Osm VS Iryd

Spór o to, który z dwóch pierwiastków układu okresowego jest cięższy, wciąż nie ustępuje. O to prawo rywalizują dwa najcięższe elementy stołu - Osmium (76) i Iridium (77). Gęstość obu pierwiastków wynosi w przybliżeniu 22,6 g/cm 3 .

W przeciwieństwie do wyraźnego lidera, wśród metali lekkich, z metalami ciężkimi, wszystko nie jest takie proste. Dlatego rozważ oba te metale.

Iryd

Minęły ponad dwa wieki od czasu, gdy pojawiły się pierwsze informacje o platynie, białym metalu z Ameryki Południowej. Przez długi czas ludzie byli pewni, że to czysty metal, podobnie jak złoto. Dopiero na samym początku XIX wieku. Wollaston był w stanie wyizolować pallad i rod z rodzimej platyny, aw 1804 roku Tennant, badając czarny osad pozostały po rozpuszczeniu rodzimej platyny w wodzie królewskiej, znalazł w nim jeszcze dwa pierwiastki. Jeden z nich nazwał osmem, a drugi irydem. Sole tego pierwiastka w różnych warunkach malowano na różne kolory. Ta właściwość była podstawą nazwy: w języku greckim słowo ιρις oznacza „tęcza”.

rosyjski chemik

W 1841 r. słynny rosyjski chemik profesor Karl Karlovich Klaus zaczął badać tak zwane pozostałości platyny, tj. nierozpuszczalna pozostałość po obróbce surowej platyny wodą królewską. „Na samym początku pracy – pisał Klaus – zaskoczyło mnie bogactwo moich szczątków, ponieważ wydobyłem z niego oprócz 10% platyny znaczną ilość irydu, rodu, osmu, kilku palladu i mieszanina różnych metali o specjalnej zawartości”...

Klaus poinformował władze górnicze o bogactwie szczątków. Władze zainteresowały się odkryciem kazańskiego naukowca, co obiecywało znaczące korzyści. Z platyny wybito wówczas monetę i uzyskano metal szlachetny z resztek wydawał się bardzo obiecujący. Rok później Mennica Sankt Petersburga dała Klausowi pół pudu resztek. Okazało się jednak, że są ubogie w platynę, a naukowiec postanowił przeprowadzić na nich badanie „ciekawe dla nauki”.

„Przez dwa lata”, pisał Klaus, „byłem nieustannie zaangażowany w te trudne, długotrwałe, a nawet szkodliwe badania”, a w 1845 r. opublikowałem pracę „Badania chemiczne pozostałości uralskiej rudy platyny i rutenu”. Było to pierwsze systematyczne badanie właściwości analogów platyny. Po raz pierwszy opisał i Właściwości chemiczne iryd.

Klaus zauważył, że z irydem miał do czynienia bardziej niż z innymi metalami z grupy platynowców. W rozdziale o irydzie zwrócił uwagę na nieścisłości poczynione przez Berzeliusa w określeniu podstawowych stałych tego pierwiastka i wyjaśnił te nieścisłości faktem, że czcigodny naukowiec pracował z irydem zawierającym domieszkę rutenu, wówczas jeszcze nie znanym chemikom. i odkryto dopiero w trakcie „chemicznych badań pozostałości Uralskiej rudy platyny i metalicznego rutenu.

Kim on jest, iryd?

Masa atomowa pierwiastka nr 77 wynosi 192,2. W układzie okresowym jest pomiędzy osmem a platyną. A w naturze występuje głównie w postaci irydu osmicznego - częstego towarzysza rodzimej platyny. W naturze nie ma rodzimego irydu.

Iryd to srebrzystobiały metal, bardzo twardy, ciężki i trwały. Według International Nickel & Co. jest to najcięższy pierwiastek: jego gęstość wynosi 22,65 g/cm 3 , a gęstość jego stałego towarzysza, osmu, jest drugim najcięższym, 22,61 g/cm 3 . To prawda, że ​​większość badaczy trzyma się innego punktu widzenia: uważają, że iryd jest wciąż trochę lżejszy niż osm.

Naturalną właściwością irydu (inaczej platynoidu!) jest wysoka odporność na korozję. Nie ma na niego wpływu kwasy ani w normalnych, ani w podwyższonych temperaturach. Nawet słynny monolityczny iryd aqua regia jest „zbyt twardy”. Tylko stopione zasady i nadtlenek sodu powodują utlenianie pierwiastka #77.

Iridium jest odporny na halogeny. Reaguje z nimi z dużą trudnością i tylko w podwyższonych temperaturach. Chlor tworzy z irydem cztery chlorki: IrCl, IrCl 2 , IrCl 3 i IrCl 4 . Trichlorek irydu jest najłatwiej otrzymywany z proszku irydu umieszczonego w strumieniu chloru o temperaturze 600°C. Jedynym związkiem halogenowym, w którym iryd jest sześciowartościowy, jest fluorek IrF6. Drobno zmielony iryd jest utleniany w temperaturze 1000°C w strumieniu tlenu iw zależności od warunków można otrzymać kilka związków o różnym składzie.

Jak wszystkie metale z grupy platynowców, iryd tworzy sole złożone. Wśród nich znajdują się sole z kationami kompleksowymi, np. Cl 3 oraz sole z anionami kompleksowymi, np. K 3 3 H 2 O. Jako czynnik kompleksujący iryd jest podobny do swoich sąsiadów według układu okresowego.

Czysty iryd pozyskiwany jest z rodzimego irydu osmu oraz z pozostałości rud platyny (po wyekstrahowaniu z nich platyny, osmu, palladu i rutenu). Nie będziemy rozwijać technologii otrzymywania irydu, odsyłając czytelnika do artykułów „Rod”, „Osm” i „Platinum”.

Iryd otrzymywany jest w postaci proszku, który jest następnie prasowany w półprodukty i stapiany lub stapiany w piecach elektrycznych w atmosferze argonu. Czysty iryd można kuć na gorąco, ale w zwykłych temperaturach jest kruchy i nie nadaje się do obróbki.

Iryd w akcji

Z czystego irydu wykonuje się tygle laboratoryjne oraz ustniki do wydmuchiwania szkła ogniotrwałego. Możesz oczywiście użyć irydu jako powłoki. Jednak są tutaj trudności. W zwykły elektrolityczny sposób iryd nakłada się z trudem na inny metal, a powłoka jest dość luźna. Najlepszym elektrolitem byłby złożony heksachlorek irydu, ale jest on niestabilny w roztworze wodnym i nawet w tym przypadku jakość powłoki pozostawia wiele do życzenia.

Opracowano metodę wytwarzania powłok irydowych elektrolitycznie ze stopionych cyjanków potasu i sodu w temperaturze 600°C. W tym przypadku powstaje gęsta powłoka o grubości do 0,08 mm.

Mniej pracochłonne jest uzyskiwanie powłok irydowych przez platerowanie. Na metal podstawowy nakładana jest cienka warstwa metalicznej powłoki, a następnie ta „kanapka” przechodzi pod gorący przycisk. W ten sposób otrzymuje się druty wolframowe i molibdenowe pokryte irydem. Obrabiany przedmiot wykonany z molibdenu lub wolframu jest wkładany do rury irydowej i kuty na gorąco, a następnie wyciągany do żądanej grubości w temperaturze 500...600°C. Drut ten służy do wykonywania siatek kontrolnych w lampach próżniowych.

Możliwe jest nakładanie powłok irydowych na metale i ceramikę za pomocą środków chemicznych. W tym celu otrzymuje się roztwór złożonej soli irydu, na przykład z fenolem lub inną substancją organiczną. Taki roztwór nakładany jest na powierzchnię produktu, który następnie jest podgrzewany do 350...400°C w kontrolowanej atmosferze, tj. w atmosferze o kontrolowanym potencjale redox. W tych warunkach materia organiczna odparowuje lub wypala się, a na produkcie pozostaje warstwa irydu.

Ale powłoki nie są głównym zastosowaniem irydu. Metal ten poprawia właściwości mechaniczne i fizykochemiczne innych metali. Zwykle służy do zwiększenia ich wytrzymałości i twardości. Dodatek 10% irydu do stosunkowo miękkiej platyny prawie trzykrotnie zwiększa jej twardość i wytrzymałość na rozciąganie. Jeśli ilość irydu w stopie zostanie zwiększona do 30%, twardość stopu nie wzrośnie znacznie, ale wytrzymałość na rozciąganie ponownie się podwoi - do 99 kg / mm2. Ponieważ takie stopy mają wyjątkową odporność na korozję, są używane do wytwarzania żaroodpornych tygli, które mogą wytrzymać silne ciepło w agresywnym środowisku. W takich tyglach hoduje się w szczególności kryształy do ​​technologii laserowej. Stopy platynowo-irydowe przyciągają również jubilerów - biżuteria wykonana z tych stopów jest piękna i prawie się nie zużywa. Wzorce są również wykonane ze stopu platynowo-irydowego, czasami z narzędzia chirurgicznego.

Spdavy iryd

W przyszłości stopy irydowo-platynowe mogą zyskać szczególne znaczenie w tzw. technologii niskoprądowej jako idealny materiał kontaktowy. Za każdym razem, gdy zwykły styk miedziany jest wykonany i otwarty, powstaje iskra; w rezultacie powierzchnia miedzi utlenia się dość szybko. W stycznikach na duże prądy, np. do silników elektrycznych, zjawisko to nie jest bardzo szkodliwe w pracy: powierzchnia styku jest od czasu do czasu czyszczona papierem ściernym, a stycznik jest ponownie gotowy do pracy. Ale gdy mamy do czynienia ze sprzętem niskoprądowym, na przykład w technice komunikacyjnej, cienka warstwa tlenku miedzi bardzo silnie oddziałuje na cały system, utrudniając przepływ prądu przez styk. Mianowicie w tych urządzeniach częstotliwość włączania jest szczególnie duża - wystarczy przywołać automatyczne centrale telefoniczne (automatyczne centrale telefoniczne). Tu na ratunek przychodzą ognioodporne platynowo-irydowe styki, które mogą trwać niemal w nieskończoność! Szkoda tylko, że stopy te są bardzo drogie i na razie nie wystarczają.

Iryd dodaje się nie tylko do platyny. Niewielkie dodatki pierwiastka nr 77 do wolframu i molibdenu zwiększają wytrzymałość tych metali w wysokich temperaturach. Niewielki dodatek irydu do tytanu (0,1%) dramatycznie zwiększa jego i tak już znaczną odporność na kwasy. To samo dotyczy chromu. Termopary wykonane z irydu i stopu irydowo-rodowego (40% rodu) działają niezawodnie w wysokich temperaturach w atmosferze utleniającej. Ze stopu irydu i osmu wykonuje się punkty lutownicze do stalówek piór wiecznych i igieł kompasów.

Podsumowując, można powiedzieć, że iryd metaliczny jest stosowany głównie ze względu na swoją stałość – wymiary wyrobów metalowych, jego właściwości fizykochemiczne są stałe i że tak powiem są stałe na najwyższym poziomie.

Rezerwy na Ziemi

Podobnie jak inne metale z grupy VIII, iryd może być stosowany w: przemysł chemiczny jako katalizator. Katalizatory irydowo-niklowe są czasami używane do produkcji propylenu z acetylenu i metanu. Iryd wchodził w skład katalizatorów platynowych do tworzenia tlenków azotu (w procesie otrzymywania kwasu azotowego). Jeden z tlenków irydu, IrO 2 , próbowano wykorzystać w przemyśle porcelanowym jako czarną farbę. Ale ta farba jest za droga...

Zasoby irydu na Ziemi są niewielkie, jego zawartość w skorupie ziemskiej liczona jest w milionowych częściach procenta. Produkcja tego elementu jest również niewielka – nie więcej niż tona rocznie. Na calym swiecie!

W związku z tym trudno założyć, że z biegiem czasu los irydu nadejdą dramatyczne zmiany - na zawsze pozostanie rzadkim i drogim metalem. Ale tam, gdzie jest używany, służy bezbłędnie, a ta wyjątkowa niezawodność jest gwarancją, że nauka i przemysł przyszłości nie obejdą się bez irydu.

Strażnik z Irydu

W wielu gałęziach przemysłu chemicznego i metalurgicznego, takich jak wielkie piece, bardzo ważna jest znajomość zawartości ciał stałych w kruszywach. Zazwyczaj do takiej kontroli wykorzystywane są masywne sondy zawieszone na specjalnych wciągarkach sond. W ostatnie lata sondy zaczęto zastępować małymi pojemnikami ze sztucznym radioaktywnym izotopem - irydem-192. Jądra 192 Ir emitują promieniowanie gamma o wysokiej energii; okres półtrwania izotopu wynosi 74,4 dnia. Część promieni gamma jest pochłaniana przez mieszaninę, a odbiorniki promieniowania rejestrują osłabienie strumienia. Ta ostatnia jest proporcjonalna do odległości, jaką pokonują wiązki w ładunku. Iridium-192 jest również z powodzeniem stosowany do kontroli spoiny; z jego pomocą wszystkie niegotowane miejsca i obce wtrącenia są wyraźnie utrwalone na filmie. Defektoskopy gamma z irydem-192 służą również do kontroli jakości produktów wykonanych ze stali i stopów aluminium.

efekt mössbauera

W 1958 roku młody fizyk z Niemiec Rudolf Mössbauer dokonał odkrycia, które przyciągnęło uwagę wszystkich fizyków na świecie. Efekt odkryty przez Mössbauera umożliwił pomiar bardzo słabych zjawisk jądrowych z niezwykłą dokładnością. Trzy lata po odkryciu, w 1961 roku, Mössbauer otrzymał za swoją pracę nagroda Nobla. Po raz pierwszy odkryto ten efekt na jądrach izotopu irydu-192.

Serce bije szybciej

Jednym z najciekawszych zastosowań stopów platynowo-irydowych w ostatnich latach jest wytwarzanie z nich elektrycznych stymulatorów serca. Elektrody z zaciskami platynowo-irydowymi są wszczepiane do serca pacjenta z dusznicą bolesną. Elektrody połączone są z odbiornikiem, który również znajduje się w ciele pacjenta. Generator z anteną pierścieniową znajduje się na zewnątrz np. w kieszeni pacjenta. Antena pierścieniowa jest zamontowana na korpusie naprzeciwko odbiornika. Kiedy pacjent czuje, że zbliża się atak dławicy piersiowej, włącza generator. Antena pierścieniowa odbiera impulsy, które są przesyłane do odbiornika, a następnie do elektrod platynowo-pridium. Elektrody, przekazując impulsy do nerwów, sprawiają, że serce bije aktywniej. Teraz w ZSRR wiele stacji pogotowia jest wyposażonych w podobne generatory. W przypadku zatrzymania akcji serca wykonuje się nacięcie w żyle obojczykowej, wkłada się do niej elektrodę podłączoną do generatora, włącza się generator i po kilku minutach serce zaczyna ponownie pracować.

Izotopy - stabilne i niestabilne

W poprzednich notatkach dość dużo mówiono o radioizotopie iryd-192, który jest używany w wielu urządzeniach, a nawet zaangażowany w ważne odkrycie naukowe. Ale oprócz irydu-192 pierwiastek ten ma o 14 więcej radioaktywnych izotopów o liczbach masowych od 182 do 198. Najcięższy jest jednocześnie izotopem najkrócej żyjącym, jego okres półtrwania wynosi mniej niż minutę. Izotop irydu-183 jest interesujący tylko dlatego, że jego okres półtrwania wynosi dokładnie godzinę. Iridium ma tylko dwa stabilne izotopy. Udział cięższego irydu-193 w mieszance naturalnej wynosi 62,7%. Odpowiednio udział lekkiego irydu-191 wynosi 37,3%.

Korzystne chlorydy

Chloriridany to złożone chlorki czterowartościowego irydu; ich ogólna formuła to Me 2 . Dzięki chlorirydomatom można w zasadzie pewnie oddzielić związki tak podobnych pierwiastków jak sód i potas. Chlorek sodu jest rozpuszczalny w wodzie, ale chlorek potasu jest praktycznie nierozpuszczalny. Ale dla takiej operacji chlorydy są zbyt drogie, ponieważ oryginalny iryd jest drogi. Nie oznacza to jednak, że chlorirydany są generalnie bezużyteczne. Zdolność irydu do tworzenia tych związków jest wykorzystywana do izolowania pierwiastka #77 z mieszaniny metali platynowych.

Jeśli z punktu widzenia praktyki pierwiastek nr 76 wśród innych metali platynowych wygląda raczej zwyczajnie, to z punktu widzenia chemii klasycznej (podkreślamy klasyczną chemię nieorganiczną, a nie chemię związków złożonych) pierwiastek ten jest bardzo istotny.

Przede wszystkim dla niego, w przeciwieństwie do większości pierwiastków z grupy VIII, charakterystyczna jest wartościowość 8+ i tworzy stabilny tetratlenek OsO 4 z tlenem. Jest to osobliwy związek i najwyraźniej nie jest przypadkiem, że pierwiastek nr 76 otrzymał nazwę opartą na jednej z charakterystycznych właściwości jego tetratlenku.

Osm jest wykrywany przez zapach

Takie stwierdzenie może wydawać się paradoksalne: w końcu nie mówimy o halogenie, ale o platynowym metalu…

Historia odkrycia czterech z pięciu platynoidów wiąże się z nazwiskami dwóch angielskich naukowców, dwóch współczesnych. William Wollaston w 1803...1804 odkrył pallad i rod, a inny Anglik, Smithson Tennant (1761...1815), w 1804 r. - iryd i osm. Ale jeśli Wollaston znalazł oba „swoje” pierwiastki w tej części surowej platyny, która rozpuściła się w wodzie królewskiej, to Tennant miał szczęście, pracując z nierozpuszczalną pozostałością: jak się okazało, był to naturalny stop irydu i osmu.

Ta sama pozostałość była badana przez trzech znanych francuskich chemików - Collet-Descoti, Fourcroix i Vauquelin. Rozpoczęli badania jeszcze przed Tennantem. Podobnie jak on, obserwowali uwalnianie czarnego dymu po rozpuszczeniu surowej platyny. Podobnie jak on, oni, łącząc nierozpuszczalną pozostałość z żrącym potasem, zdołali uzyskać związki, które nadal zdołały się rozpuścić. Fourcroix i Vauquelin byli tak przekonani, że nierozpuszczalna pozostałość surowej platyny zawiera nowy element to dało mu z góry imię - pten - od greckiego πτηνος - skrzydlaty. Ale tylko Tennant zdołał oddzielić tę pozostałość i udowodnić istnienie dwóch nowych pierwiastków - irydu i osmu.

Nazwa elementu #76 pochodzi od greckiego słowa οσμη, które oznacza „zapach”. Nieprzyjemny drażniący zapach, podobny do zapachów jednocześnie chloru i czosnku, pojawił się, gdy produkt fuzji osmirydu z alkaliami został rozpuszczony. Nośnikiem tego zapachu był bezwodnik osmu lub tetratlenek osmu OsO4. Później okazało się, że samo osm może pachnieć równie źle, choć znacznie słabiej. Drobno zmielony, stopniowo utlenia się w powietrzu, zamieniając się w OsO 4 ...

metal osmu

Osm to cynowobiały metal z szaro-niebieskim odcieniem. Jest najcięższym ze wszystkich metali (jego gęstość wynosi 22,6 g/cm3) i jednym z najtwardszych. Jednak gąbkę osmową można zmielić na proszek, ponieważ jest delikatna. Osm topi się w temperaturze około 3000 ° C, a jego temperatura wrzenia nie została jeszcze dokładnie określona. Uważa się, że leży około 5500°C.

Duża twardość osmu (7,0 w skali Mohsa) jest prawdopodobnie jedną z najczęściej stosowanych właściwości fizycznych. Do składu stopów twardych o najwyższej odporności na ścieranie wprowadzany jest osm. W drogich piórach wiecznych lutowanie na czubku pióra wykonuje się ze stopów osmu z innymi metalami platynowymi lub wolframem i kobaltem. Podobne stopy są używane do wytwarzania małych części precyzyjnych przyrządów pomiarowych, które ulegają zużyciu. Mały - ponieważ osm nie jest szeroko rozpowszechniony (5 10 -6% masy skorupy ziemskiej), rozproszony i drogi. Wyjaśnia to również ograniczone wykorzystanie osmu w przemyśle. Idzie tylko tam, gdzie przy niewielkiej ilości metalu można uzyskać duży efekt. Na przykład w przemyśle chemicznym, który stara się wykorzystać osm jako katalizator. W reakcjach uwodornienia substancji organicznych katalizatory osmowe są jeszcze wydajniejsze niż platynowe.

Kilka słów o pozycji osmu wśród innych metali platynowych. Zewnętrznie niewiele się od nich różni, ale to osm ma najwyższą temperaturę topnienia i wrzenia spośród wszystkich metali z tej grupy, to on jest najcięższy. Można go również uznać za najmniej „szlachetny” z platynoidów, ponieważ jest utleniany tlenem atmosferycznym już w temperaturze pokojowej (w stanie drobno rozdrobnionym). A osm jest najdroższym ze wszystkich metali platynowych. Jeśli w 1966 platyna była wyceniana na rynku światowym 4,3 razy droższa od złota, a iryd 5,3 razy, to podobny współczynnik dla osmu wynosił 7,5.

Podobnie jak inne metale platynowe, osm wykazuje kilka wartościowości: 0, 2+, 3+, 4+, 6+ i 8+. Najczęściej można znaleźć związki cztero- i sześciowartościowego osmu. Ale podczas interakcji z tlenem wykazuje wartościowość 8+.

Podobnie jak inne metale platynowe, osm jest dobrym środkiem kompleksującym, a chemia związków osmu jest nie mniej zróżnicowana niż, powiedzmy, palladu czy rutenu.

Bezwodnik i inne

Niewątpliwie najważniejszym związkiem osmu pozostaje jego tetratlenek OsO 4 , czyli bezwodnik osmu. Podobnie jak elementarny osm, OsO 4 ma właściwości katalityczne; OsO 4 jest wykorzystywany w syntezie najważniejszego współczesnego leku – kortyzonu. W badaniach mikroskopowych tkanek zwierzęcych i roślinnych jako preparat barwiący stosuje się tetratlenek osmu. OsO 4 jest bardzo toksyczny, silnie podrażnia skórę, błony śluzowe i jest szczególnie szkodliwy dla oczu. Każda praca z tą pożyteczną substancją wymaga szczególnej ostrożności.

Na zewnątrz czysty tetratlenek osmu wygląda całkiem zwyczajnie - jasnożółte kryształy, rozpuszczalne w wodzie i czterochlorku węgla. W temperaturze około 40°C (są dwie odmiany OsO4 o zbliżonych temperaturach topnienia) topią się, aw temperaturze 130°C wrze tetratlenek osmu.

Inny tlenek osmu – OsO 2 – nierozpuszczalny w wodzie czarny proszek – nie ma praktycznego znaczenia. Jeszcze nie znaleziono praktyczne zastosowanie oraz inne znane związki pierwiastka nr 76 – jego chlorki i fluorki, jodki i tlenochlorki, siarczek OsS 2 i tellurek OsTe 2 – czarne substancje o strukturze pirytowej, a także liczne kompleksy i większość stopów osmu. Jedynymi wyjątkami są niektóre stopy pierwiastka nr 76 z innymi metalami platynowymi, wolframem i kobaltem. Ich głównym konsumentem jest oprzyrządowanie.

Jak pozyskiwany jest osm

Natywnego osmu nie występuje w przyrodzie. W minerałach jest zawsze kojarzony z innym metalem z grupy platynowców, irydem. Istnieje cała grupa minerałów osmicznych irydowych. Najpopularniejszym z nich jest nevyanskite, naturalny stop tych dwóch metali. Zawiera więcej irydu, dlatego nevyanskite jest często nazywany po prostu irydem osmowym. Ale inny minerał - sysertskite - nazywa się iridide osmium - zawiera więcej osmu... Oba te minerały są ciężkie, z metalicznym połyskiem i nie ma w tym nic dziwnego - taki jest ich skład. I jest rzeczą oczywistą, że wszystkie minerały z grupy irydu osmicznego są bardzo rzadkie.

Czasami minerały te znajdują się niezależnie, ale częściej osm iryd jest częścią rodzimej surowej platyny. Główne zasoby tych minerałów skoncentrowane są w ZSRR (Syberia, Ural), USA (Alaska, Kalifornia), Kolumbii, Kanadzie i krajach RPA.

Naturalnie osm wydobywa się razem z platyną, ale rafinacja osmu różni się znacznie od metod izolowania innych metali platynowych. Wszystkie z nich, z wyjątkiem rutenu, są wytrącane z roztworów, podczas gdy osm jest otrzymywany przez jego destylację w odniesieniu do lotnego tetratlenku.

Ale zanim OsO 4 zostanie oddestylowane, osm iryd musi zostać oddzielony od platyny, a następnie iryd i osm muszą zostać oddzielone.

Kiedy platyna rozpuszcza się w wodzie królewskiej, minerały z grupy irydu osmicznego pozostają w osadzie: nawet ten rozpuszczalnik ze wszystkich rozpuszczalników nie jest w stanie pokonać tych najbardziej stabilnych stopów naturalnych. Aby doprowadzić je do roztworu, osad stapia się z ośmiokrotną ilością cynku - stop ten stosunkowo łatwo zamienia się w proszek. Proszek jest spiekany z nadtlenkiem baru BaO 3 , a następnie uzyskaną masę traktuje się mieszaniną kwasu azotowego i chlorowodorowego bezpośrednio w aparacie destylacyjnym w celu oddestylowania OsO 4 .

Jest on wychwytywany roztworem alkalicznym i otrzymuje się sól o składzie Na2OsO4. Roztwór tej soli traktuje się podsiarczynem, po czym osm wytrąca się chlorkiem amonu w postaci soli Fremy'ego Cl 2 . Osad jest przemywany, filtrowany, a następnie zapalany w płomieniu redukującym. W ten sposób uzyskuje się jeszcze niewystarczająco czysty gąbczasty osm.

Następnie jest oczyszczany przez traktowanie kwasami (HF i HCl) i poddawany dalszej redukcji w piecu elektrycznym w strumieniu wodoru. Po schłodzeniu otrzymuje się metal o czystości do 99,9% O3.

Jest to klasyczny schemat uzyskiwania osmu - metalu, którego nadal używa się w bardzo ograniczonym zakresie, bardzo drogiego metalu, ale całkiem użytecznego.

Im więcej tym więcej

Naturalny osm składa się z siedmiu stabilnych izotopów o liczbach masowych 184, 186 ... 190 i 192. Ciekawy wzór: im większa liczba masowa izotopu osmu, tym częściej występuje. Udział najlżejszego izotopu osmu-184 wynosi 0,018%, a najcięższego osmu-192 wynosi 41%. Spośród wytworzonych przez człowieka radioaktywnych izotopów pierwiastka 76, najdłużej żyje osm-194, z okresem półtrwania około 700 dni.

karbonylki osmu

W ostatnich latach chemicy i metalurdzy coraz bardziej interesują się karbonylkami - związkami metali z CO, w których metale są formalnie zerowalentne. Karbonylek niklu jest już dość szeroko stosowany w metalurgii, a to pozwala mieć nadzieję, że inne podobne związki w końcu będą w stanie ułatwić produkcję niektórych cennych materiałów. Dwa karbonylki są obecnie znane z osmu. Pentakarbonyl Os(CO)5 jest bezbarwną cieczą w normalnych warunkach (temperatura topnienia 15°C). Zdobądź go w 300°C i 300 atm. z czterotlenku osmu i tlenku węgla. W zwykłej temperaturze i ciśnieniu Os(CO)5 stopniowo przekształca się w inny karbonyl o składzie Os3(CO)12, żółtą krystaliczną substancję, która topi się w 224°C. Struktura tej substancji jest interesująca: trzy atomy osmu tworzą trójkąt równoboczny o ścianach o długości 2,88 Ǻ, a do każdego wierzchołka tego trójkąta są dołączone cztery cząsteczki CO.

Fluorki kontrowersyjne i niekwestionowane

„Fluorki OsF 4 , OsF 6 , OsF 8 powstają z pierwiastków w temperaturze 250...300°C... OsF 8 jest najbardziej lotnym spośród wszystkich fluorków osmu, bp. 47,5° "... Ten cytat pochodzi z III tomu Brief Chemical Encyclopedia, opublikowanego w 1964 roku. Ale w III tomie Podstaw chemia ogólna» B.V. Niekrasowa, opublikowanym w 1970 roku, odrzuca się istnienie oktafluorku osmu OsF8. Cytujemy: „W 1913 r. po raz pierwszy uzyskano dwa lotne fluorki osmu, opisane jako OsF 6 i OsF 8 . Tak wierzono aż do 1958 roku, kiedy okazało się, że w rzeczywistości odpowiadają one wzorom OsF 5 i OsF 6 . Tak więc przez 45 lat prezentowany w literatura naukowa OSF 8 nigdy nie istniał. Podobne przypadki „zamykania” opisanych wcześniej połączeń nie są tak rzadkie.

Zauważ, że te pierwiastki czasami muszą być „zamknięte”… Pozostaje dodać, że oprócz tych wymienionych w Brief Chemical Encyclopedia, uzyskano inny fluorek osmu - niestabilny OsF 7 . Ta jasnożółta substancja w temperaturach powyżej –100 °C rozkłada się na OsF 6 i pierwiastkowy fluor.

Na podstawie materiałów z n-t.ru

Fizyka na każdym kroku Perelman Jakow Isidorovich

Jaki jest najcięższy metal?

Jaki jest najcięższy metal?

W życiu codziennym ołów uważany jest za metal ciężki. Jest cięższy niż cynk, cyna, żelazo, miedź, ale nadal nie można go nazwać najcięższym metalem. Rtęć, ciekły metal, cięższy od ołowiu; jeśli wrzucisz kawałek ołowiu do rtęci, nie zatonie w nim, ale będzie unosił się na powierzchni. Z trudem uniesiesz jedną ręką litrową butelkę rtęci: waży ona prawie 14 kg. Jednak rtęć nie jest najcięższym metalem: złoto i platyna są półtora raza cięższe od rtęci.

Rekord ciężkości biją rzadkie metale - iryd i osm: są prawie trzy razy cięższe od żelaza i ponad sto razy cięższe od korka; wystarczyłoby 110 zwykłych wtyczek, aby zrównoważyć jeden wtyk irydowy lub osmowy o tym samym rozmiarze.

Dla porównania podano ciężar właściwy niektórych metali:

Ten tekst ma charakter wprowadzający. Z książki autora

1911 „Ernest Rutherford... dokonał największej zmiany w naszym postrzeganiu materii od czasów Demokryta.” Angielski fizyk ARTHUR EDDINGTON Co martwiło naukowców? Atak na atom trwał z odnowionym wigorem.Przypomnijmy „budyń z rodzynkami” – model atomu, który

Z książki autora

ROZDZIAŁ 1. NIE WYSTARCZY, JA JESTEM DOBRY Wśród wielu powodów, dla których wybrałem fizykę jako swój zawód, była chęć zrobienia czegoś długoterminowego, a nawet wiecznego. Skoro, rozumowałam, musiałam włożyć w coś tyle czasu, energii i entuzjazmu, to

Z książki autora

3. Największy na świecie teleskop refrakcyjny Największy na świecie teleskop refrakcyjny został zainstalowany w 1897 roku w Obserwatorium Yerkes na Uniwersytecie w Chicago (USA). Jego średnica wynosi D = 102 centymetry, a ogniskowa 19,5 metra. Wyobraź sobie, ile potrzebuje miejsca

Z książki autora

Jaki jest najlżejszy metal? Technicy nazywają „lekkimi” wszystkie metale, które są dwa lub więcej razy lżejsze od żelaza. Najpopularniejszy lekki metal stosowane w technologii - aluminium, które jest trzykrotnie lżejsze od żelaza. Magnez jest jeszcze lżejszy: jest 1 1/2 razy lżejszy niż aluminium. W

Najcięższe metale na świecie

Metaleludzkość zaczęła aktywnie korzystać już w 3000-4000 pne. Wtedy ludzie poznali najwięcej rozpowszechniony z nich to złoto, srebro, miedź. Metale te bardzo łatwo było znaleźć na powierzchni ziemi. Nieco później nauczyli się chemii i zaczęli izolować od nich takie gatunki jak cyna, ołów i żelazo. W średniowieczu popularność zyskały bardzo trujące rodzaje metali. W powszechnym użyciu był arszenik, którym otruła się ponad połowa dworu królewskiego we Francji. Podobnie jak rtęć, która pomagała leczyć różne choroby tamtych czasów, od zapalenia migdałków po dżumę. Już przed XX wiekiem znanych było ponad 60 metali, a na początku XXI wieku - 90. Postęp nie stoi w miejscu i prowadzi ludzkość do przodu. Ale pojawia się pytanie, który metal jest ciężki i przewyższa całą resztę? A w ogóle, czym są te najcięższe metale na świecie?

Wiele Błędnie myślą, że złoto i ołów to najcięższe metale. Dlaczego dokładnie tak się stało? Wielu z nas dorastało ze starymi filmami i widziało, jak główny bohater używa ołowianej płyty, by chronić się przed groźnymi kulami. Ponadto płyty ołowiane są nadal używane w niektórych rodzajach kamizelek kuloodpornych. A na słowo złoto wiele osób ma obraz z ciężkimi sztabkami tego metalu. Ale myślenie, że są najcięższe, jest błędne!

Aby określić najcięższy metal, należy wziąć pod uwagę jego gęstość, ponieważ im większa gęstość substancji, tym jest ona cięższa.

TOP 10 najcięższe metale na świecie

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

2. (22,53 g/cm3),

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

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

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

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

7. Złoto (19,85 g/cm3)

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

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

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

I gdzie jest świnia? I znajduje się znacznie niżej na tej liście, pośrodku drugiej dziesiątki.

Osm oraz iryd – najcięższe metale na świecie

Rozważać główni zawodnicy wagi ciężkiej, którzy dzielą 1 i 2 miejsce. Zacznijmy od irydu i jednocześnie podziękujmy angielskiemu naukowcowi Smithsonowi Tennatowi, który w 1803 roku otrzymał ten pierwiastek chemiczny z platyny, gdzie był obecny wraz z osmem w postaci domieszki. Z starożytna greka można przetłumaczyć jako „tęcza”. Metal ma biały kolor ze srebrnym odcieniem i można go nazwać nie tylko ciężkim, ale i najtrwalszym. Na naszej planecie jest go bardzo mało, a rocznie wydobywa się tylko do 10 000 kg. Wiadomo, że większość złóż irydu znajduje się w miejscach uderzeń meteorytów. Niektórzy naukowcy dochodzą do wniosku, że metal ten był wcześniej szeroko rozpowszechniony na naszej planecie, jednak ze względu na swój ciężar stale ściskał się bliżej środka Ziemi. jest obecnie szeroko poszukiwany w przemyśle i jest wykorzystywany do wytwarzania energii elektrycznej. Paleontolodzy również lubią z niego korzystać, a przy pomocy irydu określają wiek wielu znalezisk. Ponadto metal ten można wykorzystać do powlekania niektórych powierzchni. Ale jest to trudne.

Dalej rozważać . Jest to najcięższy w układzie okresowym Mendelejewa, odpowiednio, i najcięższy metal na świecie. Osm jest cynowobiały z niebieskim odcieniem i został również odkryty przez Smithsona Tennata w tym samym czasie co iryd. Osm jest prawie niemożliwy do przetworzenia i znajduje się głównie w miejscach uderzeń meteorytów. Pachnie nieprzyjemnie, pachnie mieszaniną chloru i czosnku. I z starożytna greka tłumaczy się jako „zapach”. Metal jest dość ogniotrwały i jest używany w żarówkach i innych metalowych urządzeniach ogniotrwałych. Za jeden gram tego pierwiastka trzeba zapłacić ponad 10 000 dolarów, z czego widać, że metal jest bardzo rzadki.

Osm

Jaknie mów tego, najcięższe metale są bardzo rzadkie i dlatego są drogie. I musimy pamiętać na przyszłość, że ani złoto, ani ołów nie są najcięższymi metalami na świecie! i - oto zwycięzcy wagi!

Platyna to ciężki, miękki, srebrzystobiały metal.

Ren to gęsty, srebrzystobiały twardy metal.

Neptunium to srebrzystobiały radioaktywny miękki metal.

Wykorzystanie metali w życiu codziennym rozpoczęło się u zarania rozwoju człowieka, a miedź była pierwszym metalem, ponieważ jest dostępna w naturze i może być łatwo przetwarzana. Nic dziwnego, że archeolodzy podczas wykopalisk znajdują z tego metalu różne wyroby i sprzęty gospodarstwa domowego. W procesie ewolucji ludzie stopniowo nauczyli się łączyć różne metale, uzyskując coraz trwalsze stopy nadające się do produkcji narzędzi, a później broni. W naszych czasach trwają eksperymenty, dzięki którym możliwe jest zidentyfikowanie najtrwalszych metali na świecie.

10.

• wysoka wytrzymałość właściwa;
• odporność na wysokie temperatury;
• niska gęstość;
• odporność na korozję;
• mechaniczne i odporność chemiczna.

Tytan jest wykorzystywany w przemyśle wojskowym, medycynie lotniczej, przemyśle stoczniowym i innych dziedzinach produkcji.

9.

Najsłynniejszy pierwiastek, który jest uważany za jeden z najsilniejszych metali na świecie, aw normalnych warunkach jest słabym metalem radioaktywnym. W naturze występuje zarówno w stanie wolnym, jak iw kwaśnych skałach osadowych. Jest dość ciężki, szeroko rozpowszechniony na całym świecie i ma właściwości paramagnetyczne, elastyczność, ciągliwość i względną plastyczność. Uran jest wykorzystywany w wielu obszarach produkcji.

8.

Znany jako najbardziej ogniotrwały metal ze wszystkich istniejących i należy do najsilniejszych metali na świecie. Jest to solidny element przejściowy o genialnej srebrno-szarej barwie. Posiada wysoką trwałość, doskonałą niepaliwość, odporność na wpływy chemiczne. Dzięki swoim właściwościom można go podkuć i wciągnąć w cienką nitkę. Znany jako żarnik wolframowy.

7.

Wśród przedstawicieli tej grupy jest uważany za metal przejściowy o dużej gęstości, srebrzystobiałym kolorze. Występuje w naturze w czystej postaci, ale występuje w surowcach molibdenu i miedzi. Charakteryzuje się dużą twardością i gęstością oraz doskonałą ogniotrwałością. Ma zwiększoną wytrzymałość, której nie traci się przy wielokrotnych zmianach temperatury. Ren należy do drogich metali i ma wysoki koszt. Wykorzystane w nowoczesna technologia i elektronikę.

6.

Błyszczący srebrzystobiały metal z lekko niebieskawym odcieniem, należy do grupy platyn i uważany jest za jeden z najtrwalszych metali na świecie. Podobnie jak iryd ma wysoką gęstość atomową, wysoką wytrzymałość i twardość. Ponieważ osm należy do metali platynowych, posiada właściwości zbliżone do irydu: ogniotrwałość, twardość, kruchość, odporność na wpływy mechaniczne, a także na wpływ agresywnych środowisk. Znalazł szerokie zastosowanie w chirurgii, mikroskopii elektronowej, przemyśle chemicznym, technologii rakietowej, sprzęcie elektronicznym.

5.

Należy do grupy metali i jest jasnoszarym pierwiastkiem o względnej twardości i wysokiej toksyczności. Ze względu na swoje unikalne właściwości beryl znajduje zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu:

• energia atomowa;
• inżynieria lotnicza;
• metalurgia;
• technologia laserowa;
• energia nuklearna.

Ze względu na dużą twardość beryl wykorzystywany jest do produkcji stopów stopowych i materiałów ogniotrwałych.

4.

Chrom jest następny w pierwszej dziesiątce najtrwalszych metali na świecie - twardy, niebieskawo-biały metal o wysokiej wytrzymałości, odporny na zasady i kwasy. Występuje naturalnie w czystej postaci i jest szeroko stosowany w różne branże nauka, technologia i produkcja. Chrom Wykorzystywany do tworzenia różnych stopów stosowanych w produkcji sprzętu medycznego i chemicznego. W połączeniu z żelazem tworzy stop żelazochromu, który jest wykorzystywany do produkcji narzędzi do skrawania metali.

3.

Tantal zasługuje na brąz w rankingu, ponieważ jest jednym z najtrwalszych metali na świecie. Jest to srebrzysty metal o dużej twardości i gęstości atomowej. Ze względu na tworzenie się na jej powierzchni warstewki tlenkowej ma ołowiowy odcień.

Charakterystyczne właściwości tantalu to wysoka wytrzymałość, ogniotrwałość, odporność na korozję i agresywne środowiska. Metal jest dość plastyczny i można go łatwo obrabiać. Dziś tantal jest z powodzeniem stosowany:

• w przemyśle chemicznym;
• w budowie reaktorów jądrowych;
• w produkcji metalurgicznej;
• przy tworzeniu stopów żaroodpornych.

2.

Drugie miejsce w rankingu najtrwalszych metali na świecie zajmuje ruten – srebrzysty metal należący do grupy platynowców. Jego cechą jest obecność w składzie tkanki mięśniowej organizmów żywych. Cennymi właściwościami rutenu są wysoka wytrzymałość, twardość, ogniotrwałość, odporność chemiczna oraz zdolność do tworzenia złożonych związków. Ruten jest dla wielu katalizatorem reakcje chemiczne, działa jako materiał do produkcji elektrod, styków, ostrych końcówek.

1.

W rankingu najtrwalszych metali świata na czele stoi iryd - srebrzystobiały, twardy i ogniotrwały metal należący do grupy platynowców. W naturze pierwiastek o wysokiej wytrzymałości jest niezwykle rzadki i często łączy się go z osmem. Ze względu na swoją naturalną twardość jest trudny w obróbce i posiada dużą odporność na uderzenia. chemiczny. Iryd bardzo trudno reaguje na działanie halogenów i nadtlenku sodu.

Ten metal odgrywa ważną rolę w życiu codziennym. Jest dodawany do tytanu, chromu i wolframu w celu poprawy odporności na środowiska kwaśne, stosowany w produkcji artykułów papierniczych, wykorzystywanych w biżuterii do tworzenia biżuterii. Koszt irydu pozostaje wysoki ze względu na jego ograniczoną obecność w przyrodzie.

Obecnie znanych jest już 126 pierwiastków chemicznych. Ale za najcięższe z nich uważa się Osm (Os) i Iryd (Ir). Oba te pierwiastki są metalami przejściowymi i należą do grupy platynowców. Ich numery seryjne w układzie okresowym I.P. Mendelejewa odpowiednio 76 i 77. Ponieważ są bardzo twarde, oba metale można porównać ze sobą pod względem gęstości. Wynika to z faktu, że wartości gęstości wyprowadzono czysto teoretycznie (22,562 g/cm³ (Ir) i 22,587 g/cm³ (Os)). A przy takich obliczeniach zawsze występuje błąd (± 0,009 g / cm³ dla obu obliczeń).

Historia odkryć

Odkrycie tych pierwiastków wiąże się z nazwiskiem angielskiego naukowca S. Tennanta. W 1803 r. studiował właściwości platyny. A podczas reakcji tego metalu z mieszaniną kwasów („aqua regia”) wyizolowano nierozpuszczalny osad składający się z zanieczyszczeń. Studiując tę ​​substancję, S. Tennant wyróżnił nowe pierwiastki, które nazwał „irydem” i „osmem”.
Pierwiastkowi nadano nazwę „iryd” („tęcza”), ponieważ jego sole miały różne kolory. A „osm” („zapach”) został tak nazwany ze względu na ostry, zbliżony do ozonu zapach tlenku osmu OsO4.

Nieruchomości

Zarówno osm, jak i iryd są prawie niemożliwe do przetworzenia. mieć bardzo wysoka temperatura topienie. W swojej kompaktowej formie nie reagują z mediami aktywnymi, takimi jak kwasy, zasady czy mieszaniny kwasów. Właściwości te obserwuje się dla osmu w temperaturach do 100°C, a dla irydu do 400°C.

Rozpościerający się

Najczęściej wydobywaną formą tych pierwiastków jest iryd osmu. Stop ten znajduje się głównie na obszarach, gdzie wydobywa się naturalną platynę i złoto. Innym miejscem, w którym często znajduje się iryd i osm, są meteoryty żelazne. Osm bez irydu prawie nigdy nie występuje w naturze. Natomiast iryd występuje w połączeniu z innymi metalami. Na przykład w związkach z rutenem lub rodem. Jednak iryd pozostaje jednym z najrzadszych pierwiastków chemicznych na naszej planecie. Jego produkcja przemysłowa na świecie nie przekracza 3 ton rocznie.
W chwili obecnej regiony będące głównymi źródłami wydobycia irydu i osmu to Kalifornia, Alaska (USA), Syberia (Rosja), Bushveld (RPA), Australia, Nowa Gwinea, Kanada.

Zdjęcia najcięższych metali

Film o najcięższych metalach