Osmiu VS iridiu

Dezbaterea despre care dintre cele două elemente ale tabelului periodic este mai grea încă nu se potolește. Cele mai grele două elemente ale tabelului concurează pentru acest drept - Osmium (76) și Iridium (77). Densitatea ambelor elemente este aproximativ egală cu 22,6 g/cm 3 .

Spre deosebire de liderul clar, printre metalele ușoare, cu metalele grele, totul nu este atât de simplu. Prin urmare, luați în considerare ambele metale.

Iridiu

Au trecut mai bine de două secole de când au apărut primele informații despre platină, un metal alb din America de Sud. Multă vreme oamenii au fost siguri că este un metal pur, la fel ca aurul. Abia chiar la începutul secolului al XIX-lea. Wollaston a reușit să izoleze paladiul și rodiul din platina nativă, iar în 1804 Tennant, studiind precipitatul negru rămas după dizolvarea platinei native în acva regia, a găsit încă două elemente în acesta. Unul dintre ei l-a numit osmiu, iar al doilea - iridiu. Sărurile acestui element în diferite condiții au fost vopsite în culori diferite. Această proprietate a stat la baza numelui: în greacă, cuvântul ιρις înseamnă „curcubeu”.

chimist rus

În 1841, celebrul chimist rus profesor Karl Karlovich Klaus a început să studieze așa-numitele reziduuri de platină, adică. reziduul insolubil rămas după ce platina brută a fost tratată cu apă regia. „La începutul lucrării”, a scris Klaus, „am fost surprins de bogăția rămășițelor mele, pentru că am extras din ea, pe lângă 10% platină, o cantitate considerabilă de iridiu, rodiu, osmiu, mai multe paladiu și un amestec de diferite metale cu conținut special”...

Klaus a informat autoritățile miniere despre bogăția rămășițelor. Autoritățile au devenit interesate de descoperirea omului de știință din Kazan, care promitea beneficii semnificative. O monedă a fost bătută din platină în acel moment, și obținerea metal pretios din rămășițe părea foarte promițătoare. Un an mai târziu, Monetăria din Sankt Petersburg ia oferit lui Klaus o jumătate de pud de resturi. Dar s-au dovedit a fi săraci în platină, iar omul de știință a decis să efectueze un studiu asupra lor, „interesant pentru știință”.

„Timp de doi ani”, a scris Klaus, „am fost constant implicat în această cercetare dificilă, lungă și chiar dăunătoare”, iar în 1845 am publicat lucrarea „Studiul chimic al resturilor de minereu de platină din Ural și metal de ruteniu”. Acesta a fost primul studiu sistematic al proprietăților analogilor de platină. Mai întâi a descris și Proprietăți chimice iridiu.

Klaus a remarcat că s-a ocupat de iridiu mai mult decât de alte metale din grupul platinei. În capitolul despre iridiu, el a atras atenția asupra inexactităților făcute de Berzelius în determinarea constantelor de bază ale acestui element și a explicat aceste inexactități prin faptul că venerabilul om de știință a lucrat cu iridiu care conținea un amestec de ruteniu, pe atunci încă necunoscut chimiștilor. și descoperit doar în cursul „studiului chimic al reziduurilor de minereu de platină Ural și ruteniu metal.

Ce este el, iridium?

Masa atomică a elementului #77 este 192,2. În tabelul periodic, este între osmiu și platină. Și în natură, se găsește în principal sub formă de iridiu osmic - un însoțitor frecvent al platinei native. Nu există iridiu nativ în natură.

Iridiul este un metal alb argintiu, foarte dur, greu și durabil. Potrivit International Nickel and Co., acesta este cel mai greu element: densitatea sa este de 22,65 g/cm 3 , iar densitatea însoțitorului său constant, osmiul, este al doilea cel mai greu 22,61 g/cm 3 . Adevărat, majoritatea cercetătorilor aderă la un punct de vedere diferit: ei cred că iridiul este încă puțin mai ușor decât osmiul.

Proprietatea naturală a iridiului (alias platinoid!) Este rezistența ridicată la coroziune. Nu este afectat de acizi nici la temperaturi normale, nici la temperaturi ridicate. Chiar și celebrul iridiu monolitic aqua regia este „prea dur”. Numai alcaliile topite și peroxidul de sodiu provoacă oxidarea elementului #77.

Iridiul este rezistent la halogeni. Reacționează cu ele cu mare dificultate și doar la temperaturi ridicate. Clorul formează patru cloruri cu iridiu: IrCl, IrCl 2 , IrCl 3 și IrCl 4 . Triclorura de iridiu se obtine cel mai usor din pulberea de iridiu pusa intr-un curent de clor la 600°C. Singurul compus halogen în care iridiul este hexavalent este fluorura IrF6. Iridul măcinat fin se oxidează la 1000°C și în jet de oxigen și, în funcție de condiții, se pot obține mai mulți compuși de compoziție diferită.

Ca toate metalele din grupa platinei, iridiul formează săruri complexe. Printre acestea se numără săruri cu cationi complecși, de exemplu Cl 3 și săruri cu anioni complecși, de exemplu K 3 3H 2 O. Ca agent de complexare, iridiul este similar cu vecinii săi conform tabelului periodic.

Iridiul pur se obține din osmium iridium nativ și din resturile de minereuri de platină (după ce din acestea s-au extras platină, osmiu, paladiu și ruteniu). Nu vom extinde tehnologia de obținere a iridiului, trimițând cititorul la articolele „Rodiu”, „Osmiu” și „Platină”.

Iridiul se obține sub formă de pulbere, care este apoi presată în produse semifabricate și aliată, sau pulberea este topită în cuptoare electrice în atmosferă de argon. Iridiul pur poate fi forjat atunci când este fierbinte, dar la temperaturi obișnuite este fragil și nefuncționabil.

Iridium în acțiune

Iridiul pur este folosit pentru fabricarea creuzetelor în scopuri de laborator și a muștiștilor pentru suflarea sticlei refractare. Puteți folosi, desigur, iridiu ca acoperire. Cu toate acestea, există dificultăți aici. În modul electrolitic obișnuit, iridiul este aplicat pe un alt metal cu dificultate, iar stratul de acoperire este destul de liber. Cel mai bun electrolit ar fi hexaclorura complexă de iridiu, dar este instabilă în soluție apoasă și chiar și în acest caz calitatea acoperirii lasă de dorit.

A fost dezvoltată o metodă pentru producerea de acoperiri cu iridiu electrolitic din cianuri de potasiu și sodiu topite la 600°C. În acest caz, se formează un strat dens de până la 0,08 mm grosime.

Este mai puțin laborioasă obținerea de acoperiri cu iridiu prin placare. Un strat subțire de înveliș metalic este așezat pe metalul de bază, iar apoi acest „sandviș” trece sub presa la cald. În acest fel, se obțin fire de tungsten și molibden acoperite cu iridiu. O piesă de prelucrat din molibden sau tungsten este introdusă într-un tub de iridiu și forjată în stare fierbinte, apoi trasă la grosimea dorită la 500...600°C. Acest fir este folosit pentru a face grile de control în tuburi vidate.

Este posibil să se aplice acoperiri cu iridiu pe metale și ceramică prin mijloace chimice. Pentru aceasta, se obține o soluție dintr-o sare complexă de iridiu, de exemplu, cu fenol sau altă substanță organică. O astfel de soluție este aplicată pe suprafața produsului, care este apoi încălzit la 350...400°C într-o atmosferă controlată, adică într-o atmosferă cu un potenţial redox controlat. În aceste condiții, materia organică se evaporă sau se arde, iar stratul de iridiu rămâne pe produs.

Dar acoperirile nu sunt principala aplicație a iridiului. Acest metal îmbunătățește proprietățile mecanice și fizico-chimice ale altor metale. De obicei, este folosit pentru a le crește rezistența și duritatea. Adăugarea de 10% iridiu la platină relativ moale aproape că își triplează duritatea și rezistența la tracțiune. Dacă cantitatea de iridiu din aliaj crește la 30%, duritatea aliajului nu va crește mult, dar rezistența la tracțiune se va dubla din nou - până la 99 kg / mm 2. Deoarece astfel de aliaje au o rezistență excepțională la coroziune, ele sunt utilizate pentru a face creuzete rezistente la căldură care pot rezista la căldură puternică în medii agresive. În astfel de creuzete, în special, sunt crescute cristale pentru tehnologia laser. Aliajele de platină-iridiu atrag și bijutierii - bijuteriile realizate din aceste aliaje sunt frumoase și cu greu se uzează. Standardele sunt, de asemenea, realizate dintr-un aliaj de platină-iridiu, uneori un instrument chirurgical.

Spdavy iridiu

În viitor, aliajele iridiu-platină pot deveni de o importanță deosebită în așa-numita tehnologie de curent scăzut ca material de contact ideal. De fiecare dată când se face și se deschide un contact obișnuit de cupru, se produce o scânteie; ca urmare, suprafața de cupru se oxidează destul de rapid. La contactoarele pentru curenți mari, de exemplu pentru motoarele electrice, acest fenomen nu este foarte dăunător pentru funcționare: suprafața de contact este curățată din când în când cu șmirghel, iar contactorul este din nou gata de funcționare. Dar, când avem de-a face cu echipamente cu curent redus, de exemplu, în tehnologia comunicațiilor, un strat subțire de oxid de cupru are un efect foarte puternic asupra întregului sistem, îngreunând trecerea curentului prin contact. Și anume, la aceste dispozitive, frecvența de pornire este deosebit de mare - este suficient să rechemați centrale telefonice automate (centrale telefonice automate). Aici vin în ajutor contactele rezistente la foc de platină-iridiu - pot dura aproape pentru totdeauna! Singura pacat este ca aceste aliaje sunt foarte scumpe si pana acum nu sunt suficiente.

Iridiul se adaugă nu numai la platină. Adăugări mici de element nr. 77 la wolfram și molibden măresc rezistența acestor metale la temperaturi ridicate. O adăugare slabă de iridiu la titan (0,1%) crește dramatic rezistența deja semnificativă la acizi. Același lucru este valabil și pentru crom. Termocuplurile realizate din iridiu și un aliaj iridiu-rodiu (40% rodiu) funcționează fiabil la temperaturi ridicate într-o atmosferă oxidantă. Un aliaj de iridiu și osmiu este folosit pentru a face puncte de lipit pentru vârfurile stiloului și ace de busolă.

Rezumând, putem spune că iridiul metalic este utilizat în principal din cauza constanței sale - dimensiunile produselor metalice, proprietățile sale fizice și chimice sunt constante și, ca să spunem așa, sunt constante la cel mai înalt nivel.

Rezerve pe Pământ

Ca și alte metale din grupa VIII, iridiul poate fi utilizat în industria chimica ca catalizator. Catalizatorii de iridiu-nichel sunt uneori folosiți pentru a produce propilenă din acetilenă și metan. Iridiul a făcut parte din catalizatorii de platină pentru formarea oxizilor de azot (în procesul de obținere a acidului azotic). Unul dintre oxizii de iridiu, IrO 2 , a fost încercat să fie folosit în industria porțelanului ca vopsea neagră. Dar această vopsea este prea scumpă...

Rezervele de iridiu de pe Pământ sunt mici, conținutul său în scoarța terestră este calculat în milionatimi de procent. Producția acestui element este, de asemenea, mică - nu mai mult de o tonă pe an. La nivel mondial!

În acest sens, este dificil de presupus că, în timp, vor veni schimbări dramatice în soarta iridiului - va rămâne pentru totdeauna un metal rar și scump. Dar acolo unde este folosit, servește impecabil, iar această fiabilitate unică este o garanție că știința și industria viitorului nu se vor descurca fără iridiu.

Iridium paznic

În multe industrii chimice și metalurgice, cum ar fi furnalele, este foarte important să se cunoască nivelul de solide din agregate. De obicei, pentru un astfel de control se folosesc sonde voluminoase suspendate pe trolii speciale pentru sonde. LA anul trecut sondele au început să fie înlocuite cu containere de dimensiuni mici cu un izotop radioactiv artificial - iridiu-192. 192 nuclee Ir emit raze gamma de mare energie; timpul de înjumătățire al izotopului este de 74,4 zile. O parte din razele gamma este absorbită de amestec, iar receptorii de radiații înregistrează slăbirea fluxului. Acesta din urmă este proporțional cu distanța pe care o parcurg fasciculele în amestec. Iridium-192 este, de asemenea, folosit cu succes pentru control suduri; cu ajutorul lui, toate locurile negătite și incluziunile străine sunt clar fixate pe film. Detectoarele de defecte Gamma cu iridiu-192 sunt, de asemenea, folosite pentru a controla calitatea produselor din oțel și aliaje de aluminiu.

efectul Mössbauer

În 1958, un tânăr fizician din Germania, Rudolf Mössbauer, a făcut o descoperire care a atras atenția tuturor fizicienilor din lume. Efectul descoperit de Mössbauer a făcut posibilă măsurarea fenomenelor nucleare foarte slabe cu o acuratețe uimitoare. La trei ani de la descoperire, în 1961, Mössbauer a primit pentru munca sa Premiul Nobel. Pentru prima dată acest efect a fost descoperit asupra nucleelor ​​izotopului iridiu-192.

Inima bate mai repede

Una dintre cele mai interesante aplicații ale aliajelor de platină-iridiu din ultimii ani este fabricarea de stimulatoare cardiace electrice din acestea. Electrozii cu cleme de platină-iridiu sunt implantați în inima unui pacient cu angină pectorală. Electrozii sunt conectați la un receptor, care se află și în corpul pacientului. Generatorul cu antenă inelă este amplasat în exterior, de exemplu, în buzunarul pacientului. Antena inel este montată pe corpul opus receptorului. Când pacientul simte că vine un atac de angină, pornește generatorul. Antena inelă primește impulsuri care sunt transmise către receptor și de la acesta către electrozii de platină-pridiu. Electrozii, prin transmiterea impulsurilor către nervi, fac inima să bată mai activ. Acum, în URSS, multe stații de ambulanță sunt echipate cu generatoare similare. În caz de stop cardiac, se face o incizie în vena claviculară, se introduce în ea un electrod conectat la generator, se pornește generatorul, iar după câteva minute inima începe să funcționeze din nou.

Izotopi - stabili și instabili

În notele anterioare, s-au spus destul de multe despre radioizotopul iridium-192, care este folosit în numeroase dispozitive și chiar implicat într-o descoperire științifică importantă. Dar, pe lângă iridiu-192, acest element are încă 14 izotopi radioactivi cu numere de masă de la 182 la 198. Cel mai greu izotop în același timp este cel mai scurt, timpul său de înjumătățire este mai mic de un minut. Izotopul iridiu-183 este interesant doar pentru că timpul său de înjumătățire este de exact o oră. Iridiul are doar doi izotopi stabili. Ponderea iridiului-193 mai greu în amestecul natural este de 62,7%. Cota iridiului-191, respectiv, este de 37,3%.

Clorurați benefici

Cloriridații sunt cloruri complexe de iridiu tetravalent; formula lor generală este Me 2 . Datorită cloridaților, este posibil, în principiu, să se separe cu încredere compuși ai unor elemente similare precum sodiul și potasiul. Clorura de sodiu este solubilă în apă, dar clorura de potasiu este practic insolubilă. Dar pentru o astfel de operație, clorurații sunt prea scumpi, deoarece iridiul original este scump. Acest lucru nu înseamnă, totuși, că cloriradații sunt în general inutili. Capacitatea iridiului de a forma acești compuși este folosită pentru a izola elementul #77 dintr-un amestec de metale de platină.

Dacă din punct de vedere al practicii, elementul nr. 76 printre alte metale de platină arată destul de obișnuit, atunci din punctul de vedere al chimiei clasice (subliniem, chimia anorganică clasică, și nu chimia compușilor complecși), acest element este foarte semnificative.

În primul rând, pentru el, spre deosebire de majoritatea elementelor din grupa VIII, valența 8+ este caracteristică și formează tetroxid stabil OsO 4 cu oxigenul. Acesta este un compus deosebit și, aparent, nu este o coincidență faptul că elementul nr. 76 a primit un nume bazat pe una dintre proprietățile caracteristice ale tetroxidului său.

Osmiul este detectat prin miros

O astfel de afirmație poate părea paradoxală: la urma urmei, nu vorbim despre un halogen, ci despre un metal de platină ...

Istoria descoperirii a patru dintre cei cinci platinoizi este asociată cu numele a doi oameni de știință englezi, doi contemporani. William Wollaston în 1803...1804 a descoperit paladiul și rodiul, iar un alt englez, Smithson Tennant (1761 ... 1815), în 1804 - iridiu și osmiu. Dar dacă Wollaston și-a găsit ambele elemente „ale” în acea parte de platină brută care a fost dizolvată în acva regia, atunci Tennant a avut noroc când a lucrat cu reziduul insolubil: după cum s-a dovedit, era un aliaj natural de iridiu și osmiu.

Același reziduu a fost studiat de trei chimiști francezi cunoscuți - Collet-Descoti, Fourcroix și Vauquelin. Ei și-au început cercetările chiar înainte de Tennant. La fel ca el, ei au observat eliberarea de fum negru atunci când platina brută a fost dizolvată. La fel ca el, ei, prin topirea reziduului insolubil cu potasiu caustic, au reușit să obțină compuși care au reușit totuși să fie dizolvați. Fourcroix și Vauquelin erau atât de convinși că reziduul insolubil de platină brută conține element nou care i-a dat dinainte un nume - pten - din grecescul πτηνος - înaripat. Dar numai Tennant a reușit să separe acest reziduu și să demonstreze existența a două elemente noi - iridiu și osmiu.

Numele elementului #76 provine din cuvântul grecesc οσμη, care înseamnă „miros”. Un miros neplăcut iritant, asemănător cu mirosurile de clor și usturoi în același timp, a apărut atunci când produsul de fuziune a osmiridiului cu alcalii a fost dizolvat. Purtătorul acestui miros a fost anhidrida de osmiu sau tetroxidul de osmiu OsO4. Mai târziu s-a dovedit că osmiul în sine poate mirosi la fel de rău, deși mult mai slab. Măcinat fin, se oxidează treptat în aer, transformându-se în OsO 4 ...

Osmiu metalic

Osmiul este un metal alb-staniu cu o nuanță gri-albastru. Este cel mai greu dintre toate metalele (densitatea sa este de 22,6 g/cm3) și unul dintre cele mai dure. Cu toate acestea, buretele de osmiu poate fi măcinat într-o pulbere deoarece este fragil. Osmiul se topește la o temperatură de aproximativ 3000 ° C, iar punctul său de fierbere nu a fost încă determinat cu precizie. Se crede că se află undeva în jurul valorii de 5500°C.

Duritatea mare a osmiului (7,0 pe scara Mohs) este poate una dintre proprietățile sale fizice care este cel mai utilizată. Osmiul este introdus în compoziția aliajelor dure cu cea mai mare rezistență la uzură. În stilourile scumpe, lipirea pe vârful stiloului este realizată din aliaje de osmiu cu alte metale de platină sau cu wolfram și cobalt. Aliaje similare sunt folosite pentru a face piese mici ale instrumentelor de măsurare de precizie care sunt supuse uzurii. Mic - deoarece osmiul nu este distribuit pe scară largă (5 10 -6% din greutatea scoarței terestre), împrăștiat și scump. Acest lucru explică, de asemenea, utilizarea limitată a osmiului în industrie. Merge doar acolo unde, cu o cantitate mică de metal, poți obține un efect mare. De exemplu, în industria chimică, care încearcă să folosească osmiul ca catalizator. În reacțiile de hidrogenare a substanțelor organice, catalizatorii de osmiu sunt chiar mai eficienți decât cei de platină.

Câteva cuvinte despre poziția osmiului printre alte metale de platină. În exterior, diferă puțin de ele, dar osmiul este cel care are cele mai mari puncte de topire și fierbere dintre toate metalele din acest grup, el este cel mai greu. De asemenea, poate fi considerat cel mai puțin „nobil” dintre platinoizi, deoarece este oxidat de oxigenul atmosferic deja la temperatura camerei (într-o stare fin divizată). Și osmiul este cel mai scump dintre toate metalele de platină. Dacă în 1966 platina era evaluată pe piața mondială de 4,3 ori mai scumpă decât aurul, iar iridiul - de 5,3 ori, atunci coeficientul similar pentru osmiu a fost de 7,5.

Ca și alte metale de platină, osmiul prezintă mai multe valențe: 0, 2+, 3+, 4+, 6+ și 8+. Cel mai adesea puteți găsi compuși ai osmiului tetra și hexavalent. Dar atunci când interacționează cu oxigenul, acesta prezintă o valență de 8+.

Ca și alte metale de platină, osmiul este un bun agent de complexare, iar chimia compușilor de osmiu nu este mai puțin diversă decât, să zicem, cea a paladiului sau ruteniului.

Anhidridă și altele

Fără îndoială, cel mai important compus al osmiului rămâne tetroxidul său OsO4 sau anhidrida de osmiu. Ca și osmiul elementar, OsO 4 are proprietăți catalitice; OsO 4 este utilizat în sinteza celui mai important medicament modern - cortizonul. În studiile microscopice ale țesuturilor animale și vegetale, tetroxidul de osmiu este utilizat ca preparat de colorare. OsO 4 este foarte toxic, irită puternic pielea, mucoasele și este deosebit de dăunător pentru ochi. Orice lucru cu această substanță utilă necesită precauție extremă.

În exterior, tetroxidul de osmiu pur arată destul de obișnuit - cristale galben pal, solubile în apă și tetraclorură de carbon. La o temperatură de aproximativ 40°C (există două modificări ale OsO 4 cu puncte de topire apropiate), se topesc, iar la 130°C, tetroxidul de osmiu fierbe.

Un alt oxid de osmiu - OsO 2 - o pulbere neagră insolubilă în apă - nu are nicio semnificație practică. De asemenea, nu a fost găsit încă aplicație practicăși alți compuși cunoscuți ai elementului nr. 76 - clorurile și fluorurile sale, iodurile și oxiclorurile, sulfura OsS 2 și telurura OsTe 2 - substanțe negre cu structură de pirit, precum și numeroase complexe și majoritatea aliajelor de osmiu. Singurele excepții sunt unele aliaje ale elementului nr. 76 cu alte metale de platină, wolfram și cobalt. Consumatorul lor principal este instrumentarul.

Cum se obține osmiul

Osmiul nativ nu se găsește în natură. Este întotdeauna asociat în minerale cu un alt metal din grupa platinei, iridiul. Există un întreg grup de minerale de iridiu osmic. Cel mai comun dintre ele este nevyanskite, un aliaj natural al acestor două metale. Conține mai mult iridiu, motiv pentru care nevyanschitul este adesea numit pur și simplu iridiu osmiu. Dar un alt mineral - sysertskite - se numește iridid ​​osmium - conține mai mult osmiu ... Ambele aceste minerale sunt grele, cu o strălucire metalică, iar acest lucru nu este surprinzător - așa este compoziția lor. Și este de la sine înțeles că toate mineralele din grupul iridiului osmic sunt foarte rare.

Uneori, aceste minerale se găsesc independent, dar cel mai adesea osmiul iridiul face parte din platina brută nativă. Principalele rezerve ale acestor minerale sunt concentrate în URSS (Siberia, Urali), SUA (Alaska, California), Columbia, Canada și țările din Africa de Sud.

Desigur, osmiul este extras împreună cu platina, dar rafinarea osmiului diferă semnificativ de metodele de izolare a altor metale de platină. Toate acestea, cu excepția ruteniului, sunt precipitate din soluții, în timp ce osmiul se obține prin distilarea acestuia față de tetroxidul volatil.

Dar înainte ca OsO 4 să fie distilat, iridiul de osmiu trebuie separat de platină, iar apoi iridiul și osmiul trebuie separate.

Când platina este dizolvată în acva regia, mineralele grupului osmic iridiu rămân în sediment: chiar și acest solvent al tuturor solvenților nu poate depăși aceste aliaje naturale cele mai stabile. Pentru a le aduce în soluție, precipitatul este aliat cu de opt ori mai multă cantitate de zinc - acest aliaj este relativ ușor de transformat în pulbere. Pulberea este sinterizată cu peroxid de bariu BaO 3 , iar apoi masa rezultată este tratată cu un amestec de acizi azotic și clorhidric direct în aparatul de distilare pentru a distila OsO 4 .

Se captează cu o soluţie alcalină şi se obţine o sare din compoziţia Na 2 OsO 4 . O soluție din această sare este tratată cu hiposulfit, după care osmiul este precipitat cu clorură de amoniu sub formă de sare Fremy Cl 2 . Precipitatul este spălat, filtrat și apoi aprins într-o flacără reducătoare. În acest fel, se obține osmiu spongios încă insuficient pur.

Apoi se purifică prin tratare cu acizi (HF și HCl) și se reduce în continuare într-un cuptor electric cu jet de hidrogen. După răcire, metalul este obţinut cu o puritate de până la 99,9% O 3 .

Aceasta este schema clasică de obținere a osmiului - un metal care este încă folosit foarte limitat, un metal foarte scump, dar destul de util.

Cu cât mai mult, cu atât... mai mult

Osmiul natural este format din șapte izotopi stabili cu numerele de masă 184, 186 ... 190 și 192. Un model interesant: cu cât numărul de masă al unui izotop de osmiu este mai mare, cu atât este mai comun. Ponderea celui mai ușor izotop, osmiul-184, este de 0,018%, iar cel mai greu, osmiul-192, este de 41%. Dintre izotopii radioactivi artificiali ai elementului 76, cel mai longeviv este osmiul-194, cu un timp de înjumătățire de aproximativ 700 de zile.

Carbonili de osmiu

În ultimii ani, chimiștii și metalurgiștii sunt din ce în ce mai interesați de carbonili - compuși ai metalelor cu CO, în care metalele sunt formal zerovalente. Nichelul carbonil este deja folosit pe scară largă în metalurgie, iar acest lucru ne permite să sperăm că alți compuși similari vor putea în cele din urmă să faciliteze producția anumitor materiale valoroase. Doi carbonili sunt acum cunoscuți pentru osmiu. Os(CO)5 pentacarbonil este un lichid incolor în condiții normale (punct de topire 15°C). Obțineți-l la 300°C și 300 atm. din tetroxid de osmiu și monoxid de carbon. La temperatura și presiunea obișnuită, Os(CO)5 se transformă treptat într-un alt carbonil din compoziția Os3(CO)12, o substanță cristalină galbenă care se topește la 224°C. Structura acestei substanțe este interesantă: trei atomi de osmiu formează un triunghi echilateral cu fețele lungi de 2,88 Ǻ, iar la fiecare vârf al acestui triunghi sunt atașate patru molecule de CO.

Fluorurile controversate și de necontestat

„Fluorurile OsF 4 , OsF 6 , OsF 8 sunt formate din elemente la 250...300°C... OsF 8 este cea mai volatilă dintre toate fluorurile de osmiu, bp. 47,5 ° „... Acest citat este preluat din volumul III al Brief Chemical Encyclopedia, publicat în 1964. Dar în volumul III al Fundamentelor Chimie generală» B.V. Nekrasov, publicat în 1970, existența octafluorurii de osmiu OsF 8 este respinsă. Cităm: „În 1913, au fost obținute pentru prima dată două fluoruri volatile de osmiu, descrise ca OsF 6 și OsF 8 . Așa s-a crezut până în 1958, când s-a dovedit că în realitate ele corespund formulelor OsF 5 și OsF 6 . Astfel, timp de 45 de ani prezentat în literatura stiintifica OsF 8 nu a existat niciodată. Cazurile similare de „închidere” a conexiunilor descrise anterior nu sunt atât de rare.

Rețineți că și elementele trebuie să fie „închise” uneori... Rămâne de adăugat că, pe lângă cele menționate în Enciclopedia Chimică Scurtă, s-a obținut o altă fluorură de osmiu - OsF 7 instabil. Această substanță galben pal la temperaturi peste –100°C se descompune în OsF 6 și fluor elementar.

Pe baza materialelor de la n-t.ru

Fizica la fiecare pas Perelman Yakov Isidorovici

Care este cel mai greu metal?

Care este cel mai greu metal?

În viața de zi cu zi, plumbul este considerat un metal greu. Este mai greu decât zincul, staniul, fierul, cuprul, dar totuși nu poate fi numit cel mai greu metal. Mercur, metal lichid, mai greu decât plumbul; dacă arunci o bucată de plumb în mercur, acesta nu se va scufunda în el, ci va pluti la suprafață. Cu o mână nu poți ridica o sticlă de un litru de mercur: cântărește aproape 14 kg. Cu toate acestea, mercurul nu este cel mai greu metal: aurul și platina sunt de o ori și jumătate mai grele decât mercurul.

Recordul de greutate este doborât de metale rare - iridiu și osmiu: sunt de aproape trei ori mai grele decât fierul și de peste o sută de ori mai grele decât pluta; ar fi nevoie de 110 dopuri obișnuite pentru a echilibra un dop de iridiu sau osmiu de aceeași dimensiune.

Pentru referință, greutatea specifică a unor metale este dată:

Acest text este o piesă introductivă. Din cartea autorului

1911 „Ernest Rutherford... a făcut cea mai mare schimbare în viziunea noastră asupra materiei de pe vremea lui Democrit.” Fizicianul englez ARTHUR EDDINGTON Ce i-a îngrijorat pe oamenii de știință? Atacul asupra atomului a continuat cu o vigoare reînnoită. Amintiți-vă de „budinca de stafide” - modelul atomului care

Din cartea autorului

CAPITOLUL 1. NU SUNTEȚI DESTUL, EU SUNT BUN Printre numeroasele motive pentru care am ales fizica ca profesie a fost dorința de a face ceva pe termen lung, chiar etern. Dacă, am argumentat, a trebuit să pun atât de mult timp, energie și entuziasm în ceva, atunci

Din cartea autorului

3. Cel mai mare telescop refractor din lume Cel mai mare telescop refractor din lume a fost instalat în 1897 la Observatorul Yerkes al Universității din Chicago (SUA). Diametrul său este D = 102 centimetri și distanța sa focală este de 19,5 metri. Imaginează-ți cât spațiu are nevoie

Din cartea autorului

Care este cel mai ușor metal? Tehnicienii numesc „ușoare” toate acele metale care sunt de două sau mai multe ori mai ușoare decât fierul. Cel mai comun metal ușor folosit în tehnologie - aluminiu, care este de trei ori mai ușor decât fierul. Magneziul este și mai ușor: este de 1 1/2 ori mai ușor decât aluminiul. LA

Cele mai grele metale din lume

Metaleleomenirea a început să folosească activ încă din anii 3000-4000 î.Hr. Atunci oamenii au cunoscut cel mai mult răspândită dintre acestea, este aur, argint, cupru. Aceste metale erau foarte ușor de găsit pe suprafața pământului. Puțin mai târziu, au învățat chimia și au început să izoleze din ei specii precum staniul, plumbul și fierul. În Evul Mediu, tipurile de metale foarte otrăvitoare au câștigat popularitate. Arsenul era de uz comun, cu care mai mult de jumătate din curtea regală din Franța a fost otrăvită. La fel și mercurul, care a ajutat la vindecarea diferitelor boli ale acelor vremuri, de la amigdalita la ciuma. Deja înainte de secolul al XX-lea, erau cunoscute peste 60 de metale, iar la începutul secolului XXI - 90. Progresul nu stă pe loc și duce omenirea înainte. Dar se pune întrebarea, care metal este greu și depășește restul? Și, în general, care sunt acestea, aceste metale cele mai grele din lume?

Mulți Ei cred în mod eronat că aurul și plumbul sunt cele mai grele metale. De ce sa întâmplat exact? Mulți dintre noi au crescut cu filme vechi și am văzut cum personajul principal folosește o placă de plumb pentru a se proteja de gloanțe vicioase. În plus, plăcile de plumb sunt încă folosite astăzi în unele tipuri de armuri. Și la cuvântul aur, mulți oameni au o imagine cu lingouri grele din acest metal. Dar a crede că sunt cele mai grele este greșit!

Pentru a determina cel mai greu metal, trebuie luată în considerare densitatea acestuia, deoarece cu cât densitatea unei substanțe este mai mare, cu atât aceasta este mai grea.

TOP 10 cele mai grele metale din lume

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

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

3. Platină (21,44 g/cm 3),

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

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

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

7. Aur (19,85 g/cm3)

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

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

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

Și unde este porcul? Și se află mult mai jos în această listă, la mijlocul celui de-al doilea zece.

Osmiuși iridiu - cele mai grele metale din lume

Considera greii principale care împart locurile 1 și 2. Să începem cu iridiu și să spunem în același timp mulțumiri omului de știință englez Smithson Tennat, care în 1803 a primit acest element chimic din platină, unde era prezent alături de osmiul sub formă de impuritate. cu greaca antica poate fi tradus prin „curcubeu”. Metalul are o culoare albă cu o tentă argintie și poate fi numit nu numai greu, ci și cel mai durabil. Există foarte puțin din ea pe planeta noastră și doar până la 10.000 kg din ea sunt extrase pe an. Se știe că majoritatea depozitelor de iridiu pot fi găsite în locurile impactului meteoriților. Unii oameni de știință ajung la concluzia că acest metal a fost anterior larg răspândit pe planeta noastră, cu toate acestea, datorită greutății sale, s-a strâns constant mai aproape de centrul Pământului. este acum foarte solicitat în industrie și este folosit pentru a genera energie electrică. De asemenea, paleontologilor le place să-l folosească, iar cu ajutorul iridiului determină vârsta multor descoperiri. În plus, acest metal poate fi folosit pentru a acoperi unele suprafețe. Dar e greu să faci asta.

Mai departe considera . Este cel mai greu din tabelul periodic al lui Mendeleev și, respectiv, cel mai greu metal din lume. Osmiul este alb-staniu cu o nuanță albastră și a fost descoperit și de Smithson Tennat în același timp cu iridiul. Osmiul este aproape imposibil de procesat și se găsește în principal la locurile impactului meteoriților. Miroase neplăcut, miroase a amestec de clor și usturoi. Si cu greaca antica se traduce prin „miros”. Metalul este destul de refractar și este folosit în becuri și alte aparate din metal refractar. Pentru doar un gram din acest element, trebuie să plătești mai mult de 10.000 de dolari, din care este clar că metalul este foarte rar.

Osmiu

Cumnu spune, cele mai grele metale sunt foarte rare si prin urmare sunt scumpe. Și trebuie să ne amintim pentru viitor că nici aurul, nici plumbul nu sunt cele mai grele metale din lume! și - iată câștigătorii la greutate!

Platina este un metal greu, moale, alb-argintiu.

Reniul este un metal dur dens, alb-argintiu.

Neptuniul este un metal moale radioactiv alb argintiu.

Utilizarea metalelor în viața de zi cu zi a început în zorii dezvoltării umane, iar cuprul a fost primul metal, deoarece este disponibil în natură și poate fi procesat cu ușurință. Nu e de mirare că arheologii în timpul săpăturilor găsesc diverse produse și ustensile de uz casnic realizate din acest metal. În procesul de evoluție, oamenii au învățat treptat să combine diferite metale, obținând aliaje din ce în ce mai durabile, potrivite pentru fabricarea uneltelor, iar mai târziu a armelor. În vremea noastră, experimentele continuă, datorită cărora este posibilă identificarea celor mai durabile metale din lume.

10.

• rezistență specifică ridicată;
• rezistență la temperaturi ridicate;
• densitate scazuta;
• rezistență la coroziune;
• mecanică şi rezistență chimică.

Titanul este folosit în industria militară, medicina aviației, construcțiile navale și în alte domenii de producție.

9.

Cel mai faimos element, care este considerat unul dintre cele mai puternice metale din lume, și în condiții normale este un metal slab radioactiv. În natură, se găsește atât în ​​stare liberă, cât și în rocile sedimentare acide. Este destul de greu, distribuit pe scară largă în întreaga lume și are proprietăți paramagnetice, flexibilitate, maleabilitate și plasticitate relativă. Uraniul este folosit în multe domenii de producție.

8.

Cunoscut ca cel mai refractar metal dintre toate existente și aparține celor mai puternice metale din lume. Este un element de tranziție solid de culoare gri-argintie strălucitoare. Posedă durabilitate ridicată, infuzibilitate excelentă, rezistență la influențe chimice. Datorită proprietăților sale, poate fi forjat și tras într-un fir subțire. Cunoscut ca filament de wolfram.

7.

Printre reprezentanții acestui grup, este considerat un metal de tranziție de înaltă densitate, de culoare alb-argintiu. Se găsește în natură în forma sa pură, dar se găsește în materiile prime din molibden și cupru. Are duritate și densitate ridicate și are o refractare excelentă. Are o rezistență crescută, care nu se pierde cu schimbări repetate de temperatură. Reniul aparține metalelor scumpe și are un cost ridicat. Folosit in tehnologie modernași electronice.

6.

Un metal alb argintiu strălucitor, cu o nuanță ușor albăstruie, aparține grupului de platine și este considerat unul dintre cele mai durabile metale din lume. Similar cu iridiul, are o densitate atomică mare, rezistență și duritate ridicate. Deoarece osmiul aparține metalelor de platină, are proprietăți similare iridiului: refractaritate, duritate, fragilitate, rezistență la influențe mecanice, precum și la influența mediilor agresive. A găsit o largă aplicație în chirurgie, microscopia electronică, industria chimică, tehnologia rachetelor, echipamente electronice.

5.

Aparține grupului de metale și este un element gri deschis, cu duritate relativă și toxicitate ridicată. Datorită proprietăților sale unice, beriliul este utilizat într-o mare varietate de industrii:

• energie nucleara;
• inginerie aerospațială;
• metalurgie;
• tehnologie laser;
• energie nucleară.

Datorită durității sale mari, beriliul este utilizat în producția de aliaje și materiale refractare.

4.

Cromul este următorul în topul celor mai durabile zece metale din lume - un metal dur, de înaltă rezistență, alb-albăstrui, care este rezistent la alcalii și acizi. Se găsește în mod natural în forma sa pură și este utilizat pe scară largă în diverse industriiștiință, tehnologie și producție. Crom Folosit pentru a crea diferite aliaje care sunt utilizate la fabricarea echipamentelor de prelucrare medicală și chimică. În combinație cu fierul, formează un aliaj de ferocrom, care este utilizat la fabricarea sculelor de tăiere a metalelor.

3.

Tantalul merită bronzul în clasament, fiind unul dintre cele mai durabile metale din lume. Este un metal argintiu cu duritate mare și densitate atomică. Datorită formării unei pelicule de oxid pe suprafața sa, are o nuanță de plumb.

Proprietățile distinctive ale tantalului sunt rezistența ridicată, refractaritatea, rezistența la coroziune și mediile agresive. Metalul este un metal destul de ductil și poate fi prelucrat cu ușurință. Astăzi, tantalul este folosit cu succes:

• în industria chimică;
• în construcția de reactoare nucleare;
• în producția metalurgică;
• la crearea aliajelor rezistente la căldură.

2.

A doua linie a clasamentului celor mai durabile metale din lume este ocupată de ruteniu - un metal argintiu aparținând grupului platinei. Caracteristica sa este prezența în compoziția țesutului muscular al organismelor vii. Proprietățile valoroase ale ruteniului sunt rezistența ridicată, duritatea, refractaritatea, rezistența chimică și capacitatea de a forma compuși complecși. Ruteniul este considerat un catalizator pentru mulți reacții chimice, acționează ca material pentru fabricarea electrozilor, contactelor, vârfurilor ascuțite.

1.

Evaluarea celor mai durabile metale din lume este condusă de iridiu - un metal alb-argintiu, dur și refractar, care aparține grupului de platină. În natură, un element de înaltă rezistență este extrem de rar și este adesea combinat cu osmiul. Datorita duritatii sale naturale, este dificil de prelucrat si are o rezistenta mare la impact. chimic. Iridiul reacționează cu mare dificultate la efectele halogenilor și peroxidului de sodiu.

Acest metal joacă un rol important în viața de zi cu zi. Se adauga titanului, cromului si wolframului pentru a imbunatati rezistenta la mediile acide, folosit la fabricarea articolelor de papetărie, folosit în bijuterii pentru a crea bijuterii. Costul iridiului rămâne ridicat datorită prezenței sale limitate în natură.

În prezent, sunt deja cunoscute 126 de elemente chimice. Dar cel mai greu dintre ele este considerat a fi Osmiul (Os) și Iridiul (Ir). Ambele elemente sunt metale de tranziție și aparțin grupului platinei. Numerele lor de serie în sistemul periodic al I.P. Mendeleev 76 și, respectiv, 77. Fiind foarte dure, ambele metale pot fi comparate ca densitate între ele. Acest lucru se datorează faptului că valorile densității au fost derivate pur teoretic (22,562 g/cm³ (Ir) și 22,587 g/cm³ (Os)). Și cu astfel de calcule, există întotdeauna o eroare (± 0,009 g / cm³ pentru ambele calcule).

Istoria descoperirilor

Descoperirea acestor elemente este asociată cu numele savantului englez S. Tennant. În 1803 a studiat proprietățile platinei. Și în timpul reacției acestui metal la un amestec de acizi („aqua regia”), a fost izolat un precipitat insolubil, constând din impurități. Studiind această substanță, S. Tennant a scos în evidență elemente noi, pe care le-a numit „iridiu” și „osmiu”.
Numele „iridium” („curcubeu”) a fost dat elementului deoarece sărurile sale aveau o varietate de culori. Și „osmiu” („miros”) a fost numit așa datorită mirosului ascuțit, aproape de ozon, al oxidului de osmiu OsO4.

Proprietăți

Atât osmiul, cât și iridiul sunt aproape imposibil de procesat. Au o foarte temperatura ridicata topire. În forma lor compactă, ele nu reacţionează cu medii active precum acizi, alcalii sau amestecuri de acizi. Aceste proprietăți sunt observate pentru osmiu la temperaturi de până la 100°C, iar pentru iridiu până la 400°C.

Răspândirea

Cea mai des extrasă formă a acestor elemente este osmium iridium. Acest aliaj se găsește în principal în zonele în care se extrag platină naturală și aurul. Un alt loc unde se găsesc adesea iridiul și osmiul sunt meteoriții de fier. Osmiul fără iridiu nu se găsește aproape niciodată în natură. În timp ce iridiul se găsește în combinație cu alte metale. De exemplu, în compuși cu ruteniu sau rodiu. Cu toate acestea, iridiul rămâne unul dintre cele mai rare elemente chimice de pe planeta noastră. Producția sa industrială în lume nu depășește 3 tone pe an.
În prezent, regiunile care sunt principalele surse de minerit de iridiu și osmiu sunt California, Alaska (SUA), Siberia (Rusia), Bushveld (Africa de Sud), Australia, Noua Guinee, Canada.

Fotografii cu cele mai grele metale

Video cu cele mai grele metale