Totul despre iridiu

Majoritatea oamenilor au o idee destul de bună despre fier și aluminiu, argint și aur. Există însă elemente chimice care joacă un rol ceva mai mic în viața lumii moderne, dar sunt nemeritat puțin cunoscute în rândul nespecialiștilor. Este important să corectăm acest defect, inclusiv să înveți totul despre iridia.

Ar trebui spus imediat că iridiul este un metal. Prin urmare, are toate proprietățile care sunt tipice pentru alte metale. Un astfel de element chimic notat printr-o combinație de caractere latine Ir. În tabelul periodic, ocupă Cușca 77. Descoperirea iridiului a avut loc în 1803, ca parte a aceluiași studiu în care omul de știință englez Tennant a izolat și osmiul.

Materia primă inițială pentru producerea unor astfel de elemente a fost minereul de platină livrat din America de Sud. Inițial, metalele au fost izolate sub formă de precipitat, pe care „aqua regia” nu l-a luat. Studiul a relevat prezența mai multor substanțe necunoscute anterior. Elementul și-a primit denumirea verbală pentru că sărurile sale arată ca și cum ar fi irisate cu un curcubeu.

Iridiul pur din punct de vedere chimic nu are culoarea curcubeului. Dar se caracterizează printr-o culoare alb-argintiu destul de atractivă. Proprietățile toxice nu au fost confirmate. Cu toate acestea, anumiți compuși de iridiu pot fi periculoși pentru oameni. Fluorul acestui element este deosebit de otrăvitor.

O serie de întreprinderi rusești și străine sunt implicate în producția și rafinarea iridiului. Aproape întreaga producție a acestui metal este un produs al prelucrării secundare a materiilor prime de platină. Deși iridiul nu este violet, conține în mod natural 2 izotopi. Elementele 191 și 193 sunt stabile.Dar o serie de izotopi obținuți artificial au proprietăți radioactive pronunțate, timpul lor de înjumătățire este scurt.

Forța și duritatea iridiului este foarte mare. Este aproape imposibil să procesați mecanic acest metal. Infuzibilitate culoarea alb-argintie a acestui element este suficient de mare. Specialiști include iridiul în grupul platinei. Duritatea pe scara Mohs este de 6,5. Punctul de topire în grade atinge 2466 de grade. Iridiul, însă, începe să fiarbă doar la 4428 de grade. Căldura de fuziune este de 27610 J/mol. Căldură de fierbere - 604000 J / mol. Experții au determinat volumul molar la 8,54 metri cubi. vezi pentru o aluniță.

Rețeaua cristalină a acestui element este cubică, marginile cristalelor sunt vârfurile cubului. Al 191-lea izotop reprezintă 37,3% din atomii de iridiu. Restul de 62,3% este reprezentat de al 193-lea izotop. Densitatea acestui element (sau altfel, greutatea specifică) ajunge la 22400 kg pe 1 m3.

Dar atomii de iridiu înșiși intră rar în vreo reacție. Acest element se distinge prin pasivitatea sa chimică remarcabilă.... Este complet insolubil în apă și nu se modifică în niciun fel nici după contactul prelungit cu aerul. Dacă temperatura substanței este mai mică de 100 de grade, atunci nu va reacționa nici măcar cu aqua regia, darămite alți acizi și combinațiile acestora. Reacția cu fluor este posibilă la 400 de grade; pentru reacția cu clor sau sulf este necesar să se încălzească iridiul până devine roșu.

Există 4 cloruri cunoscute, în care numărul de atomi de clor variază de la 1 la 4. Efectul oxigenului este vizibil la temperaturi nu mai mici de 1000 de grade. Produsul acestei interacțiuni este dioxidul de iridiu, o substanță practic insolubilă în apă. Solubilitatea poate fi crescută prin oxidare folosind un agent de complexare. Cea mai mare stare de oxidare în condiții normale poate fi atinsă numai în hexafluorura de iridiu.

La temperaturi extrem de scăzute apar compuși cu valențe de 7 și 8. Este posibilă formarea de săruri complexe (atât cationice, cât și anionice). Se observă că metalul puternic încălzit poate coroda acidul clorhidric saturat cu oxigen. Chimiștii acordă un rol important:

• hidroxizi;
• cloruri;
• halogenuri;
• oxid;
• la carbonili de iridiu.

Obținerea iridiului în natură este foarte îngreunată de marea sa raritate. În mediul natural, acest metal este întotdeauna amestecat cu substanțe înrudite. Dacă acest element se găsește oriunde, atunci platină sau metale din grupul său trebuie să fie găsite în apropiere. Unele minereuri care conțin nichel și cupru includ iridiu în formă dispersată. Partea principală a acestui element este extrasă din materie inertă în:

• AFRICA DE SUD;
• Canada;
• statul nord-american California;
• zăcăminte de pe insula Tasmania (deținută de Uniunea Australiană);
• Indonezia (pe insula Kalimantan);
• diferite zone ale insulei Noua Guinee.

Iridiul amestecat cu osmiul este extras în vechile falduri montane situate în aceleași țări. Firme din Africa de Sud... Nu degeaba producția din această țară afectează în mod direct echilibrul dintre cerere și ofertă, ceea ce nu se poate spune despre produsele din alte regiuni ale planetei. Conform conceptelor științifice existente, raritatea iridiului se datorează faptului că a venit pe planeta noastră doar în meteoriți și, prin urmare, reprezintă o milioneme dintr-un procent din masa scoarței terestre.

Cu toate acestea, unii experți nu sunt de acord cu acest lucru. Ei insistă că doar o mică parte din toate depozitele de iridiu sunt explorate și potrivite pentru dezvoltare la nivelul tehnologiilor moderne. Depozitele, care au apărut în antichitatea geologică profundă, conțin în straturi separate de iridiu de sute de ori mai mult decât rocile aflate deja în exploatare.

Astăzi, iridiul este extras numai după încheierea extracției principalelor minerale.... Acestea sunt aur, nichel, platină sau cupru. Când depozitul este aproape de epuizare, minereul începe să fie procesat cu reactivi speciali care eliberează ruteniu, osmiu și paladiu. Abia după ei vine rândul primirii elementului „curcubeu”. Mai departe:

• rafinarea minereului;
• zdrobiți-l în pulbere;
• această pulbere este presată;
• piesele presate se topesc in cuptoare electrice, cu miscare continua a unui jet de argon.

O cantitate destul de mare de metal este recuperată din nămolul anodic lăsat de producția de cupru-nichel. Inițial, nămolul este îmbogățit. Platina și alte metale, inclusiv iridiul, sunt transformate în soluție sub acțiunea acva regiei fierbinți. Osmiul ajunge în sedimentul nedizolvat. Complexele de platină, iridiu și ruteniu sunt precipitate succesiv din soluție sub acțiunea clorurii de amoniu.

Aproximativ 66% din iridiu extras utilizat în industria chimică... Toate celelalte sectoare ale economiei împart restul. În ultimele decenii, valoarea bijuteriilor „metalului violet” a crescut constant.... De la sfârșitul anilor 1990, din el au fost realizate periodic inele și bijuterii din aur încrustate. Important: bijuteriile sunt făcute nu atât din iridiu pur, cât din aliajul său cu platină. Un aditiv de 10% este suficient pentru a crește rezistența piesei de prelucrat și a produsului finit de până la 3 ori fără o creștere semnificativă a costului.

În alte industrii, aliajele de iridiu sunt, de asemenea, clar înaintea metalului pur. Capacitatea de a crește duritatea și rezistența produselor printr-o adăugare minoră este foarte apreciată de tehnologi. Astfel, aditivii de iridiu sunt folosiți pentru a crește rezistența la uzură a sârmei pentru tuburile electronice. Metalul dur este pur și simplu așezat peste molibden sau tungsten. Sinterizarea ulterioară are loc sub o presă la o temperatură ridicată.

Și aici este necesar să spunem mai ales despre utilizarea iridiului în industria chimică. Acolo, aliajele sale sunt necesare pentru a obține vase rezistente la diverși reactivi și temperaturi ridicate. De asemenea, iridul se dovedește a fi un catalizator excelent. O creștere a reactivității este deosebit de evidentă în producerea acidului azotic... Și dacă trebuie să dizolvați aurul în acva regia, atunci tehnologii sunt aproape garantați că vor alege exact cupele din aliaj de platină-iridiu.

Unde gătesc cristale pentru dispozitive laser, puteți găsi adesea creuzete de platină-iridiu. Metalul complet pur este potrivit pentru părți ale instrumentelor industriale și de laborator de înaltă precizie. Se foloseşte muştiucul cu iridiu şi geamuricând au nevoie să facă sticlă refractară. Dar aceasta este doar o mică parte din aplicațiile elementului uimitor.

Experții au observat de mult timp că astfel de lumânări durează mai mult.... La început, acestea au fost folosite în principal pentru mașini sport. Astăzi au devenit mai ieftine și sunt disponibile pentru aproape toți proprietarii de mașini. Aliajele de iridiu sunt necesare și de către creatori instrumente chirurgicale... Ele sunt din ce în ce mai utilizate în producția de părți individuale ale stimulatorului cardiac.

Este curios că moneda „10 franci” produsă în Rwanda este făcută din iridiu de calitate prețioasă (standard 999). Acest metal este folosit și în catalizatorii auto. Ca și platina, ajută la accelerarea epurării gazelor de eșapament. Dar puteți găsi iridiu în cel mai comun stilou. Acolo poți vedea uneori o minge de o culoare neobișnuită, situată pe vârful unui stilou sau al unei tije de cerneală.

Iridiul a fost folosit în principal în componentele radio cu câteva decenii în urmă. Mai des au fost făcute grupuri de contact din el, precum și componente care pot fi foarte fierbinți.Această soluție vă permite să asigurați durabilitatea produselor. Izotopul iridiu-192 este unul dintre radionuclizii artificiali. Este fabricat pentru utilizare nedistructivă pentru verificarea caracteristicilor sudurilor, oțelului și aliajelor de aluminiu.

Se folosește un aliaj de osmiu cu iridiu ace de busolă. Iar termocuplurile, care combină iridiu și electrozi convenționali, sunt folosite pentru cercetarea fizică. Doar ei pot înregistra direct o temperatură de aproximativ 3000 de grade. Prețul unor astfel de structuri este foarte mare. Nu este fezabil din punct de vedere economic să le folosești în industria convențională.

Electrod iridiu titan - una dintre evoluțiile relativ noi din domeniul electrolizei. Substanța refractară este pulverizată pe o bază de folie de titan. În acest caz, doar argonul se află în camera de lucru. Electrozii pot arăta ca o grilă sau o placă. Astfel de electrozi:

• rezistent la temperaturi ridicate;
• rezistent la tensiune, densitate și curent semnificative;
• nu se corodează;
• mai economic decât electrozii cu adaos de platină (datorită unei resurse semnificativ mai lungi).

Containerele mici cu izotopi radioactivi de iridiu sunt solicitate în metalurgie. Razele gamma sunt parțial absorbite de sarcină. Prin urmare, este posibil să se determine care este nivelul încărcăturii din interiorul cuptorului.

De asemenea, puteți indica aplicații ale celui de-al 77-lea element, cum ar fi:

• obtinerea de aliaje de molibden si wolfram, care sunt mai rezistente la temperaturi ridicate;
• creșterea rezistenței titanului și cromului la acizi;
• producerea de generatoare termoelectrice;
• fabricarea catozilor termoionici (împreună cu lantan și ceriu);
• realizarea de rezervoare de combustibil pentru rachete spațiale (aliate cu hafniu);
• producerea de propilenă pe bază de metan și acetilenă;
• un aditiv la catalizatorii de platină pentru producerea oxizilor de azot (precursori ai acidului azotic) – dar acest proces tehnologic nu mai este foarte relevant;
• obţinerea unităţilor de măsură de referinţă (mai precis, aceasta necesită un aliaj platină-iridiu).

Sărurile de iridiu sunt foarte variate ca culoare. Deci, în funcție de numărul de atomi de clor adăugați, compusul poate avea culori roșu-cupru, verde închis, măsliniu sau maro. Difluorura de iridiu este galbenă. Compușii cu ozon și brom sunt de culoare albastră. Iridiul pur are o rezistență foarte mare la coroziune chiar și atunci când este încălzit la 2000 de grade.

În rocile de origine terestră, concentrația de compuși de iridiu este foarte scăzută.... Crește serios doar în rocile de origine meteoritică. Acest criteriu permite cercetătorilor să stabilească fapte importante despre diferite structuri geologice. Pe pământ sunt produse doar câteva tone de iridiu.

Pentru alte proprietăți și utilizări ale iridiului, vezi următorul videoclip.