Kaikki iridiumista

Useimmilla ihmisillä on melko hyvä käsitys raudasta ja alumiinista, hopeasta ja kullasta. Mutta on olemassa kemiallisia elementtejä, joilla on hieman pienempi rooli nykymaailman elämässä, mutta jotka ovat ansaitsemattoman vähän tunnettuja ei-asiantuntijoiden keskuudessa. On tärkeää korjata tämä virhe, mukaan lukien kaiken oppiminen iridia.

Se pitäisi heti sanoa iridium on metalli. Siksi sillä on kaikki muille metalleille tyypilliset ominaisuudet. Sellainen kemiallinen alkuaine merkitty latinalaisten kirjainten yhdistelmällä Ir. Jaksotaulukossa se miehittää Häkki 77. Iridiumin löytö tapahtui vuonna 1803 osana samaa tutkimusta, jossa englantilainen tiedemies Tennant eristi myös osmiumia.

Alkuperäinen raaka-aine tällaisten elementtien valmistukseen oli Etelä-Amerikasta toimitettu platinamalmi. Aluksi metallit eristettiin sakan muodossa, jota "aqua regia" ei ottanut. Tutkimus paljasti useita aiemmin tuntemattomia aineita. Elementti sai sanallisen nimityksensä, koska sen suolat näyttävät sateenkaaren värittäviltä.

Kemiallisesti puhtaalla iridiumilla ei ole sateenkaaren väriä. Mutta sille on ominaista melko houkutteleva hopeanvalkoinen väri. Myrkyllisiä ominaisuuksia ei ole vahvistettu. Tietyt iridiumyhdisteet voivat kuitenkin olla vaarallisia ihmisille. Tämän alkuaineen fluoridi on erityisen myrkyllistä.

Iridiumin tuotantoon ja jalostukseen osallistuu useita venäläisiä ja ulkomaisia ​​yrityksiä. Lähes koko tämän metallin tuotanto on platinaraaka-aineiden sivuprosessoinnin tuotetta. Vaikka iridium ei ole violetti, se sisältää luonnollisesti 2 isotooppia. Elementit 191 ja 193 ovat vakaita.Mutta useilla keinotekoisesti saaduilla isotoopeilla on selvät radioaktiiviset ominaisuudet, niiden puoliintumisaika on lyhyt.

Iridiumin lujuus ja kovuus on erittäin suuri. Tätä metallia on lähes mahdotonta käsitellä mekaanisesti. Infuusiokyky tämän elementin hopeanvalkoinen väri on riittävän suuri. Asiantuntijat sisällyttää iridiumin platinaryhmään. Kovuus Mohsin asteikolla on 6,5. Sulamispiste asteina saavuttaa 2466 astetta. Iridium alkaa kuitenkin kiehua vasta 4428 asteessa. Sulamislämpö on 27610 J/mol. Kiehumislämpö - 604000 J / mol. Asiantuntijat ovat määrittäneet moolitilavuudeksi 8,54 kuutiometriä. katso myyrä.

Tämän elementin kidehila on kuutiomainen, kiteiden reunat ovat kuution yläosat. 191. isotooppi muodostaa 37,3 % iridiumatomeista. Loput 62,3 % edustaa 193. isotooppi. Tämän elementin tiheys (tai muuten ominaispaino) saavuttaa 22400 kg per 1 m3.

Mutta iridiumin atomit itse joutuvat harvoin mihinkään reaktioihin. Tämä alkuaine erottuu erinomaisesta kemiallisesta passiivisuudestaan.... Se on täysin veteen liukenematon eikä muutu millään tavalla edes pitkäaikaisessa kosketuksessa ilman kanssa. Jos aineen lämpötila on alle 100 astetta, niin se ei reagoi edes aqua regian kanssa, puhumattakaan muista happoista ja niiden yhdistelmistä. Reaktio fluorin kanssa on mahdollista 400 asteessa; kloorin tai rikin kanssa tapahtuvaa reaktiota varten iridium on kuumennettava, kunnes se muuttuu punaisen kuumaksi.

Tunnetaan 4 kloridia, joissa klooriatomien lukumäärä vaihtelee 1:stä 4:ään. Hapen vaikutus on havaittavissa vähintään 1000 asteen lämpötiloissa. Tämän vuorovaikutuksen tuote on iridiumdioksidi, aine, joka ei käytännössä liukene veteen. Liukoisuutta voidaan lisätä hapettamalla käyttämällä kompleksinmuodostajaa. Korkein hapetusaste normaaleissa olosuhteissa voidaan saavuttaa vain iridiumheksafluoridissa.

Äärimmäisen matalissa lämpötiloissa ilmaantuu yhdisteitä, joiden valenssit ovat 7 ja 8. Kompleksisten suolojen (sekä kationisten että anionisten) muodostuminen on mahdollista. On huomattava, että voimakkaasti kuumennettu metalli voi syövyttää hapella kyllästettyä kloorivetyhappoa. Kemistit pitävät tärkeänä roolina:

• hydroksidit;
• kloridit;
• halogenidit;
• oksidi;
• iridiumkarbonyyleiksi.

Iridiumin saamista luonnosta vaikeuttaa suuresti sen suuri harvinaisuus. Luonnollisessa ympäristössä tämä metalli sekoitetaan aina vastaavien aineiden kanssa. Jos tätä elementtiä löytyy mistä tahansa, niin platinaa tai metalleja sen ryhmästä on löydettävä lähistöltä. Jotkut nikkeliä ja kuparia sisältävät malmit sisältävät iridiumin dispergoituneessa muodossa. Suurin osa tästä alkuaineesta uutetaan inertistä aineesta:

• ETELÄ-AFRIKKA;
• Kanada;
• Pohjois-Amerikan Kalifornian osavaltio;
• talletukset Tasmanian saarella (Australian Unionin omistama);
• Indonesia (Kalimantanin saarella);
• Uuden-Guinean saaren eri alueilla.

Osmiumiin sekoitettua iridiumia louhitaan samoissa maissa sijaitsevissa vanhoissa vuoristopoimuissa. Yritykset alkaen Etelä-Afrikka... Ei ole syytä, että tämän maan tuotanto vaikuttaa suoraan kysynnän ja tarjonnan tasapainoon, mitä ei voida sanoa planeetan muiden alueiden tuotteista. Olemassa olevien tieteellisten käsitteiden mukaan iridiumin harvinaisuus johtuu siitä, että se saapui planeetallemme vain meteoriiteissa, ja siksi sen osuus on miljoonasosa prosentista maankuoren massasta.

Jotkut asiantuntijat ovat kuitenkin eri mieltä tästä. He väittävät, että vain pieni osa kaikista iridiumesiintymistä tutkitaan ja soveltuvat kehitettäviksi nykyaikaisen teknologian tasolla. Syvällä geologisella antiikin aikaan ilmestyneet sedimentit sisältävät erillisissä kerroksissa iridiumia satoja kertoja enemmän kuin jo louhittavat kivet.

Nykyään iridium louhitaan vasta tärkeimpien mineraalien louhinnan päätyttyä.... Nämä ovat kultaa, nikkeliä, platinaa tai kuparia. Kun esiintymä on lähellä ehtymistä, malmia aletaan käsitellä erityisillä reagensseilla, jotka vapauttavat ruteenia, osmiumia ja palladiumia. Vasta niiden jälkeen tulee vuoro saada "sateenkaari" elementti. Edelleen:

• malmi jalostus;
• murskaa se jauheeksi;
• tämä jauhe puristetaan;
• puristetut työkappaleet sulatetaan uudelleen sähköuuneissa argonsuihkun jatkuvalla liikkeellä.

Melko suuri määrä metallia otetaan talteen kupari-nikkelituotannon jälkeen jäävästä anodilietteestä. Aluksi lietettä rikastetaan. Platina ja muut metallit, mukaan lukien iridium, muuttuvat liuokseksi kuuman aqua regian vaikutuksesta. Osmium päätyy liukenemattomaan sedimenttiin. Platina-, iridium- ja ruteniumkompleksit saostuvat peräkkäin liuoksesta ammoniumkloridin vaikutuksesta.

Noin 66 % iridiumista louhitaan käytetään kemianteollisuudessa... Kaikki muut talouden sektorit jakavat loput. Viime vuosikymmeninä "violettimetallin" korujen arvo on jatkuvasti kasvanut.... 1990-luvun lopulta lähtien siitä on ajoittain valmistettu sormuksia ja upotekoruisia kultakoruja. Tärkeää: koruja ei valmisteta niinkään puhtaasta iridiumista kuin sen seoksesta platinan kanssa. 10 % lisäaine riittää lisäämään työkappaleen ja valmiin tuotteen lujuutta jopa 3 kertaa ilman merkittävää kustannusten nousua.

Muilla teollisuudenaloilla iridiumlejeeringit ovat myös selvästi puhtaan metallin edellä. Teknikot arvostavat suuresti kykyä lisätä tuotteiden kovuutta ja lujuutta pienellä lisäyksellä. Siten iridium-lisäaineita käytetään lisäämään elektronisten putkien langan kulutuskestävyyttä. Kova metalli asetetaan yksinkertaisesti molybdeenin tai volframin päälle. Myöhempi sintraus tapahtuu puristimen alla korkeassa lämpötilassa.

Ja tässä on tarpeen sanoa erityisesti iridiumin käytöstä kemianteollisuudessa. Siellä hänen seoksia tarvitaan eri reagensseja ja korkeita lämpötiloja kestävien astioiden saamiseksi. Iridium osoittautuu myös erinomaiseksi katalysaattoriksi. Reaktiivisuuden lisääntyminen on erityisen ilmeistä typpihapon tuotannossa... Ja jos sinun on liuotettava kultaa aqua regiaan, tekniikan asiantuntijat valitsevat melkein taatusti juuri platina-iridium-seoksesta valmistetut kupit.

Missä he laittavat ruokaa kiteet laserlaitteisiin, voit usein löytää platina-iridium upokkaat. Täysin puhdas metalli soveltuu erittäin tarkkojen teollisuus- ja laboratorioinstrumenttien osiin. Iridium-suukappaletta käytetään ja lasittimetkun he tarvitsevat tulenkestävää lasia. Mutta tämä on vain pieni osa hämmästyttävän elementin sovelluksista.

Asiantuntijat ovat jo pitkään todenneet, että tällaiset kynttilät kestävät pidempään.... Heti alussa niitä käytettiin ensisijaisesti urheiluautoissa. Nykyään niistä on tullut halvempia ja ne ovat saatavilla melkein kaikille autonomistajille. Luojat tarvitsevat myös iridiumseoksia kirurgiset työvälineet... Niitä käytetään yhä enemmän sydämentahdistimen yksittäisten osien valmistuksessa.

On outoa, että Ruandassa valmistettu "10 frangin" kolikko on valmistettu jalokivilaatuisesta (999 standardia) iridiumista. Tätä metallia käytetään myös autojen katalyyteissä. Kuten platina, se auttaa nopeuttamaan pakokaasujen puhdistusta. Mutta voit löytää iridiumia yleisimmästä täytekynästä. Siellä voi joskus nähdä epätavallisen värisen pallon kynän tai mustetangon kärjessä.

Iridiumia käytettiin pääasiassa radiokomponenteissa useita vuosikymmeniä sitten. Siitä tehtiin useammin kontaktiryhmiä sekä komponentteja, jotka voivat olla erittäin kuumia.Tämän ratkaisun avulla voit varmistaa tuotteiden kestävyyden. Iridium-192-isotooppi on yksi keinotekoisista radionuklideista. Se on valmistettu ainetta rikkomattomaan käyttöön hitsien, teräksen ja alumiiniseosten ominaisuuksien tarkistamiseksi.

Valmistukseen käytetään osmiumin ja iridiumin seosta kompassin neulat. Ja termopareja, jotka yhdistävät iridiumin ja tavanomaiset elektrodit, käytetään fysikaaliseen tutkimukseen. Vain ne voivat rekisteröidä suoraan noin 3000 asteen lämpötilan. Tällaisten rakenteiden hinta on erittäin korkea. Niiden käyttö perinteisessä teollisuudessa ei ole taloudellisesti kannattavaa.

Iridium-titaanielektrodi - yksi suhteellisen uusista kehityksestä elektrolyysin alalla. Tulenkestävä aine ruiskutetaan titaanifoliopohjalle. Tässä tapauksessa työkammiossa on vain argonia. Elektrodit voivat näyttää ristikolta tai levyltä. Tällaiset elektrodit:

• kestää korkeita lämpötiloja;
• kestää merkittävää jännitettä, tiheyttä ja virtaa;
• älä syöpy;
• edullisempi kuin elektrodit, joissa on lisätty platinaa (merkittävästi pidemmän resurssin vuoksi).

Pienet säiliöt, joissa on iridiumin radioaktiivisia isotooppeja, ovat kysyttyjä metallurgiassa. Varaus absorboi gammasäteitä osittain. Siksi on mahdollista määrittää, mikä on uunin sisällä olevan varauksen taso.

Voit myös osoittaa sellaisia ​​77. elementin sovelluksia, kuten:

• molybdeenin ja volframiseosten saaminen, jotka ovat vahvempia korkeissa lämpötiloissa;
• titaanin ja kromin vastustuskyvyn lisääminen happoja vastaan;
• lämpösähköisten generaattorien tuotanto;
• lämpökatodien valmistus (yhdessä lantaanin ja ceriumin kanssa);
• polttoainesäiliöiden luominen avaruusraketteja varten (seostettu hafniumin kanssa);
• metaaniin ja asetyleeniin perustuvan propeenin tuotanto;
• lisäaine platinakatalyytteihin typen oksidien (typpihapon esiasteiden) tuotantoon - mutta tämä teknologinen prosessi ei ole enää kovin merkityksellinen;
• vertailumittayksiköiden saaminen (tarkemmin sanottuna tämä edellyttää platina-iridium-seosta).

Iridiumsuolat ovat väriltään hyvin erilaisia. Joten kiinnittyneiden klooriatomien lukumäärästä riippuen yhdisteellä voi olla kuparinpunainen, tummanvihreä, oliivi tai ruskea väri. Iridiumdifluoridi on väriltään keltainen. Otsonia ja bromia sisältävät yhdisteet ovat väriltään sinisiä. Puhtaalla iridiumilla on erittäin korkea korroosionkestävyys jopa 2000 asteeseen kuumennettaessa.

Maaperäisissä kivissä iridiumyhdisteiden pitoisuus on hyvin alhainen.... Se lisääntyy merkittävästi vain meteoriittiperäisissä kivissä. Tämän kriteerin avulla tutkijat voivat saada selville tärkeitä faktoja erilaisista geologisista rakenteista. Maapallolla tuotetaan vain muutama tonni iridiumia.

Katso iridiumin muut ominaisuudet ja käyttötavat seuraavasta videosta.