Všetko o irídiu

Väčšina ľudí má celkom dobrú predstavu o železe a hliníku, striebre a zlate. Existujú však chemické prvky, ktoré zohrávajú v živote moderného sveta o niečo menšiu úlohu, ale medzi nešpecialistami sú nezaslúžene málo známe. Je dôležité napraviť tento nedostatok, vrátane toho, že sa o ňom všetko dozviete irídia.

To treba hneď povedať irídium je kov. Preto má všetky vlastnosti, ktoré sú typické pre ostatné kovy. Taký chemický prvok označuje sa kombináciou latinských znakov Ir. V periodickej tabuľke zaberá Klietka 77. K objavu irídia došlo v roku 1803 v rámci tej istej štúdie, v ktorej anglický vedec Tennant izoloval aj osmium.

Prvotnou surovinou na výrobu takýchto prvkov bola platinová ruda dodaná z Južnej Ameriky. Spočiatku sa kovy izolovali vo forme zrazeniny, ktorú „aqua regia“ neprijala. Štúdia odhalila prítomnosť niekoľkých predtým neznámych látok. Živel dostal svoje slovné označenie, pretože jeho soli vyzerajú ako dúhové s dúhou.

Chemicky čisté irídium nemá dúhovú farbu. Vyznačuje sa však pomerne atraktívnou striebristo-bielou farbou. Toxické vlastnosti neboli potvrdené. Niektoré zlúčeniny irídia však môžu byť pre ľudí nebezpečné. Fluorid tohto prvku je obzvlášť jedovatý.

Na výrobe a rafinácii irídia sa podieľa množstvo ruských a zahraničných podnikov. Takmer celá výroba tohto kovu je produktom vedľajšieho spracovania platinových surovín. Hoci irídium nie je fialové, prirodzene obsahuje 2 izotopy. Prvky 191 a 193 sú stabilné.Ale množstvo umelo získaných izotopov má výrazné rádioaktívne vlastnosti, ich polčas rozpadu je krátky.

Sila a tvrdosť irídia je veľmi veľká. Mechanicky spracovať tento kov je takmer nemožné. Vylúhovateľnosť tento prvok je striebristo bielej farby je dostatočne veľký. Špecialisti zahŕňajú irídium do skupiny platiny. Tvrdosť na Mohsovej stupnici je 6,5. Teplota topenia v stupňoch dosahuje 2466 stupňov. Irídium však začína vrieť až pri 4428 stupňoch. Teplo topenia je 27610 J/mol. Teplo varu - 604000 J / mol. Odborníci určili molárny objem na 8,54 metrov kubických. vidieť krtka.

Kryštálová mriežka tohto prvku je kubická, okraje kryštálov sú vrcholy kocky. 191. izotop predstavuje 37,3 % atómov irídia. Zvyšných 62,3 % predstavuje 193. izotop. Hustota tohto prvku (alebo inak špecifická hmotnosť) dosahuje 22400 kg na 1 m3.

Samotné atómy irídia však zriedka vstupujú do akýchkoľvek reakcií. Tento prvok sa vyznačuje vynikajúcou chemickou pasivitou.... Je úplne nerozpustný vo vode a ani po dlhšom kontakte so vzduchom sa nijako nemení. Ak je teplota látky nižšia ako 100 stupňov, potom nebude reagovať ani s Aqua regia, nieto ešte s inými kyselinami a ich kombináciami. Reakcia s fluórom je možná pri 400 stupňoch, pre reakciu s chlórom alebo sírou je potrebné irídium zahriať až do rozpálenia.

Známe sú 4 chloridy, v ktorých sa počet atómov chlóru pohybuje od 1 do 4. Účinok kyslíka je viditeľný pri teplotách nie nižších ako 1000 stupňov. Produktom tejto interakcie je oxid irídium, látka prakticky nerozpustná vo vode. Rozpustnosť sa môže zvýšiť oxidáciou pomocou komplexotvorného činidla. Najvyšší oxidačný stav za normálnych podmienok možno dosiahnuť iba v hexafluoride irídium.

Pri extrémne nízkych teplotách vznikajú zlúčeniny s mocnosťami 7 a 8. Je možná tvorba komplexných solí (katiónových aj aniónových). Je potrebné poznamenať, že vysoko zahriaty kov môže korodovať kyselinu chlorovodíkovú nasýtenú kyslíkom. Chemici pripisujú dôležitú úlohu:

• hydroxidy;
• chloridy;
• halogenidy;
• oxid;
• na karbonyly irídia.

Získanie irídia v prírode značne sťažuje jeho veľká vzácnosť. V prírodnom prostredí je tento kov vždy zmiešaný s príbuznými látkami. Ak sa tento prvok niekde nachádza, potom sa v blízkosti musí nachádzať platina alebo kovy z jej skupiny. Niektoré rudy obsahujúce nikel a meď zahŕňajú irídium v ​​dispergovanej forme. Hlavná časť tohto prvku sa získava z inertnej hmoty v:

• JUŽNÁ AFRIKA;
• Kanada;
• severoamerický štát Kalifornia;
• ložiská na ostrove Tasmánia (vo vlastníctve Austrálskej únie);
• Indonézia (na ostrove Kalimantan);
• rôznych oblastiach ostrova Nová Guinea.

Irídium zmiešané s osmiom sa ťaží v starých horských vrásach nachádzajúcich sa v rovnakých krajinách. Spoločnosti z južná Afrika... Nie nadarmo výroba v tejto krajine priamo ovplyvňuje rovnováhu ponuky a dopytu, čo sa o produktoch z iných regiónov planéty povedať nedá. Podľa existujúcich vedeckých koncepcií je vzácnosť irídia spôsobená skutočnosťou, že sa na našu planétu dostalo iba v meteoritoch, a preto predstavuje milióntinu percenta hmotnosti zemskej kôry.

Niektorí odborníci s tým však nesúhlasia. Trvajú na tom, že len malá časť všetkých ložísk irídia je preskúmaná a vhodná na rozvoj na úrovni moderných technológií. Sedimenty, ktoré sa objavili v hlbokom geologickom staroveku, obsahujú v samostatných vrstvách irídia stokrát viac ako horniny, ktoré sa už ťažia.

Dnes sa irídium ťaží až po ukončení ťažby hlavných minerálov.... Ide o zlato, nikel, platinu alebo meď. Keď sa ložisko blíži k vyčerpaniu, ruda sa začne spracovávať špeciálnymi činidlami, ktoré uvoľňujú ruténium, osmium a paládium. Až po nich prichádza na rad prijímanie „dúhového“ prvku. ďalej:

• rafinácia rudy;
• rozdrviť na prášok;
• tento prášok sa lisuje;
• lisované obrobky sa pretavujú v elektrických peciach s nepretržitým pohybom argónového prúdu.

Z anódového kalu, ktorý zostal pri výrobe medi a niklu, sa získava pomerne veľké množstvo kovu. Na začiatku sa kal obohacuje. Platina a iné kovy, vrátane irídia, sa pôsobením horúcej aqua regia premenia na roztok. Osmium končí v nerozpustenom sedimente. Z roztoku sa pôsobením chloridu amónneho postupne vyzrážajú komplexy platiny, irídia a ruténia.

Vyťažilo sa asi 66 % irídia používané v chemickom priemysle... Všetky ostatné sektory hospodárstva sa delia o zvyšok. V posledných desaťročiach hodnota šperkov „fialového kovu“ neustále rastie.... Od konca 90. rokov 20. storočia sa z neho pravidelne vyrábajú prstene a vykladané zlaté šperky. Dôležité: šperky sa nevyrábajú ani tak z čistého irídia, ako skôr z jeho zliatiny s platinou. 10% prísada stačí na zvýšenie pevnosti obrobku a hotového výrobku až 3-krát bez výrazného zvýšenia nákladov.

V iných odvetviach sú zliatiny irídia tiež jasne pred čistým kovom. Technológovia veľmi oceňujú schopnosť zvýšiť tvrdosť a pevnosť výrobkov drobným prídavkom. Preto sa aditíva irídia používajú na zvýšenie odolnosti drôtu proti opotrebovaniu pre elektronické elektrónky. Tvrdý kov sa jednoducho položí na molybdén alebo volfrám. Následné spekanie prebieha pod lisom pri vysokej teplote.

A tu je potrebné povedať najmä o využití irídia v chemickom priemysle. Tam sú jeho zliatiny potrebné na získanie riadu odolných voči rôznym činidlám a vysokým teplotám. Iridium sa tiež ukazuje ako vynikajúci katalyzátor. Zvlášť evidentné je zvýšenie reaktivity pri výrobe kyseliny dusičnej... A ak potrebujete rozpustiť zlato v aqua regia, potom si technológovia takmer zaručene vyberú presne tie poháre zo zliatiny platiny a irídia.

Kde varia kryštály pre laserové zariadenia, môžete často nájsť platino-irídiové tégliky. Úplne čistý kov je vhodný pre časti vysoko presných priemyselných a laboratórnych prístrojov. Používa sa irídiový náustok a sklenárikeď potrebujú vyrobiť žiaruvzdorné sklo. Ale to je len malá časť aplikácií úžasného prvku.

Odborníci už dlho poznamenali, že takéto sviečky vydržia dlhšie.... Na samom začiatku slúžili predovšetkým na športové autá. Dnes zlacneli a sú dostupné takmer všetkým majiteľom áut. Zliatiny irídia potrebujú aj tvorcovia chirurgické nástroje... Stále častejšie sa využívajú pri výrobe jednotlivých častí kardiostimulátora.

Je zvláštne, že minca „10 frankov“ vyrobená v Rwande je vyrobená z irídia drahokamovej kvality (štandard 999). Tento kov sa používa aj v automobilových katalyzátoroch. Rovnako ako platina pomáha urýchliť čistenie výfukových plynov. Ale v najbežnejšom plniacom pere nájdete irídium. Tam môžete niekedy vidieť guľu nezvyčajnej farby, ktorá sa nachádza na špičke pera alebo atramentovej tyčinky.

Iridium sa pred niekoľkými desaťročiami používalo hlavne v rádiových komponentoch. Častejšie sa z neho vyrábali kontaktné skupiny, ako aj komponenty, ktoré môžu byť veľmi horúce.Toto riešenie vám umožňuje zabezpečiť trvanlivosť výrobkov. Izotop irídium-192 patrí medzi umelé rádionuklidy. Je vyrobený pre nedeštruktívne použitie na kontrolu vlastností zvarov, ocele a hliníkových zliatin.

Na výrobu sa používa zliatina osmia s irídiom strelky kompasu. A na fyzikálny výskum sa používajú termočlánky, ktoré kombinujú irídium a konvenčné elektródy. Len tie dokážu priamo zaregistrovať teplotu okolo 3000 stupňov. Cena takýchto štruktúr je veľmi vysoká. Ich použitie v konvenčnom priemysle nie je ekonomicky možné.

Irídiová titánová elektróda - jeden z relatívne nových vývojov v oblasti elektrolýzy. Žiaruvzdorná látka sa nastrieka na základ z titánovej fólie. V tomto prípade je v pracovnej komore iba argón. Elektródy môžu vyzerať ako mriežka alebo doska. Takéto elektródy:

• odolný voči vysokým teplotám;
• odolné voči značnému napätiu, hustote a prúdu;
• nekorodujú;
• ekonomickejšie ako elektródy s prídavkom platiny (kvôli výrazne dlhšiemu zdroju).

Malé nádoby s rádioaktívnymi izotopmi irídia sú žiadané v metalurgii. Gama lúče sú čiastočne absorbované nábojom. Preto je možné určiť, aká je úroveň vsádzky vo vnútri pece.

Môžete tiež poukázať na také aplikácie 77. prvku ako:

• získanie zliatin molybdénu a volfrámu, ktoré sú pevnejšie pri vysokých teplotách;
• zvýšenie odolnosti titánu a chrómu voči kyselinám;
• výroba termoelektrických generátorov;
• výroba termionických katód (spolu s lantánom a cérom);
• vytvorenie palivových nádrží pre vesmírne rakety (zliatiny hafnia);
• výroba propylénu na báze metánu a acetylénu;
• prísada do platinových katalyzátorov na výrobu oxidov dusíka (prekurzory kyseliny dusičnej) - tento technologický postup však už nie je veľmi aktuálny;
• získanie referenčných jednotiek merania (presnejšie to vyžaduje zliatinu platiny a irídia).

Irídiové soli majú veľmi rôznorodú farbu. Takže v závislosti od počtu pridaných atómov chlóru môže mať zlúčenina medenočervenú, tmavozelenú, olivovú alebo hnedú farbu. Iridium difluorid je sfarbený do žlta. Zlúčeniny s ozónom a brómom majú modrú farbu. Čisté irídium má veľmi vysokú odolnosť proti korózii aj pri zahriatí na 2000 stupňov.

V horninách suchozemského pôvodu je koncentrácia zlúčenín irídia veľmi nízka.... Výrazne sa zvyšuje len v horninách meteoritového pôvodu. Toto kritérium umožňuje výskumníkom zistiť dôležité fakty o rôznych geologických štruktúrach. Na zemi sa vyrába len niekoľko ton irídia.

Ďalšie vlastnosti a použitie irídia nájdete v nasledujúcom videu.