIŲ sunkiausi metalai pasaulyje

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

2. (22,53 g / cm3),

3. Platina (21,44 g / cm3),

4. Renis (21,01 g / cm3),

5. Neptūnas (20,48 g / cm3),

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

7. Auksas (19,85 g/cm3)

8. Volframas (19,21 g / cm3),

9. Uranas (18,92 g / cm3),

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

IR kur kiaulė? Ir šiame sąraše jis yra daug žemiau, antrojo dešimtuko viduryje.

Osmis ir iridis – sunkiausi metalai pasaulyje

Apsvarstykite pagrindiniai sunkiasvoriai, kurie dalijasi 1 ir 2 vietas. Pradėkime nuo iridžio ir tuo pačiu padėkokime anglų mokslininkui Smithsonui Tennatui, kuris 1803 m. gavo šį cheminį elementą iš platinos, kur jis buvo kartu su osmiu kaip priemaiša. Su senovės graikai gali būti išverstas kaip „vaivorykštė“. Metalas yra baltos spalvos su sidabriniu atspalviu ir gali būti vadinamas ne tik sunkiu, bet ir patvariausiu. Mūsų planetoje jo yra labai mažai ir per metus išgaunama tik iki 10 000 kg. Yra žinoma, kad daugiausiai iridžio telkinių galima rasti meteorito smūgio vietose. Kai kurie mokslininkai daro išvadą, kad šis metalas anksčiau buvo plačiai paplitęs mūsų planetoje, tačiau dėl savo svorio jis nuolat spaudėsi arčiau Žemės centro. dabar yra labai paklausus pramonėje ir naudojamas elektros energijai gaminti. Jį mėgsta naudoti ir paleontologai, kurie iridžio pagalba nustato daugelio radinių amžių. Be to, šiuo metalu galima padengti kai kuriuos paviršius. Bet tai padaryti sunku.

Toliau apsvarstyti. Tai yra sunkiausias Mendelejevo periodinėje lentelėje, atitinkamai, ir sunkiausias metalas pasaulyje. Osmis yra alavo baltas su mėlynu atspalviu, jį taip pat atrado Smithson Tennat tuo pačiu metu kaip iridis. Osmio beveik neįmanoma apdoroti, jis daugiausia randamas meteorito smūgio vietose. Nemalonus kvapas, kvepia chloro ir česnako mišiniu. Ir su senovės graikai verčiamas kaip „kvapas“. Metalas yra gana atsparus ugniai ir naudojamas elektros lemputėse ir kituose ugniai atspariuose metaliniuose prietaisuose. Vos už vieną gramą šio elemento tenka pakloti daugiau nei 10 000 dolerių, iš kurių aišku, kad metalas yra labai retas.

Osmis

Kaipnesakyk, sunkiausi metalai yra labai reti ir todėl brangūs. Ir ateičiai turime prisiminti, kad nei auksas, nei švinas nėra sunkiausi metalai pasaulyje! ir – štai svorio nugalėtojai!

Platina yra sunkus, minkštas, sidabriškai baltas metalas.

Renis yra tankus, sidabriškai baltas kietas metalas.

Neptūnas yra sidabriškai baltas radioaktyvus minkštas metalas.

Metalų naudojimas kasdieniame gyvenime prasidėjo žmonijos vystymosi aušroje, o varis buvo pirmasis metalas, nes jis yra gamtoje ir gali būti lengvai apdorojamas. Nieko keisto, kad archeologai kasinėjimų metu randa įvairių gaminių ir namų apyvokos reikmenų, pagamintų iš šio metalo. Evoliucijos procese žmonės pamažu išmoko derinti įvairius metalus, gaudami vis patvaresnius lydinius, tinkamus įrankių, o vėliau ir ginklų gamybai. Mūsų laikais eksperimentai tęsiasi, kurių dėka galima nustatyti patvariausius metalus pasaulyje.

10.

• didelis specifinis stiprumas;
• atsparumas aukštai temperatūrai;
• žemas Tankis;
• Atsparumas korozijai;
• mechaniniai ir cheminis atsparumas.

Titanas naudojamas karinėje pramonėje, aviacijos medicinoje, laivų statyboje ir kitose gamybos srityse.

9.

Garsiausias elementas, kuris laikomas vienu stipriausių metalų pasaulyje ir normaliomis sąlygomis yra silpnas radioaktyvus metalas. Gamtoje jis randamas tiek laisvoje būsenoje, tiek rūgštinėse nuosėdinėse uolienose. Jis yra gana sunkus, plačiai paplitęs visame pasaulyje ir turi paramagnetines savybes, lankstumą, lankstumą ir santykinį plastiškumą. Uranas naudojamas daugelyje gamybos sričių.

8.

Žinomas kaip ugniai atspariausias metalas iš visų esamų ir priklauso stipriausių metalų pasaulyje. Tai tvirtas pereinamasis ryškaus sidabro pilkumo elementas. Pasižymi dideliu patvarumu, puikiu tirpumu, atsparumu cheminiams poveikiams. Dėl savo savybių jį galima kalti ir ištraukti į ploną siūlą. Žinomas kaip volframo siūlas.

7.

Tarp šios grupės atstovų jis laikomas didelio tankio pereinamuoju metalu, sidabriškai baltos spalvos. Gamtoje jis randamas gryna forma, tačiau yra molibdeno ir vario žaliavose. Jis pasižymi dideliu kietumu ir tankiu bei puikiu atsparumu ugniai. Jis padidino stiprumą, kuris neprarandamas nuolat keičiantis temperatūrai. Renis priklauso brangiems metalams ir yra brangus. Naudojamas moderni technologija ir elektronika.

6.

Blizgus sidabriškai baltas metalas su šiek tiek melsvu atspalviu, priklauso platinos grupei ir yra laikomas vienu iš patvariausių metalų pasaulyje. Panašiai kaip iridis, jis turi didelį atominį tankį, didelį stiprumą ir kietumą. Kadangi osmis priklauso platinos metalams, jis turi panašių savybių kaip iridis: atsparumas ugniai, kietumas, trapumas, atsparumas mechaniniai poveikiai, taip pat į agresyvios aplinkos įtaką. Rado platų pritaikymą chirurgijoje, elektroninėje mikroskopijoje, chemijos pramonėje, raketų technikoje, elektroninėje įrangoje.

5.

Priklauso metalų grupei ir yra šviesiai pilkas elementas, turintis santykinį kietumą ir didelį toksiškumą. Dėl savo unikalių savybių berilis naudojamas įvairiose pramonės šakose:

• atominė energija;
• aviacijos ir erdvės inžinerija;
• metalurgija;
• lazerinė technologija;
• atominė energija.

Dėl didelio kietumo berilis naudojamas legiruojamųjų lydinių ir ugniai atsparių medžiagų gamyboje.

4.

Kitas patvariausių pasaulio metalų dešimtuke rikiuojasi chromas – kietas, didelio stiprumo melsvai baltas metalas, atsparus šarmams ir rūgštims. Jis randamas natūraliai gryna forma ir yra plačiai naudojamas įvairios pramonės šakos mokslas, technologija ir gamyba. Chromas Naudojamas įvairiems lydiniams, kurie naudojami medicinos ir cheminio apdorojimo įrangos gamyboje, sukurti. Kartu su geležimi jis sudaro ferochromo lydinį, kuris naudojamas metalo pjovimo įrankių gamyboje.

3.

Tantalas vertas bronzos reitinge, nes yra vienas iš patvariausių metalų pasaulyje. Tai sidabrinis metalas, turintis didelį kietumą ir atominį tankį. Dėl to, kad ant jo paviršiaus susidaro oksido plėvelė, jis turi švino atspalvį.

Išskirtinės tantalo savybės yra didelis stiprumas, atsparumas ugniai, atsparumas korozijai ir agresyvioms terpėms. Metalas yra gana lankstus metalas ir gali būti lengvai apdirbamas. Šiandien tantalas sėkmingai naudojamas:

• chemijos pramonėje;
• statant branduolinius reaktorius;
• metalurgijos gamyboje;
• kuriant karščiui atsparius lydinius.

2.

Antrą patvariausių pasaulio metalų reitingo eilutę užima rutenis – sidabrinis metalas, priklausantis platinos grupei. Jo bruožas yra gyvų organizmų raumenų audinio buvimas. Vertingos rutenio savybės yra didelis stiprumas, kietumas, atsparumas ugniai, cheminis atsparumas, gebėjimas sudaryti sudėtingus junginius. Rutenis daugeliui laikomas katalizatoriumi cheminės reakcijos, veikia kaip elektrodų, kontaktų, aštrių antgalių gamybos medžiaga.

1.

Patvariausių pasaulio metalų reitinge pirmauja iridis – sidabriškai baltas, kietas ir ugniai atsparus metalas, priklausantis platinos grupei. Gamtoje didelio stiprumo elementas yra labai retas ir dažnai derinamas su osmiu. Dėl natūralaus kietumo jį sunku apdirbti ir pasižymi dideliu atsparumu smūgiams. cheminis. Iridis labai sunkiai reaguoja į halogenų ir natrio peroksido poveikį.

Šis metalas atlieka svarbų vaidmenį kasdieniame gyvenime. Jo dedama į titaną, chromą ir volframą, siekiant pagerinti atsparumą rūgštinei aplinkai, naudojamas raštinės reikmenų gamyboje, naudojamas papuošaluose kuriant papuošalus. Iridžio kaina išlieka didelė dėl riboto jo buvimo gamtoje.

Šiuo metu jau žinomi 126 cheminiai elementai. Tačiau sunkiausias iš jų laikomas osmiu (Os) ir iridžiu (Ir). Abu šie elementai yra pereinamieji metalai ir priklauso platinos grupei. Jų serijos numeriai periodinėje I.P. sistemoje. Mendelejevas atitinkamai 76 ir 77. Kadangi abu metalai yra labai kieti, jų tankį galima palyginti vienas su kitu. Taip yra todėl, kad tankio vertės buvo gautos grynai teoriškai (22,562 g/cm³ (Ir) ir 22,587 g/cm³ (Os)). Ir atliekant tokius skaičiavimus, visada yra klaida (± 0,009 g / cm³ abiem skaičiavimams).

Atradimų istorija

Šių elementų atradimas siejamas su anglų mokslininko S.Tennanto vardu. 1803 metais jis tyrinėjo platinos savybes. O šiam metalui reaguojant į rūgščių mišinį („aqua regia“), buvo išskirtos netirpios nuosėdos, susidedančios iš priemaišų. Tyrinėdamas šią medžiagą S.Tennantas išskyrė naujus elementus, kuriuos pavadino „iridiumu“ ir „osmiu“.
Pavadinimas "iridium" ("vaivorykštė") buvo suteiktas elementui, nes jo druskos buvo įvairių spalvų. O „osmis“ („kvapas“) taip pavadintas dėl aštraus, artimo ozonui, osmio oksido OsO4 kvapo.

Savybės

Ir osmį, ir iridį beveik neįmanoma apdoroti. Turėkite labai aukštos temperatūros tirpstantis. Kompaktiškos formos jie nereaguoja su aktyviomis terpėmis, tokiomis kaip rūgštys, šarmai ar rūgščių mišiniai. Šios savybės stebimos osmiui esant iki 100°C temperatūrai, o iridžiui – iki 400°C.

Sklaidymas

Dažniausiai iškasama šių elementų forma yra osmio iridis. Šis lydinys daugiausia randamas vietose, kur kasama natūrali platina ir auksas. Kita vieta, kur dažnai randamas iridis ir osmis, yra geležies meteoritai. Osmio be iridžio gamtoje beveik nerasta. Tuo tarpu iridis randamas kartu su kitais metalais. Pavyzdžiui, junginiuose su rutenu ar rodžiu. Tačiau iridis išlieka vienu rečiausių cheminių elementų mūsų planetoje. Jo pramoninė produkcija pasaulyje neviršija 3 tonų per metus.
Šiuo metu pagrindiniai iridžio ir osmio gavybos šaltiniai yra Kalifornija, Aliaska (JAV), Sibiras (Rusija), Bušveldas (Pietų Afrika), Australija, Naujoji Gvinėja, Kanada.

Sunkiausių metalų nuotraukos

Vaizdo įrašas apie sunkiausius metalus