Alt om iridium

De fleste har en ret god idé om jern og aluminium, sølv og guld. Men der er kemiske elementer, der spiller en lidt mindre rolle i den moderne verdens liv, men som ufortjent er lidt kendt blandt ikke-specialister. Det er vigtigt at rette op på denne fejl, herunder at lære alt om iridia.

Det skal siges med det samme iridium er et metal. Derfor har den alle de egenskaber, der er typiske for andre metaller. Sådan et kemisk element betegnet med en kombination af latinske tegn Ir. I det periodiske system optager det bur 77. Opdagelsen af ​​iridium fandt sted i 1803, som en del af den samme undersøgelse, hvor den engelske videnskabsmand Tennant også isolerede osmium.

Det oprindelige råmateriale til produktionen af ​​sådanne elementer var platinmalm leveret fra Sydamerika. I første omgang blev metallerne isoleret i form af et bundfald, som "aqua regia" ikke tog. Undersøgelsen afslørede tilstedeværelsen af ​​flere hidtil ukendte stoffer. Elementet fik sin verbale betegnelse, fordi dets salte ser ud, som om det er iriserende med en regnbue.

Kemisk rent iridium har ingen regnbuefarve. Men det er kendetegnet ved en ret attraktiv sølvhvid farve. Giftige egenskaber er ikke blevet bekræftet. Visse iridiumforbindelser kan dog være farlige for mennesker. Fluoret af dette element er særligt giftigt.

En række russiske og udenlandske virksomheder er involveret i produktion og raffinering af iridium. Næsten hele produktionen af ​​dette metal er et produkt af biforarbejdning af platinråmaterialer. Selvom iridium ikke er lilla, indeholder det naturligvis 2 isotoper. Element 191 og 193 er stabile.Men en række kunstigt opnåede isotoper har udtalte radioaktive egenskaber, deres halveringstid er kort.

Styrken og hårdheden af ​​iridium er meget stor. Det er næsten umuligt at bearbejde dette metal mekanisk. Infusibility dette elements sølvhvide farve er stor nok. Specialister inkludere iridium i platingruppen. Hårdheden på Mohs-skalaen er 6,5. Smeltepunktet i grader når 2466 grader. Iridium begynder dog først at koge ved 4428 grader. Fusionsvarmen er 27610 J/mol. Kogevarme - 604000 J / mol. Eksperter har bestemt molarvolumenet til 8,54 kubikmeter. se efter en muldvarp.

Krystalgitteret af dette element er kubisk, kanterne af krystallerne er toppen af ​​kuben. Den 191. isotop står for 37,3% af iridiumatomerne. De resterende 62,3% er repræsenteret af den 193. isotop. Tætheden af ​​dette element (eller på anden måde den specifikke vægtfylde) når 22400 kg pr. 1 m3.

Men atomerne i iridium selv indgår sjældent i nogen reaktioner. Dette element er kendetegnet ved dets enestående kemiske passivitet.... Det er fuldstændig uopløseligt i vand og ændrer sig ikke på nogen måde, selv efter længere tids kontakt med luft. Hvis temperaturen af ​​et stof er mindre end 100 grader, vil det ikke reagere selv med aqua regia, endsige andre syrer og deres kombinationer. Reaktionen med fluor er mulig ved 400 grader; for reaktionen med klor eller svovl er det nødvendigt at opvarme iridium, indtil det bliver rødglødende.

Der er 4 kendte chlorider, hvor antallet af kloratomer varierer fra 1 til 4. Effekten af ​​ilt er mærkbar ved temperaturer ikke lavere end 1000 grader. Produktet af denne interaktion er iridiumdioxid, et stof, der er praktisk talt uopløseligt i vand. Opløseligheden kan øges ved oxidation under anvendelse af et kompleksdannende middel. Den højeste oxidationstilstand under normale forhold kan kun opnås i iridiumhexafluorid.

Ved ekstremt lave temperaturer opstår forbindelser med valenser på 7 og 8. Dannelsen af ​​komplekse salte (både kationiske og anioniske) er mulig. Det bemærkes, at stærkt opvarmet metal kan korrodere saltsyre mættet med ilt. Kemikere tillægger en vigtig rolle til:

• hydroxider;
• chlorider;
• halogenider;
• oxid;
• til iridiumcarbonyler.

At opnå iridium i naturen er stærkt hæmmet af dets store sjældenhed. I det naturlige miljø er dette metal altid blandet med relaterede stoffer. Hvis dette element findes nogen steder, skal platin eller metaller fra dets gruppe findes i nærheden. Nogle malme, der indeholder nikkel og kobber, omfatter iridium i dispergeret form. Hoveddelen af ​​dette element er udvundet fra inert stof i:

• SYDAFRIKA;
• Canada;
• den nordamerikanske stat Californien;
• indskud på øen Tasmanien (ejet af den australske union);
• Indonesien (på øen Kalimantan);
• forskellige områder af øen Ny Guinea.

Iridium blandet med osmium udvindes i gamle bjergfolde beliggende i de samme lande. Virksomheder fra Sydafrika... Det er ikke uden grund, at produktionen i dette land direkte påvirker balancen mellem udbud og efterspørgsel, hvilket ikke kan siges om produkter fra andre regioner på planeten. Ifølge eksisterende videnskabelige koncepter skyldes iridiums sjældenhed, at det kun kom til vores planet i meteoritter, og derfor udgør det en milliontedel af en procent af massen af ​​jordskorpen.

Nogle eksperter er dog uenige i dette. De insisterer på, at kun en lille del af alle iridiumaflejringer er udforsket og egnet til udvikling på niveau med moderne teknologier. Aflejringerne, som dukkede op i dyb geologisk oldtid, indeholder i separate lag af iridium hundredvis af gange mere end de klipper, der allerede er udvundet.

I dag udvindes iridium først efter afslutningen af ​​udvindingen af ​​de vigtigste mineraler.... Disse er guld, nikkel, platin eller kobber. Når aflejringen er tæt på udtømning, begynder malmen at blive bearbejdet med specielle reagenser, der frigiver ruthenium, osmium og palladium. Først efter dem kommer turen til at modtage "regnbue"-elementet. Yderligere:

• raffinering af malm;
• knus det til pulver;
• dette pulver presses;
• pressede emner omsmeltes i elektriske ovne med kontinuerlig bevægelse af en argonstråle.

En ret stor mængde metal genvindes fra anodeslammet efter kobber-nikkel-produktionen. I første omgang beriges slammet. Platin og andre metaller, herunder iridium, omdannes til opløsning under påvirkning af varmt aqua regia. Osmium ender i det uopløste sediment. Komplekser af platin, iridium og ruthenium udfældes successivt fra opløsningen under påvirkning af ammoniumchlorid.

Omkring 66 % af iridiumet udvindes bruges i den kemiske industri... Alle andre sektorer af økonomien deler resten. I de seneste årtier har smykkeværdien af ​​det "lilla metal" været støt stigende.... Siden slutningen af ​​1990'erne er der med jævne mellemrum lavet ringe og indlagte guldsmykker af det. Vigtigt: smykker er ikke så meget lavet af rent iridium som af dets legering med platin. Et 10% tilsætningsstof er nok til at øge styrken af ​​emnet og det færdige produkt op til 3 gange uden en væsentlig stigning i omkostningerne.

I andre industrier er iridiumlegeringer også klart foran rent metal. Evnen til at øge produkternes hårdhed og styrke ved en mindre tilføjelse er meget værdsat af teknologer. Således bruges iridiumadditiver til at øge slidstyrken af ​​tråd til elektroniske rør. Det hårde metal lægges blot over molybdæn eller wolfram. Efterfølgende sintring foregår under en presse ved høj temperatur.

Og her er det nødvendigt at sige især om brugen af ​​iridium i den kemiske industri. Der er hans legeringer nødvendige for at få tallerkener, der er modstandsdygtige over for forskellige reagenser og høje temperaturer. Iridium viser sig også at være en fremragende katalysator. En stigning i reaktivitet er især tydelig i produktionen af ​​salpetersyre... Og hvis du skal opløse guld i aqua regia, så vil teknologer næsten garanteret at vælge præcis de kopper, der er lavet af platin-iridium-legering.

Hvor de laver mad krystaller til laserenheder, kan du ofte finde platin-iridium digler. Helt rent metal er velegnet til dele af højpræcise industri- og laboratorieinstrumenter. Iridium mundstykket bruges og glarmestrenår de skal lave ildfast glas. Men dette er kun en lille del af anvendelserne af det fantastiske element.

Eksperter har længe bemærket, at sådanne stearinlys holder længere.... Allerede i begyndelsen blev de primært brugt til sportsvogne. I dag er de blevet billigere og er tilgængelige for næsten alle bilejere. Iridium-legeringer er også nødvendige for skabere kirurgiske instrumenter... De bruges i stigende grad til fremstilling af individuelle dele af pacemakeren.

Det er mærkeligt, at "10 francs"-mønten produceret i Rwanda er lavet af iridium af ædelstenskvalitet (999 standard). Dette metal bruges også i bilkatalysatorer. Ligesom platin hjælper det med at fremskynde rensningen af ​​udstødningsgasser. Men du kan finde iridium i den mest almindelige fyldepen. Der kan du nogle gange se en usædvanlig farvet kugle på spidsen af ​​en kuglepen eller blækstang.

Iridium blev hovedsageligt brugt i radiokomponenter for flere årtier siden. Oftere blev der lavet kontaktgrupper af det, samt komponenter, der kan være meget varme.Denne løsning giver dig mulighed for at sikre produkternes holdbarhed. Isotopen iridium-192 er et af de kunstige radionuklider. Den er produceret til ikke-destruktiv brug for at kontrollere egenskaberne for svejsninger, stål og aluminiumslegeringer.

En legering af osmium med iridium bruges til at lave kompasnåle. Og termoelementer, som kombinerer iridium og konventionelle elektroder, bruges til fysisk forskning. Kun de kan direkte registrere en temperatur på omkring 3000 grader. Prisen på sådanne strukturer er meget høj. Det er ikke økonomisk muligt at bruge dem i konventionel industri.

Iridium titan elektrode - en af ​​de relativt nye udviklinger inden for elektrolyse. Det ildfaste stof sprøjtes på en titaniumfoliebase. I dette tilfælde er der kun argon i arbejdskammeret. Elektroderne kan ligne et gitter eller en plade. Sådanne elektroder:

• modstandsdygtig over for høje temperaturer;
• modstandsdygtig over for betydelig spænding, tæthed og strøm;
• korroder ikke;
• mere økonomisk end elektroder med tilføjelse af platin (på grund af en væsentlig længere ressource).

Små beholdere med radioaktive isotoper af iridium er efterspurgte i metallurgi. Gammastråler absorberes delvist af ladningen. Derfor er det muligt at bestemme, hvad der er niveauet af ladningen inde i ovnen.

Du kan også pege på sådanne anvendelser af det 77. element som:

• opnåelse af molybdæn- og wolframlegeringer, som er stærkere ved høje temperaturer;
• øge modstanden af ​​titanium og krom over for syrer;
• produktion af termoelektriske generatorer;
• fremstilling af termioniske katoder (sammen med lanthan og cerium);
• oprettelse af brændstoftanke til rumraketter (legeret med hafnium);
• produktion af propylen baseret på methan og acetylen;
• et tilsætningsstof til platinkatalysatorer til fremstilling af nitrogenoxider (forstadier til salpetersyre) - men denne teknologiske proces er ikke længere særlig relevant;
• opnåelse af referencemålenheder (mere præcist kræver dette en platin-iridium-legering).

Iridiumsalte er meget varierede i farve. Så afhængigt af antallet af vedhæftede kloratomer kan forbindelsen have kobberrøde, mørkegrønne, oliven eller brune farver. Iridium difluorid er farvet gul. Forbindelser med ozon og brom er blå i farven. Rent iridium har meget høj korrosionsbestandighed, selv når det opvarmes til 2000 grader.

I bjergarter af terrestrisk oprindelse er koncentrationen af ​​iridiumforbindelser meget lav.... Det øges kun betydeligt i klipper af meteoritoprindelse. Dette kriterium giver forskere mulighed for at etablere vigtige fakta om forskellige geologiske strukturer. Der produceres kun få tons iridium på jorden.

For andre egenskaber og anvendelser af iridium, se næste video.