Mindent az irídiumról

A legtöbb embernek nagyon jó elképzelése van a vasról és az alumíniumról, az ezüstről és az aranyról. De vannak olyan kémiai elemek, amelyek valamivel kisebb szerepet játszanak a modern világ életében, de a nem szakemberek körében méltatlanul kevéssé ismertek. Fontos kijavítani ezt a hibát, beleértve mindent, amiről meg kell tanulni iridia.

Azonnal ki kell mondani, hogy az irídium egy fém. Ezért rendelkezik minden olyan tulajdonsággal, ami más fémekre jellemző. Olyan kémiai elem latin betűk kombinációjával jelöljük Ir. A periódusos rendszerben elfoglalja 77. ketrec. Az irídium felfedezésére 1803-ban került sor, ugyanannak a tanulmánynak a részeként, amelyben Tennant angol tudós ozmiumot is izolált.

Az ilyen elemek gyártásának kezdeti nyersanyaga a Dél-Amerikából szállított platinaérc volt. Kezdetben a fémeket csapadék formájában izolálták, amit az "aqua regia" nem vett fel. A vizsgálat több, korábban ismeretlen anyag jelenlétét tárta fel. Az elem szóbeli jelölését azért kapta, mert sói úgy néznek ki, mintha szivárvánnyal irizálnának.

A kémiailag tiszta irídiumnak nincs szivárványszíne. De egy meglehetősen vonzó ezüstös-fehér szín jellemzi. Toxikus tulajdonságait nem erősítették meg. Bizonyos irídiumvegyületek azonban veszélyesek lehetnek az emberre. Ennek az elemnek a fluoridja különösen mérgező.

Számos orosz és külföldi vállalkozás vesz részt az irídium előállításában és finomításában. Ennek a fémnek a gyártása szinte teljes egészében platina nyersanyagok mellékfeldolgozásának terméke. Bár az irídium nem lila, természetesen 2 izotópot tartalmaz. A 191-es és 193-as elemek stabilak.De számos mesterségesen előállított izotóp kifejezett radioaktív tulajdonságokkal rendelkezik, felezési ideje rövid.

Az irídium szilárdsága és keménysége nagyon nagy. Ezt a fémet szinte lehetetlen mechanikusan feldolgozni. Infuzibilitás ennek az elemnek az ezüstös fehér színe elég nagy. Szakemberek az irídiumot a platina csoportba foglalják. A keménység a Mohs-skálán 6,5. Az olvadáspont fokban eléri a 2466 fokot. Az irídium azonban csak 4428 fokon kezd forrni. Az olvadáshő 27610 J/mol. Forráshő - 604000 J / mol. A szakértők a moláris térfogatot 8,54 köbméterben határozták meg. lásson vakondot.

Ennek az elemnek a kristályrácsa köbös, a kristályok élei a kocka tetejét jelentik. A 191. izotóp az irídium atomok 37,3%-át teszi ki. A fennmaradó 62,3%-ot a 193. izotóp képviseli. Ennek az elemnek a sűrűsége (vagy egyébként a fajsúlya) eléri a 22400 kg-ot 1 m3-enként.

De maguk az irídium atomjai ritkán lépnek reakcióba. Ezt az elemet kiemelkedő kémiai passzivitása jellemzi.... Vízben teljesen oldhatatlan, és semmilyen módon nem változik még levegővel való hosszan tartó érintkezés után sem. Ha egy anyag hőmérséklete 100 fok alatt van, akkor még az aqua regiával sem lép reakcióba, nem beszélve más savakról és azok kombinációiról. A fluorral történő reakció 400 fokon lehetséges, a klórral vagy kénnel történő reakcióhoz az irídiumot addig kell melegíteni, amíg az fel nem melegszik.

4 klorid ismert, amelyekben a klóratomok száma 1-4 között változik. Az oxigén hatása 1000 fok alatti hőmérsékleten észrevehető. Ennek a kölcsönhatásnak a terméke az irídium-dioxid, egy vízben gyakorlatilag oldhatatlan anyag. Az oldhatóság növelhető oxidációval komplexképző szer alkalmazásával. A legmagasabb oxidációs állapot normál körülmények között csak az irídium-hexafluoridban érhető el.

Rendkívül alacsony hőmérsékleten olyan vegyületek jelennek meg, amelyek vegyértéke 7 és 8. Komplex sók (kationos és anionos) képződése lehetséges. Megjegyzendő, hogy az erősen hevített fém korrodálhatja az oxigénnel telített sósavat. A vegyészek fontos szerepet tulajdonítanak:

• hidroxidok;
• kloridok;
• halogenidek;
• oxid;
• az irídium-karbonilokhoz.

Az irídium természetben való beszerzését nagymértékben nehezíti nagy ritkasága. A természetes környezetben ezt a fémet mindig rokon anyagokkal keverik. Ha ez az elem bárhol megtalálható, akkor a platinát vagy a csoportjából származó fémeket a közelben kell találni. Egyes nikkelt és rezet tartalmazó ércek közé tartozik az irídium diszpergált formában. Ennek az elemnek a fő részét inert anyagból vonják ki:

• DÉL-AFRIKA;
• Kanada;
• az észak-amerikai Kalifornia állam;
• betétek Tasmania szigetén (az Australian Union tulajdonában);
• Indonézia (Kalimantan szigetén);
• Új-Guinea szigetének különböző területein.

Az ozmiummal kevert irídiumot ugyanazon országokban található régi hegyi redőkben bányászják. Vállalatok a Dél-Afrika... Nem hiába, hogy ebben az országban a termelés közvetlenül befolyásolja a kereslet-kínálat egyensúlyát, ami nem mondható el a bolygó más régióiból származó termékekről. A létező tudományos elképzelések szerint az irídium ritkasága annak tudható be, hogy csak meteoritokban került bolygónkra, ezért a földkéreg tömegének milliomod százalékát teszi ki.

Néhány szakértő azonban nem ért egyet ezzel. Ragaszkodnak ahhoz, hogy az összes irídium lelőhelynek csak egy kis részét tárják fel és alkalmasak a modern technológiák szintjén történő fejlesztésre. Az üledékek, amelyek a geológiai ókorban megjelentek, külön rétegekben több százszor több irídiumot tartalmaznak, mint a már bányászott kőzetek.

Ma az irídiumot csak a fő ásványi anyagok kitermelésének befejezése után bányászják.... Ezek arany, nikkel, platina vagy réz. Amikor a lerakódás közel áll a kimerüléshez, az ércet speciális reagensekkel kezdik feldolgozni, amelyek ruténiumot, ozmiumot és palládiumot szabadítanak fel. Csak utánuk jön a "szivárvány" elem befogadásának sora. További:

• érc finomítása;
• porrá törjük;
• ezt a port préseljük;
• a préselt munkadarabokat elektromos kemencékben, argonsugár folyamatos mozgatásával újraolvasztják.

A réz-nikkel gyártás során visszamaradt anódiszapból meglehetősen nagy mennyiségű fém nyerhető vissza. Kezdetben az iszapot dúsítják. A platina és más fémek, beleértve az irídiumot is, forró víz hatására oldattá alakulnak. Az ozmium a fel nem oldott üledékbe kerül. A platina, irídium és ruténium komplexei egymás után válnak ki az oldatból ammónium-klorid hatására.

Az irídium körülbelül 66%-át bányászták ki vegyiparban használják... A fennmaradó részt a gazdaság összes többi szektora osztja. Az elmúlt évtizedekben a „lila fém” ékszerértéke folyamatosan növekszik.... Az 1990-es évek vége óta rendszeresen készítenek belőle gyűrűket és berakásos aranyékszereket. Fontos: az ékszerek nem annyira tiszta irídiumból, mint inkább annak platinával való ötvözetéből készülnek. 10%-os adalékanyag elegendő ahhoz, hogy a munkadarab és a késztermék szilárdságát akár 3-szorosára növelje anélkül, hogy jelentős költségnövekedést okozna.

Más iparágakban az irídiumötvözetek is egyértelműen megelőzik a tiszta fémet. A technológusok nagyra értékelik a termékek keménységének és szilárdságának egy kisebb hozzáadással történő növelését. Így irídium adalékokat használnak az elektronikus csövek huzaljainak kopásállóságának növelésére. A keményfémet egyszerűen molibdénre vagy volfrámra fektetik. Az ezt követő szinterezés prés alatt, magas hőmérsékleten történik.

És itt különösen az irídium vegyiparban való felhasználásáról kell szólni. Ott az ötvözeteire a különféle reagenseknek és magas hőmérsékletnek ellenálló edények előállításához van szükség. Az irídium emellett kiváló katalizátornak bizonyult. Különösen szembetűnő a reakciókészség növekedése a salétromsav előállításában... Ha pedig aqua regiában kell feloldani az aranyat, akkor a technológusok szinte garantáltan pontosan a platina-iridium ötvözetből készült poharakat választják.

Ahol főznek kristályok lézeres eszközökhöz, gyakran megtalálhatja platina-iridium tégelyek. A teljesen tiszta fém alkalmas nagy pontosságú ipari és laboratóriumi műszerek alkatrészeihez. Az irídium fúvókát használják és üvegesekamikor tűzálló üveget kell készíteniük. De ez csak egy kis része a csodálatos elem alkalmazásainak.

A szakértők régóta megjegyezték, hogy az ilyen gyertyák tovább tartanak.... Kezdetben elsősorban sportkocsikhoz használták őket. Mára olcsóbbak lettek, és szinte minden autótulajdonos számára elérhetőek. Az irídium ötvözetekre az alkotóknak is szükségük van sebészeti eszközök... Egyre gyakrabban használják a pacemaker egyes részeinek gyártásához.

Érdekes, hogy a Ruandában gyártott „10 frank” érme drágakő minőségű (999-es szabvány) irídiumból készül. Ezt a fémet az autókatalizátorokban is használják. A platinához hasonlóan segíti a kipufogógázok tisztításának felgyorsítását. De a legáltalánosabb töltőtollban találhatunk irídiumot. Ott néha egy szokatlan színű golyót láthatunk egy toll vagy tintarúd hegyén.

Az irídiumot főként rádióalkatrészekben használták több évtizeddel ezelőtt. Gyakrabban készültek belőle kontaktcsoportok, illetve olyan alkatrészek, amelyek nagyon forróak lehetnek.Ez a megoldás lehetővé teszi a termékek tartósságának biztosítását. Az irídium-192 izotóp a mesterséges radionuklidok egyike. Roncsolásmentes használatra készült, a hegesztési varratok, acél és alumíniumötvözetek jellemzőinek ellenőrzésére.

Előállításához ozmium és irídium ötvözetét használják iránytű tűk. Az irídiumot és a hagyományos elektródákat kombináló hőelemeket pedig fizikai kutatásokhoz használják. Csak ők tudnak közvetlenül körülbelül 3000 fokos hőmérsékletet regisztrálni. Az ilyen szerkezetek ára nagyon magas. A hagyományos iparban való felhasználásuk gazdaságilag nem megvalósítható.

Iridium titán elektróda - az egyik viszonylag új fejlesztés az elektrolízis területén. A tűzálló anyagot titán fólialapra permetezzük. Ebben az esetben csak argon van a munkakamrában. Az elektródák rácsnak vagy lemeznek tűnhetnek. Ilyen elektródák:

• ellenáll a magas hőmérsékletnek;
• ellenáll a jelentős feszültségnek, sűrűségnek és áramerősségnek;
• ne korrodáljon;
• gazdaságosabb, mint az elektródák platina hozzáadásával (a lényegesen hosszabb erőforrás miatt).

A kohászatban keresettek az irídium radioaktív izotópjait tartalmazó kis tartályok. A gamma-sugarakat a töltés részben elnyeli. Ezért meg lehet határozni, hogy mekkora a töltés szintje a kemencében.

Rámutathat a 77. elem olyan alkalmazásaira is, mint:

• molibdén és volfrámötvözetek előállítása, amelyek magas hőmérsékleten erősebbek;
• a titán és a króm savakkal szembeni ellenállásának növelése;
• termoelektromos generátorok gyártása;
• termoionos katódok gyártása (lantánnal és cériummal együtt);
• üzemanyagtartályok létrehozása űrrakétákhoz (hafniummal ötvözött);
• metán és acetilén alapú propilén gyártása;
• adalék a platina katalizátorokhoz nitrogén-oxidok (a salétromsav prekurzorai) előállításához - de ez a technológiai eljárás már nem túl releváns;
• referencia mértékegységek megszerzése (pontosabban ehhez platina-iridium ötvözet szükséges).

Az irídiumsók nagyon változatos színűek. Tehát a hozzáadott klóratomok számától függően a vegyület rézvörös, sötétzöld, olíva vagy barna színű lehet. Az irídium-difluorid sárga színű. Az ózont és brómot tartalmazó vegyületek kék színűek. A tiszta irídium nagyon magas korrózióállósággal rendelkezik, még 2000 fokra melegítve is.

A szárazföldi eredetű kőzetekben az irídiumvegyületek koncentrációja nagyon alacsony.... Jelentősen csak meteorit eredetű kőzetekben nő. Ez a kritérium lehetővé teszi a kutatók számára, hogy fontos tényeket állapítsanak meg a különféle geológiai szerkezetekről. Csak néhány tonna irídium termelődik a Földön.

Az irídium egyéb tulajdonságairól és felhasználásáról lásd a következő videót.