Osmiyum VS İridyum

Periyodik tablonun iki elementinden hangisinin daha ağır olduğu tartışması hala bitmiyor. Tablonun en ağır iki unsuru bu hak için yarışıyor - Osmiyum (76) ve İridyum (77). Her iki elementin yoğunluğu yaklaşık olarak 22.6 g/cm3'e eşittir.

Açık liderin aksine, hafif metaller arasında, ağır metallerle her şey o kadar basit değil. Bu nedenle, bu metallerin her ikisini de göz önünde bulundurun.

İridyum

Güney Amerika'dan beyaz bir metal olan platin hakkında ilk bilgilerin ortaya çıkmasından bu yana iki yüzyıldan fazla zaman geçti. Uzun bir süre insanlar onun tıpkı altın gibi saf bir metal olduğundan emindiler. Sadece XIX yüzyılın en başında. Wollaston, paladyum ve rodyumu doğal platinden izole etmeyi başardı ve 1804'te Tennant, doğal platinin aqua regia'da çözülmesinden sonra kalan siyah çökeltiyi inceleyerek içinde iki element daha buldu. Bunlardan birine osmiyum, ikincisine iridyum adını verdi. Bu elementin farklı koşullarda tuzları farklı renklerde boyanmıştır. Bu özellik adının temeliydi: Yunanca ιρις kelimesi "gökkuşağı" anlamına gelir.

Rus kimyager

1841'de ünlü Rus kimyager Profesör Karl Karlovich Klaus platin kalıntılarını incelemeye başladı, yani. ham platinden sonra kalan çözünmeyen kalıntı, aqua regia ile muamele edilmiştir. Klaus, “Çalışmanın en başında,” diye yazdı, “Kalıntılarımın zenginliği beni şaşırttı, çünkü ondan %10 platine ek olarak önemli miktarda iridyum, rodyum, osmiyum, birkaç paladyum ve bir miktar paladyum çıkardım. özel içerikli çeşitli metallerin karışımı”...

Klaus, maden yetkililerine kalıntıların zenginliğini bildirdi. Yetkililer, önemli faydalar vaat eden Kazan bilim adamının keşfiyle ilgilenmeye başladı. O zamanlar platinden bir madeni para basıldı ve değerli metal kalıntılarından çok umut verici görünüyordu. Bir yıl sonra, St. Petersburg Darphanesi Klaus'a yarım kilo yemek artıkları verdi. Ancak platinde fakir oldukları ortaya çıktı ve bilim adamı onlar üzerinde "bilim için ilginç" bir çalışma yapmaya karar verdi.

"İki yıl boyunca," diye yazdı Klaus, "sürekli olarak bu zor, uzun ve hatta zararlı araştırmayla meşguldüm" ve 1845'te "Ural platin cevheri ve rutenyum metalinin kalıntılarının kimyasal incelemesi" adlı eseri yayınladım. Bu, platin analoglarının özelliklerinin ilk sistematik çalışmasıydı. Önce tarif etti ve Kimyasal özellikler iridyum.

Klaus, iridyumla platin grubundaki diğer metallerden daha fazla ilgilendiğini kaydetti. İridyumla ilgili bölümde, Berzelius'un bu elementin temel sabitlerini belirlerken yaptığı yanlışlıklara dikkat çekmiş ve bu yanlışları, saygıdeğer bilim adamının, o zamanlar kimyagerlerin henüz bilmediği rutenyum katkılı iridyumla çalışmasıyla açıklamıştır. ve sadece "Ural platin cevheri ve rutenyum metal kalıntılarının kimyasal çalışması" sırasında keşfedildi.

O ne, iridyum mu?

77 numaralı elementin atom kütlesi 192,2'dir. Periyodik tabloda osmiyum ve platin arasındadır. Ve doğada, esas olarak, doğal platinin sık bir arkadaşı olan ozmik iridyum şeklinde bulunur. Doğada yerli iridyum yoktur.

İridyum gümüşi beyaz bir metaldir, çok sert, ağır ve dayanıklıdır. International Nickel & Co.'ya göre, bu en ağır elementtir: yoğunluğu 22.65 g/cm3'tür ve sabit yoldaşı osmiyumun yoğunluğu ikinci en ağır elementtir, 22.61 g/cm3'tür. Doğru, çoğu araştırmacı farklı bir bakış açısına bağlı kalıyor: iridyumun hala osmiyumdan biraz daha hafif olduğuna inanıyorlar.

İridyumun (diğer adıyla platinoid!) doğal özelliği yüksek korozyon direncidir. Normal veya yüksek sıcaklıklarda asitlerden etkilenmez. Ünlü aqua regia monolitik iridyum bile "çok sert". Yalnızca erimiş alkaliler ve sodyum peroksit, #77 numaralı elementin oksitlenmesine neden olur.

İridyum halojenlere karşı dayanıklıdır. Onlarla büyük zorluklarla ve sadece yüksek sıcaklıklarda reaksiyona girer. Klor, iridyum ile dört klorür oluşturur: IrCl, IrCl2, IrCl3 ve IrCl4. İridyum triklorür, 600°C'de bir klor akışına yerleştirilen iridyum tozundan en kolay şekilde elde edilir. İridyumun altı değerli olduğu tek halojen bileşiği florür IrF6'dır. İnce öğütülmüş iridyum 1000°C'de ve bir oksijen jetinde oksitlenir ve koşullara bağlı olarak farklı bileşimde birkaç bileşik elde edilebilir.

Tüm platin grubu metaller gibi iridyum da karmaşık tuzlar oluşturur. Bunlar arasında kompleks katyonlu tuzlar, örneğin Cl3 ve kompleks anyonlu tuzlar, örneğin K3 3H2O vardır. Kompleks oluşturucu bir ajan olarak iridyum, periyodik tabloya göre komşularına benzer.

Saf iridyum, doğal osmiyum iridyumdan ve platin cevherlerinin kalıntılarından (platin, osmiyum, paladyum ve rutenyum çıkarıldıktan sonra) elde edilir. Okuyucuyu "Rodyum", "Osmiyum" ve "Platin" makalelerine yönlendirerek iridyum elde etme teknolojisini genişletmeyeceğiz.

İridyum, daha sonra yarı mamul ürünlere preslenen ve alaşımlandırılan bir toz şeklinde elde edilir veya toz, bir argon atmosferinde elektrikli fırınlarda eritilir. Saf iridyum sıcakken dövülebilir, ancak normal sıcaklıklarda kırılgandır ve işlenemez.

İridyum iş başında

Saf iridyum, laboratuvar amaçlı potalar ve refrakter cam üfleme için ağızlıklar yapmak için kullanılır. Elbette iridyumu kaplama olarak kullanabilirsiniz. Ancak burada zorluklar var. Alışılmış elektrolitik yolla, iridyum başka bir metale zorlukla uygulanır ve kaplama oldukça gevşektir. En iyi elektrolit kompleks iridyum heksaklorür olacaktır, ancak sulu çözeltide kararsızdır ve bu durumda bile kaplamanın kalitesi arzu edilenden çok daha fazlasını bırakır.

600°C'de erimiş potasyum ve sodyum siyanürlerden elektrolitik olarak iridyum kaplamaları üretmek için bir yöntem geliştirilmiştir. Bu durumda, 0,08 mm kalınlığa kadar yoğun bir kaplama oluşur.

Kaplama ile iridyum kaplamalar elde etmek daha az zahmetlidir. Ana metal üzerine ince bir metal kaplama tabakası serilir ve ardından bu "sandviç" altına girer. sıcak pres. Bu sayede iridyum kaplı tungsten ve molibden telleri elde edilir. Molibden veya tungstenden yapılmış bir iş parçası bir iridyum tüpüne sokulur ve sıcak halde dövülür ve ardından 500...600°C'de istenilen kalınlığa çekilir. Bu tel, vakum tüplerinde kontrol ızgaraları yapmak için kullanılır.

İridyum kaplamaların metaller ve seramikler üzerine kimyasal yollarla uygulanması mümkündür. Bunun için, örneğin fenol veya başka bir organik madde ile karmaşık bir iridyum tuzu çözeltisi elde edilir. Böyle bir çözelti, kontrollü bir atmosferde, yani kontrollü bir atmosferde 350...400°C'ye ısıtılan ürünün yüzeyine uygulanır. kontrollü redoks potansiyeli olan bir atmosferde. Bu koşullar altında organik madde buharlaşır veya yanar ve iridyum tabakası ürün üzerinde kalır.

Ancak kaplamalar iridyumun ana uygulaması değildir. Bu metal, diğer metallerin mekanik ve fizikokimyasal özelliklerini iyileştirir. Genellikle güçlerini ve sertliklerini arttırmak için kullanılır. Nispeten yumuşak platine %10 iridyum eklenmesi, sertliğini ve gerilme mukavemetini neredeyse üç katına çıkarır. Alaşımdaki iridyum miktarı %30'a yükseltilirse, alaşımın sertliği fazla artmaz, ancak çekme mukavemeti tekrar iki katına çıkar - 99 kg/mm2'ye kadar. Bu tür alaşımlar olağanüstü korozyon direncine sahip olduklarından, agresif ortamlarda güçlü ısıya dayanabilen ısıya dayanıklı potalar yapmak için kullanılırlar. Bu tür potalarda özellikle lazer teknolojisi için kristaller yetiştirilir. Platin-iridyum alaşımları da kuyumcuları cezbeder - bu alaşımlardan yapılan takılar güzeldir ve neredeyse hiç eskimez. Standartlar ayrıca bazen cerrahi bir alet olan platin-iridyum alaşımından yapılır.

spdavy iridyum

Gelecekte, iridyum-platin alaşımları, sözde düşük akım teknolojisinde ideal bir kontak malzemesi olarak özel bir önem kazanabilir. Sıradan bir bakır kontağı her açıldığında ve açıldığında bir kıvılcım çıkar; sonuç olarak, bakır yüzey oldukça hızlı oksitlenir. Yüksek akımlar için kontaktörlerde, örneğin elektrik motorları için, bu fenomen çalışmak için çok zararlı değildir: temas yüzeyi zaman zaman zımpara kağıdı ile temizlenir ve kontaktör tekrar çalışmaya hazırdır. Ancak, örneğin iletişim teknolojisinde düşük akımlı ekipmanla uğraşırken, ince bir bakır oksit tabakası tüm sistem üzerinde çok güçlü bir etkiye sahiptir ve akımın kontaktan geçmesini zorlaştırır. Yani, bu cihazlarda, açma sıklığı özellikle büyüktür - otomatik telefon santrallerini (otomatik telefon santralleri) geri çağırmak yeterlidir. Burası yanmaz platin-iridyum kontakların kurtarmaya geldiği yer - neredeyse sonsuza kadar sürebilirler! Tek üzücü, bu alaşımların çok pahalı olması ve şu ana kadar yeterli olmaması.

İridyum sadece platine eklenmez. 77 numaralı elementin tungsten ve molibdene küçük ilaveleri bu metallerin yüksek sıcaklıklarda mukavemetini arttırır. Titanyuma cılız bir iridyum ilavesi (% 0.1), asitlere karşı zaten önemli olan direncini önemli ölçüde artırır. Aynısı krom için de geçerlidir. İridyum ve iridyum-rodyum alaşımından (%40 rodyum) yapılmış termokupllar, oksitleyici bir atmosferde yüksek sıcaklıklarda güvenilir bir şekilde çalışır. Dolma kalem uçları ve pusula iğneleri için lehim noktaları yapmak için bir iridyum ve osmiyum alaşımı kullanılır.

Özetle, metalik iridyumun esas olarak sabitliği nedeniyle kullanıldığını söyleyebiliriz - metal ürünlerin boyutları, fiziksel ve kimyasal özellikleri sabittir ve tabiri caizse en üst düzeyde sabittir.

Dünyadaki Rezervler

Diğer Grup VIII metalleri gibi, iridyum da kullanılabilir. kimyasal endüstri katalizör olarak. İridyum-nikel katalizörleri bazen asetilen ve metandan propilen üretmek için kullanılır. İridyum, nitrojen oksitlerin oluşumu için platin katalizörlerinin bir parçasıydı (nitrik asit elde etme sürecinde). İridyum oksitlerinden biri olan IrO 2 porselen endüstrisinde siyah boya olarak kullanılmaya çalışılmıştır. Ama bu boya çok pahalı...

Dünyadaki iridyum rezervleri küçüktür, yerkabuğundaki içeriği yüzde milyonda bir olarak hesaplanır. Bu elementin üretimi de küçüktür - yılda bir tondan fazla değil. Dünya çapında!

Bu bağlamda, zamanla iridyumun kaderinde dramatik değişikliklerin olacağını varsaymak zordur - sonsuza dek nadir ve pahalı bir metal olarak kalacaktır. Ancak kullanıldığı yerde kusursuz hizmet eder ve bu eşsiz güvenilirlik, geleceğin bilim ve endüstrisinin iridyumsuz olmayacağının garantisidir.

iridyum bekçisi

Yüksek fırınlar gibi birçok kimya ve metalurji endüstrisinde, agregalardaki katıların seviyesini bilmek çok önemlidir. Genellikle, bu tür kontrol için özel prob vinçlerine asılan hacimli problar kullanılır. İÇİNDE son yıllar sondalar, yapay bir radyoaktif izotop - iridyum-192 ile küçük boyutlu kaplarla değiştirilmeye başlandı. 192 Ir çekirdekleri yüksek enerjili gama ışınları yayar; izotopun yarı ömrü 74.4 gündür. Gama ışınlarının bir kısmı karışım tarafından emilir ve radyasyon alıcıları akının zayıflamasını kaydeder. İkincisi, kirişlerin yükte kat ettiği mesafe ile orantılıdır. İridyum-192 ayrıca kontrol etmek için başarıyla kullanılır kaynaklar; yardımıyla, tüm pişmemiş yerler ve yabancı kalıntılar filme açıkça sabitlenir. İridyum-192'li gama kusur dedektörleri, çelik ve alüminyum alaşımlarından yapılmış ürünlerin kalitesini kontrol etmek için de kullanılır.

Mössbauer etkisi

1958 yılında Almanya'dan genç bir fizikçi olan Rudolf Mössbauer, dünyadaki tüm fizikçilerin dikkatini çeken bir keşif yaptı. Mössbauer tarafından keşfedilen etki, çok zayıf nükleer fenomenleri şaşırtıcı bir doğrulukla ölçmeyi mümkün kıldı. Keşiften üç yıl sonra, 1961'de Mössbauer çalışmaları için aldı. Nobel Ödülü. Bu etki ilk kez iridyum-192 izotopunun çekirdeği üzerinde keşfedildi.

Kalp daha hızlı atar

Platin-iridyum alaşımlarının son yıllardaki en ilginç uygulamalarından biri, onlardan elektriksel kalp uyarıcılarının üretilmesidir. Platin-iridyum kelepçeli elektrotlar, anjina pektorisli bir hastanın kalbine implante edilir. Elektrotlar, yine hastanın vücudunda bulunan bir alıcıya bağlanır. Halka antenli jeneratör dışarıda, örneğin hastanın cebinde bulunur. Halka anten, alıcının karşısındaki gövdeye monte edilmiştir. Hasta anjina atağının geldiğini hissettiğinde jeneratörü çalıştırır. Halka anten, alıcıya ve ondan platin-pridium elektrotlarına iletilen darbeleri alır. Elektrotlar, uyarıları sinirlere ileterek kalbin daha aktif atmasını sağlar. Şimdi SSCB'de birçok ambulans istasyonu benzer jeneratörlerle donatılmıştır. Kalp durması durumunda, klaviküler damarda bir kesi yapılır, içine jeneratöre bağlı bir elektrot yerleştirilir, jeneratör açılır ve birkaç dakika sonra kalp tekrar çalışmaya başlar.

İzotoplar - kararlı ve kararsız

Daha önceki notlarda, sayısız cihazda kullanılan ve hatta önemli bir bilimsel keşifte yer alan radyoizotop iridyum-192 hakkında oldukça fazla şey söylendi. Ancak, iridyum-192'ye ek olarak, bu elementin kütle numaraları 182'den 198'e kadar olan 14 radyoaktif izotopu daha vardır. Aynı anda en ağır izotop en kısa ömürlüdür, yarı ömrü bir dakikadan azdır. İzotop iridyum-183, yalnızca yarı ömrü tam olarak bir saat olduğu için ilginçtir. İridyumun sadece iki kararlı izotopu vardır. Daha ağır iridyum-193'ün doğal karışımdaki payı %62.7'dir. Hafif iridyum-191'in payı sırasıyla %37.3'tür.

Faydalı kloridatlar

Kloriridatlar, dört değerlikli iridyumun kompleks klorürleridir; genel formülleri Me 2'dir. Kloriridatlar sayesinde, sodyum ve potasyum gibi benzer elementlerin bileşiklerini güvenle ayırmak prensipte mümkündür. Sodyum klorür suda çözünür, ancak potasyum klorür pratik olarak çözünmez. Ancak böyle bir işlem için, orijinal iridyum pahalı olduğu için klorürler çok pahalıdır. Ancak bu, kloriridatların genellikle işe yaramaz olduğu anlamına gelmez. İridyumun bu bileşikleri oluşturma yeteneği, #77 numaralı elementi bir platin metal karışımından izole etmek için kullanılır.

Uygulama açısından, diğer platin metalleri arasında 76 numaralı element oldukça sıradan görünüyorsa, o zaman klasik kimya açısından (karmaşık bileşiklerin kimyasını değil, klasik inorganik kimyayı vurguluyoruz), bu element çok anlamlıdır.

Her şeyden önce, onun için, VIII grubunun çoğu elementinin aksine, 8+ değerlik karakteristiktir ve oksijenle kararlı tetroksit OsO 4 oluşturur. Bu tuhaf bir bileşiktir ve görünüşe göre, 76 numaralı elementin tetroksitin karakteristik özelliklerinden birine dayanan bir isim alması tesadüf değildir.

Osmiyum koku ile tespit edilir

Böyle bir ifade paradoksal görünebilir: sonuçta, bir halojenden değil, bir platin metalden bahsediyoruz ...

Beş platinoidden dördünün keşfinin tarihi, iki çağdaş olan iki İngiliz bilim adamının isimleriyle ilişkilidir. William Wollaston, 1803...1804'te paladyum ve rodyum keşfetti ve başka bir İngiliz, Smithson Tennant (1761 ... 1815), 1804'te - iridyum ve osmiyum. Ancak Wollaston, ham platinin aqua regia'da çözülen o kısmında her iki "kendi" öğesini de bulduysa, Tennant çözünmeyen kalıntıyla çalışırken şanslıydı: ortaya çıktığı gibi, doğal bir iridyum ve osmiyum alaşımıydı.

Aynı kalıntı üç tanınmış Fransız kimyager - Collet-Descoti, Fourcroix ve Vauquelin tarafından da incelenmiştir. Araştırmalarına Tennant'tan bile önce başladılar. Onun gibi, ham platin çözüldüğünde siyah dumanın çıktığını gözlemlediler. Onun gibi onlar da çözünmeyen tortuyu kostik potas ile birleştirerek, hala çözülmeyi başaran bileşikler elde etmeyi başardılar. Fourcroix ve Vauquelin, ham platinin çözünmeyen tortusunun yeni eleman bu ona önceden bir isim verdi - pten - Yunanca πτηνος - kanatlı. Ancak sadece Tennant bu tortuyu ayırmayı ve iki yeni elementin - iridyum ve osmiyum - varlığını kanıtlamayı başardı.

#76 elementinin adı, "koku" anlamına gelen Yunanca οσμη kelimesinden gelir. Osmiridyumun alkali ile füzyon ürünü çözüldüğünde, aynı anda klor ve sarımsak kokularına benzer hoş olmayan tahriş edici bir koku ortaya çıktı. Bu kokunun taşıyıcısı, osmiyum anhidrit veya osmiyum tetroksit Os04 idi. Daha sonra, çok daha zayıf olmasına rağmen, osmiyumun kendisinin de aynı derecede kötü kokabileceği ortaya çıktı. İnce öğütülmüş, yavaş yavaş havada oksitlenir ve OsO 4'e dönüşür ...

osmiyum metali

Osmiyum, grimsi mavi bir renk tonuna sahip kalay beyazı bir metaldir. Tüm metallerin en ağırıdır (yoğunluğu 22,6 g/cm3) ve en sertlerinden biridir. Ancak, osmiyum sünger kırılgan olduğu için öğütülerek toz haline getirilebilir. Osmiyum yaklaşık 3000 °C sıcaklıkta erir ve kaynama noktası henüz kesin olarak belirlenmemiştir. 5500°C civarında bir yerde yattığına inanılıyor.

Osmiyumun büyük sertliği (Mohs ölçeğinde 7.0), belki de en yaygın olarak kullanılan fiziksel özelliklerinden biridir. Osmiyum, en yüksek aşınma direncine sahip sert alaşımların bileşimine dahil edilir. Pahalı dolma kalemlerde, kalemin ucundaki lehimleme, diğer platin metalleri veya tungsten ve kobalt ile osmiyum alaşımlarından yapılır. Benzer alaşımlar, aşınmaya maruz kalan hassas ölçüm aletlerinin küçük parçalarını yapmak için kullanılır. Küçük - çünkü osmiyum geniş çapta dağılmamıştır (yer kabuğunun ağırlığının %5-10 - 6'sı), dağınık ve pahalıdır. Bu aynı zamanda endüstride osmiyumun sınırlı kullanımını da açıklar. Sadece az miktarda metalle büyük bir etki elde edebileceğiniz yere gider. Örneğin, osmiyumu katalizör olarak kullanmaya çalışan kimya endüstrisinde. Organik maddelerin hidrojenasyon reaksiyonlarında osmiyum katalizörleri platin katalizörlerden bile daha etkilidir.

Osmiyumun diğer platin metalleri arasındaki konumu hakkında birkaç söz. Dıştan, onlardan çok az farklıdır, ancak bu grubun tüm metalleri arasında en yüksek erime ve kaynama noktalarına sahip olan osmiyumdur, en ağır olan odur. Ayrıca, zaten oda sıcaklığında (ince bölünmüş bir durumda) atmosferik oksijen tarafından oksitlendiğinden, platinoidlerin en az "asil"i olarak kabul edilebilir. Ve osmiyum, tüm platin metallerinin en pahalısıdır. 1966'da platin dünya pazarında altından 4,3 kat ve iridyum - 5,3 kat daha pahalıysa, osmiyum için benzer katsayı 7,5 idi.

Diğer platin metalleri gibi, osmiyum da birkaç değerlik sergiler: 0, 2+, 3+, 4+, 6+ ve 8+. Çoğu zaman tetra ve altı değerlikli osmiyum bileşiklerini bulabilirsiniz. Ancak oksijen ile etkileşime girdiğinde 8+ değerinde bir değer sergiler.

Diğer platin metalleri gibi, osmiyum da iyi bir kompleks yapıcıdır ve osmiyum bileşiklerinin kimyası, örneğin paladyum veya rutenyumdan daha az çeşitli değildir.

Anhidrit ve diğerleri

Kuşkusuz, osmiyumun en önemli bileşiği, tetroksidi OsO 4 veya osmiyum anhidritidir. Temel osmiyum gibi, OsO 4 de katalitik özelliklere sahiptir; OsO 4, en önemli modern ilaç olan kortizonun sentezinde kullanılır. Hayvan ve bitki dokularının mikroskobik çalışmalarında, boyama hazırlığı olarak osmiyum tetroksit kullanılır. OsO 4 çok zehirlidir, cildi, mukoza zarlarını güçlü bir şekilde tahriş eder ve özellikle gözler için zararlıdır. Bu faydalı maddeyle yapılacak herhangi bir çalışma çok dikkatli olmayı gerektirir.

Dışarıdan, saf osmiyum tetroksit oldukça sıradan görünüyor - suda ve karbon tetraklorürde çözünen soluk sarı kristaller. Yaklaşık 40°C'lik bir sıcaklıkta (yakın erime noktalarına sahip iki OsO4 modifikasyonu vardır), bunlar erir ve 130°C'de osmiyum tetroksit kaynar.

Başka bir osmiyum oksit - OsO 2 - suda çözünmeyen bir siyah toz - pratik bir önemi yoktur. Ayrıca henüz bulunamadı pratik uygulama ve 76 numaralı elementin bilinen diğer bileşikleri - klorürleri ve florürleri, iyodürleri ve oksiklorürleri, OsS2 sülfür ve OsTe 2 tellürid - pirit yapılı siyah maddeler, ayrıca çok sayıda kompleks ve çoğu osmiyum alaşımı. Tek istisna, diğer platin metalleri, tungsten ve kobalt ile 76 numaralı elementin bazı alaşımlarıdır. Ana tüketicileri enstrümantasyondur.

osmiyum nasıl elde edilir

Doğal osmiyum doğada bulunmaz. Minerallerde her zaman başka bir platin grubu metal olan iridyum ile ilişkilendirilir. Bütün bir ozmik iridyum minerali grubu vardır. Bunlardan en yaygın olanı, bu iki metalin doğal bir alaşımı olan nevyanskite'dir. Daha fazla iridyum içerir, bu nedenle nevyanskite genellikle sadece osmiyum iridyum denir. Ancak başka bir mineral - sysertskite - iridid ​​osmiyum olarak adlandırılır - daha fazla osmiyum içerir ... Bu minerallerin her ikisi de ağırdır, metalik bir parlaklığa sahiptir ve bu şaşırtıcı değildir - bileşimleri böyledir. Ve ozmik iridyum grubunun tüm minerallerinin çok nadir olduğunu söylemeye gerek yok.

Bazen bu mineraller bağımsız olarak bulunur, ancak daha sıklıkla osmiyum iridyum doğal ham platinin bir parçasıdır. Bu minerallerin ana rezervleri SSCB (Sibirya, Urallar), ABD (Alaska, Kaliforniya), Kolombiya, Kanada ve Güney Afrika ülkelerinde yoğunlaşmıştır.

Doğal olarak, osmiyum platin ile birlikte çıkarılır, ancak osmiyumun rafine edilmesi, diğer platin metallerini izole etme yöntemlerinden önemli ölçüde farklıdır. Rutenyum hariç hepsi çözeltilerden çökeltilirken, osmiyum uçucu tetroksite göre damıtılmasıyla elde edilir.

Ancak OsO 4 damıtılmadan önce, osmiyum iridyum platinden ayrılmalı ve ardından iridyum ve osmiyum ayrılmalıdır.

Platin aqua regia içinde çözüldüğünde, ozmik iridyum grubunun mineralleri tortuda kalır: tüm çözücülerin bu çözücüsü bile bu en kararlı doğal alaşımların üstesinden gelemez. Bunları çözelti haline getirmek için, çökelti çinko miktarının sekiz katı ile alaşımlanır - bu alaşımın toz haline getirilmesi nispeten kolaydır. Toz, baryum peroksit BaO3 ile sinterlenir ve daha sonra elde edilen kütle, Os04'ü damıtmak için doğrudan damıtma aygıtında bir nitrik ve hidroklorik asit karışımı ile işlenir.

Alkali bir çözelti ile yakalanır ve Na2OsO4 bileşiminin bir tuzu elde edilir. Bu tuzun bir çözeltisi, hiposülfit ile muamele edilir, ardından osmiyum, Fremy tuzu Cl2 formunda amonyum klorür ile çökeltilir. Çökelti yıkanır, süzülür ve ardından indirgeyici bir alevde ateşlenir. Bu şekilde henüz yeterince saf olmayan süngerimsi osmiyum elde edilir.

Daha sonra asitlerle (HF ve HCl) işlenerek saflaştırılır ve bir hidrojen jetinde bir elektrikli fırında daha da indirgenir. Soğutulduktan sonra metal, %99.9'a kadar O3 saflıkta elde edilir.

Bu, osmiyum elde etmek için klasik şemadır - hala çok sınırlı kullanılan bir metal, çok pahalı bir metal, ancak oldukça kullanışlıdır.

Ne kadar çok, o kadar... daha fazla

Doğal osmiyum, kütle numaraları 184, 186 ... 190 ve 192 olan yedi kararlı izotoptan oluşur. İlginç bir model: Bir osmiyum izotopunun kütle numarası ne kadar büyükse, o kadar yaygındır. En hafif izotop olan osmiyum-184'ün payı %0.018 ve en ağır olan osmiyum-192'nin payı %41'dir. 76. elementin yapay radyoaktif izotoplarından en uzun ömürlü olanı, yaklaşık 700 günlük bir yarı ömre sahip olan osmiyum-194'tür.

osmiyum karboniller

Son yıllarda, kimyagerler ve metalürjistler, metallerin resmen sıfır değerli olduğu CO'lu metal bileşikleri olan karbonillerle giderek daha fazla ilgileniyorlar. Nikel karbonil, metalurjide zaten oldukça yaygın bir şekilde kullanılmaktadır ve bu, diğer benzer bileşiklerin sonunda belirli değerli malzemelerin üretimini kolaylaştıracağını ummamızı sağlar. Osmiyum için artık iki karbonil bilinmektedir. Os(CO)5 pentakarbonil, normal koşullar altında (erime noktası 15°C) renksiz bir sıvıdır. 300°C ve 300 atm'de alın. osmiyum tetroksit ve karbon monoksitten. Olağan sıcaklık ve basınçta, Os(CO)5 kademeli olarak 224°C'de eriyen sarı kristal bir madde olan Os3(CO)12 bileşiminin başka bir karboniline dönüşür. Bu maddenin yapısı ilginçtir: üç osmiyum atomu, yüzleri 2,88 Ǻ uzunluğunda olan bir eşkenar üçgen oluşturur ve bu üçgenin her bir köşesine dört CO molekülü eklenir.

Florürler tartışmalı ve tartışmasız

“Florürler OsF 4 , OsF 6 , OsF 8 250...300°C'deki elementlerden oluşur... OsF 8, tüm osmiyum florürlerin en uçucuudur, bp. 47.5 ° "... Bu alıntı, 1964'te yayınlanan Kısa Kimyasal Ansiklopedinin III cildinden alınmıştır. Ancak Temellerin III cildinde Genel Kimya» B.V. 1970 yılında yayınlanan Nekrasov, Osmiyum oktaflorür OsF 8'in varlığını reddediyor. Alıntı yapıyoruz: “1913'te, ilk olarak OsF 6 ve OsF 8 olarak tanımlanan iki uçucu osmiyum florür elde edildi. Bu nedenle, gerçekte OsF 5 ve OsF 6 formüllerine karşılık geldikleri ortaya çıktığında 1958'e kadar inanılıyordu. Böylece 45 yıl boyunca Bilimsel edebiyat OsF 8 aslında hiç var olmadı. Daha önce açıklanan bağlantıların benzer "kapanma" durumları çok nadir değildir.

Elementlerin de bazen “kapalı” olması gerektiğine dikkat edin ... Kısa Kimyasal Ansiklopedide belirtilenlere ek olarak, başka bir osmiyum florür elde edildiğini de eklemelisiniz - kararsız OsF 7 . –100°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda bu uçuk sarı madde, OsF 6'ya ve element florine ayrışır.

n-t.ru'dan alınan malzemelere göre

Her adımda fizik Perelman Yakov Isidorovich

En ağır metal nedir?

En ağır metal nedir?

Günlük yaşamda kurşun ağır bir metal olarak kabul edilir. Çinko, kalay, demir, bakırdan daha ağırdır, ancak yine de en ağır metal olarak adlandırılamaz. Cıva, sıvı metal, kurşundan daha ağır; cıvaya bir parça kurşun atarsanız, içinde batmaz, yüzeyde yüzer. Bir litre cıva şişesini tek elle zar zor kaldırabilirsiniz: neredeyse 14 kg ağırlığındadır. Bununla birlikte, cıva en ağır metal değildir: altın ve platin, cıvadan bir buçuk kat daha ağırdır.

Ağırlık rekoru nadir metaller tarafından kırıldı - iridyum ve osmiyum: demirden neredeyse üç kat, mantardan yüz kat daha ağırdırlar; aynı boyuttaki bir iridyum veya osmiyum fişini dengelemek için 110 sıradan fiş gerekir.

Referans olarak, bazı metallerin özgül ağırlığı verilmiştir:

Bu metin bir giriş parçasıdır. Yazarın kitabından

1911 "Ernest Rutherford ... Demokritos'tan bu yana maddeye bakışımızda en büyük değişikliği yaptı." İngiliz fizikçi ARTHUR EDDINGTON Bilim adamlarını ne endişelendirdi? Atoma yapılan saldırı yenilenmiş bir güçle devam etti. "Üzümlü pudingi" hatırlayın - atom modeli

Yazarın kitabından

BÖLÜM 1. SİZ YETERSİZ DEĞİLİM, BEN İYİYİM Fiziği meslek olarak seçmemin birçok nedeni arasında uzun vadeli, hatta sonsuz bir şey yapma arzusu vardı. Eğer bir şeye bu kadar çok zaman, enerji ve şevk vermem gerektiğini düşünseydim, o zaman

Yazarın kitabından

3. Dünyanın en büyük refraktör teleskobu Dünyanın en büyük refraktör teleskobu, 1897'de Chicago Üniversitesi'ndeki (ABD) Yerkes Gözlemevi'ne kuruldu. Çapı D = 102 santimetre ve odak uzaklığı 19.5 metredir. Ne kadar alana ihtiyacı olduğunu hayal edin

Yazarın kitabından

En hafif metal nedir? Teknisyenler, demirden iki veya daha fazla kat daha hafif olan tüm metallere "hafif" derler. En genel hafif metal teknolojide kullanılır - demirden üç kat daha hafif olan alüminyum. Magnezyum daha da hafiftir: alüminyumdan 1 1/2 kat daha hafiftir. İÇİNDE

Dünyanın en ağır metalleri

metallerinsanlık MÖ 3000-4000 gibi erken bir tarihte aktif olarak kullanmaya başladı. Sonra insanlar en çok tanıdı yaygın bunlardan altın, gümüş, bakırdır. Bu metalleri dünya yüzeyinde bulmak çok kolaydı. Biraz sonra kimyayı öğrendiler ve kalay, kurşun ve demir gibi türleri onlardan ayırmaya başladılar. Orta Çağ'da çok zehirli metal türleri popülerlik kazandı. Arsenik, Fransa'daki kraliyet mahkemesinin yarısından fazlasının zehirlendiği ortak kullanımdaydı. O zamanların bademcik iltihabından vebaya kadar çeşitli hastalıklarının tedavisine yardımcı olan cıva da öyle. Zaten yirminci yüzyıldan önce, 60'tan fazla metal biliniyordu ve XXI yüzyılın başında - 90. İlerleme durmuyor ve insanlığı ileriye götürüyor. Ancak soru ortaya çıkıyor, hangi metal ağır ve diğerlerinden daha ağır basıyor? Ve genel olarak, bunlar nedir, dünyadaki bu en ağır metaller?

Birçok Yanlışlıkla altın ve kurşunun en ağır metaller olduğunu düşünürler. Tam olarak neden oldu? Birçoğumuz eski filmlerle büyüdük ve ana karakterin kendisini kötü kurşunlardan korumak için nasıl kurşun levha kullandığını gördük. Ayrıca kurşun levhalar günümüzde hala bazı vücut zırhlarında kullanılmaktadır. Ve altın kelimesinde, birçok insanın bu metalin ağır külçeleriyle bir resmi var. Ama en ağır olduklarını düşünmek yanlış!

En ağır metali belirlemek için yoğunluğunu hesaba katmak gerekir, çünkü bir maddenin yoğunluğu ne kadar büyükse o kadar ağırdır.

EN İYİ 10 dünyanın en ağır metalleri

1. Osmiyum (22.62 gr/cm3),

2. (22.53 gr/cm3),

3. Platin (21.44 gr/cm3),

4. Renyum (21.01 gr/cm3),

5. neptünyum (20,48 gr/cm3),

6. plütonyum (19,85 gr/cm3),

7. Altın (19,85 g/cm3)

8. Tungsten (19.21 g/cm3),

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

10. Tantal (16.64 g/cm3).

VE domuz nerede? Ve bu listede çok daha aşağıda, ikinci on'un ortasında yer alıyor.

Osmiyum Ve iridyum - dünyanın en ağır metalleri

Düşünmek 1. ve 2. sırayı paylaşan ana ağır sıkletler. İridyum ile başlayalım ve aynı zamanda 1803'te bu kimyasal elementi osmiyum ile birlikte bir kirlilik şeklinde bulunduğu platinden alan İngiliz bilim adamı Smithson Tennat'a teşekkür edelim. itibaren Antik Yunan"gökkuşağı" olarak tercüme edilebilir. Metal, gümüş renk tonu ile beyaz bir renge sahiptir ve sadece ağır değil, aynı zamanda en dayanıklı olarak da adlandırılabilir. Gezegenimizde çok az var ve yılda sadece 10.000 kg'a kadar çıkarılıyor. Çoğu iridyum tortusunun göktaşı çarpma bölgelerinde bulunabileceği bilinmektedir. Bazı bilim adamları, bu metalin daha önce gezegenimizde yaygın olduğu sonucuna varıyor, ancak ağırlığı nedeniyle sürekli olarak Dünya'nın merkezine yakınlaşıyor. artık endüstride yaygın olarak talep görmektedir ve elektrik enerjisi üretmek için kullanılmaktadır. Paleontologlar da kullanmayı sever ve iridyum yardımıyla birçok buluntunun yaşını belirlerler. Ayrıca bu metal bazı yüzeyleri kaplamak için kullanılabilir. Ama bunu yapmak zor.

Daha ileri düşünmek . Sırasıyla Mendeleev'in periyodik tablosundaki en ağır ve dünyadaki en ağır metaldir. Osmiyum mavi renk tonu ile kalay beyazıdır ve ayrıca Smithson Tennat tarafından iridyum ile aynı zamanda keşfedilmiştir. Osmiyumun işlenmesi neredeyse imkansızdır ve esas olarak göktaşı çarpma bölgelerinde bulunur. Hoş olmayan kokuyor, klor ve sarımsak karışımı gibi kokuyor. Ve birlikte Antik Yunan"koku" olarak tercüme edilir. Metal oldukça refrakterdir ve ampullerde ve diğer refrakter metal cihazlarda kullanılır. Bu elementin sadece bir gramı için, metalin çok nadir olduğu açık olan 10.000 dolardan fazla ödemeniz gerekiyor.

Osmiyum

Nasılsöyleme, en ağır metaller çok nadirdir ve bu nedenle pahalıdırlar. Ve gelecek için ne altın ne de kurşunun dünyanın en ağır metalleri olmadığını hatırlamalıyız! ve - işte ağırlıkta kazananlar!

Platin ağır, yumuşak, gümüşi beyaz bir metaldir.

Renyum yoğun, gümüşi beyaz sert bir metaldir.

Neptünyum gümüşi beyaz radyoaktif yumuşak bir metaldir.

Metallerin günlük yaşamda kullanımı, insan gelişiminin şafağında başladı ve bakır, doğada mevcut olduğu ve kolayca işlenebildiği için ilk metaldi. Kazılar sırasında arkeologların bu metalden yapılmış çeşitli ürünler ve ev eşyaları bulmasına şaşmamalı. Evrim sürecinde, insanlar yavaş yavaş çeşitli metalleri birleştirmeyi, aletlerin ve daha sonra silahların imalatına uygun daha dayanıklı alaşımlar elde etmeyi öğrendi. Zamanımızda, dünyadaki en dayanıklı metalleri tanımlamanın mümkün olduğu deneyler devam ediyor.

10.

• yüksek özgül mukavemet;
• yüksek sıcaklıklara direnç;
• düşük yoğunluklu;
• korozyon direnci;
• mekanik ve kimyasal direnç.

Titanyum askeri sanayide, havacılık tıbbında, gemi yapımında ve diğer üretim alanlarında kullanılmaktadır.

9.

Dünyanın en güçlü metallerinden biri olarak kabul edilen ve normal şartlar altında en ünlü element, zayıf bir radyoaktif metaldir. Doğada hem serbest halde hem de asidik tortul kayaçlarda bulunur. Oldukça ağırdır, dünya çapında yaygın olarak dağılmıştır ve paramanyetik özelliklere, esnekliğe, dövülebilirliğe ve göreceli plastisiteye sahiptir. Uranyum birçok üretim alanında kullanılmaktadır.

8.

Varolan tüm metallerin en refrakter metali olarak bilinir ve dünyadaki en güçlü metallere aittir. Parlak gümüş-gri rengin katı bir geçiş elemanıdır. Yüksek dayanıklılık, mükemmel demlenebilirlik, kimyasal etkilere karşı dirence sahiptir. Özellikleri nedeniyle dövülebilir ve ince bir ipliğe çekilebilir. Tungsten filamenti olarak bilinir.

7.

Bu grubun temsilcileri arasında, yüksek yoğunluklu, gümüşi beyaz renkli bir geçiş metali olarak kabul edilir. Doğada saf halde bulunur, ancak molibden ve bakır hammaddelerinde bulunur. Yüksek sertlik ve yoğunluğa sahiptir ve mükemmel refrakterliğe sahiptir. Tekrarlanan sıcaklık değişiklikleri ile kaybolmayan artan mukavemete sahiptir. Renyum pahalı metallere aittir ve yüksek bir maliyeti vardır. Kullanılan modern teknoloji ve elektronik.

6.

Hafif mavimsi bir renk tonu ile parlak gümüşi beyaz bir metal, platin grubuna aittir ve dünyanın en dayanıklı metallerinden biri olarak kabul edilir. İridyuma benzer şekilde, yüksek atomik yoğunluğa, yüksek mukavemete ve sertliğe sahiptir. Osmiyum platin metallerine ait olduğu için iridyuma benzer özelliklere sahiptir: refrakterlik, sertlik, kırılganlık, mekanik etkiler, hem de agresif ortamların etkisine. Cerrahide, elektron mikroskobunda, kimya endüstrisinde, roket teknolojisinde, elektronik ekipmanlarda geniş uygulama alanı bulmuştur.

5.

Metal grubuna aittir ve göreceli sertliği ve yüksek toksisitesi olan açık gri bir elementtir. Benzersiz özellikleri nedeniyle berilyum çok çeşitli endüstrilerde kullanılmaktadır:

• nükleer güç;
• uzay Mühendisliği;
• metalurji;
• lazer teknolojisi;
• nükleer enerji.

Berilyum, yüksek sertliği nedeniyle alaşımlı alaşımların ve refrakter malzemelerin üretiminde kullanılmaktadır.

4.

Krom, alkalilere ve asitlere dayanıklı, sert, yüksek mukavemetli mavimsi beyaz bir metal olan dünyanın en dayanıklı ilk on metalinden sonra gelir. Saf haliyle doğal olarak bulunur ve yaygın olarak kullanılır. çeşitli endüstriler bilim, teknoloji ve üretim. Krom Tıbbi ve kimyasal işleme ekipmanlarının imalatında kullanılan çeşitli alaşımları oluşturmak için kullanılır. Demir ile birlikte metal kesme aletlerinin imalatında kullanılan bir ferrokrom alaşımı oluşturur.

3.

Tantal, dünyadaki en dayanıklı metallerden biri olduğu için sıralamada bronzu hak ediyor. Yüksek sertliğe ve atomik yoğunluğa sahip gümüşi bir metaldir. Yüzeyinde oksit film oluşumu nedeniyle kurşun rengine sahiptir.

Tantalın ayırt edici özellikleri yüksek mukavemet, refrakterlik, korozyona karşı direnç ve agresif ortamlardır. Metal oldukça sünek bir metaldir ve kolayca işlenebilir. Bugün tantal başarıyla kullanılmaktadır:

• kimya endüstrisinde;
• nükleer reaktörlerin yapımında;
• metalurjik üretimde;
• ısıya dayanıklı alaşımlar oluştururken.

2.

Dünyanın en dayanıklı metallerinin sıralamasının ikinci satırı, platin grubuna ait gümüşi bir metal olan rutenyum tarafından işgal edilmiştir. Özelliği, canlı organizmaların kas dokusunun bileşimindeki varlığıdır. Rutenyumun değerli özellikleri, yüksek mukavemet, sertlik, refrakterlik, kimyasal direnç ve karmaşık bileşikler oluşturma yeteneğidir. Rutenyum birçokları için bir katalizör olarak kabul edilir. kimyasal reaksiyonlar, elektrotların, kontakların, keskin uçların üretimi için bir malzeme görevi görür.

1.

Dünyanın en dayanıklı metallerinin sıralaması, platin grubuna ait gümüşi beyaz, sert ve refrakter bir metal olan iridyum tarafından yönetilmektedir. Doğada, yüksek mukavemetli bir element son derece nadirdir ve genellikle osmiyum ile birleştirilir. Doğal sertliği nedeniyle işlenmesi zordur ve darbelere karşı direnci yüksektir. kimyasal. İridyum, halojenlerin ve sodyum peroksitin etkilerine büyük zorlukla tepki verir.

Bu metal günlük yaşamda önemli bir rol oynar. Asidik ortamlara karşı direnci arttırmak için titanyum, krom ve tungstene eklenir, kırtasiye imalatında kullanılır, mücevher yapımında mücevher yapımında kullanılır. İridyumun maliyeti, doğada sınırlı mevcudiyeti nedeniyle yüksek kalmaktadır.

Şu anda 126 kimyasal element bilinmektedir. Ancak aralarında en ağır olanı Osmiyum (Os) ve İridyum (Ir) olarak kabul edilir. Bu elementlerin her ikisi de geçiş metalleridir ve platin grubuna aittir. IP'nin Periyodik sistemindeki seri numaraları. Mendeleyev sırasıyla 76 ve 77. Çok sert olduğu için her iki metal de yoğunluk olarak birbirleriyle karşılaştırılabilir. Bunun nedeni yoğunluk değerlerinin tamamen teorik olarak elde edilmiş olmasıdır (22.562 g/cm³ (Ir) ve 22.587 g/cm³ (Os))). Ve bu tür hesaplamalarda her zaman bir hata vardır (her iki hesaplama için ± 0.009 g / cm³).

keşif geçmişi

Bu unsurların keşfi, İngiliz bilim adamı S. Tennant'ın adıyla ilişkilidir. 1803 yılında platinin özelliklerini inceledi. Ve bu metalin bir asit karışımına ("aqua regia") reaksiyonu sırasında, safsızlıklardan oluşan çözünmeyen bir çökelti izole edildi. Bu maddeyi inceleyen S. Tennant, "iridyum" ve "osmiyum" adını verdiği yeni elementleri seçti.
Tuzlarının çeşitli renkleri olduğu için elemente “iridyum” (“gökkuşağı”) adı verildi. Ve “osmiyum” (“koku”), keskin, ozona yakın, osmiyum oksit OsO4 kokusu nedeniyle böyle adlandırılmıştır.

Özellikleri

Hem osmiyum hem de iridyumun işlenmesi neredeyse imkansızdır. çok var Yüksek sıcaklık erime. Kompakt formlarında asitler, alkaliler veya asit karışımları gibi aktif ortamlarla reaksiyona girmezler. Bu özellikler, 100°C'ye kadar sıcaklıklarda osmiyum için ve 400°C'ye kadar iridyum için gözlenir.

Yayma

Bu elementlerin en yaygın olarak çıkarılan şekli osmiyum iridyumdur. Bu alaşım esas olarak doğal platin ve altının çıkarıldığı alanlarda bulunur. İridyum ve osmiyumun sıklıkla bulunduğu başka bir yer de demir göktaşlarıdır. İridyum içermeyen Osmiyum doğada neredeyse hiç bulunmaz. İridyum ise diğer metallerle kombinasyon halinde bulunur. Örneğin, rutenyum veya rodyum içeren bileşiklerde. Bununla birlikte, iridyum gezegenimizdeki en nadir kimyasal elementlerden biri olmaya devam etmektedir. Dünyadaki endüstriyel üretimi yılda 3 tonu geçmez.
Şu anda iridyum ve osmiyum madenciliğinin ana kaynakları olan bölgeler Kaliforniya, Alaska (ABD), Sibirya (Rusya), Bushveld (Güney Afrika), Avustralya, Yeni Gine, Kanada'dır.

En ağır metallerin fotoğrafları

En ağır metallerin videosu