Alles über Iridium

Die meisten Menschen haben eine ziemlich gute Vorstellung von Eisen und Aluminium, Silber und Gold. Es gibt jedoch chemische Elemente, die im Leben der modernen Welt eine etwas geringere Rolle spielen, aber unter Nichtfachleuten zu Unrecht wenig bekannt sind. Es ist wichtig, diesen Fehler zu beheben, einschließlich des Lernens von allem über iridie.

Das sollte gleich gesagt werden Iridium ist ein Metall. Daher besitzt es alle Eigenschaften, die für andere Metalle typisch sind. So ein chemisches Element bezeichnet durch eine Kombination lateinischer Schriftzeichen Ir. Im Periodensystem belegt es Käfig 77. Die Entdeckung von Iridium erfolgte 1803 im Rahmen derselben Studie, in der auch der englische Wissenschaftler Tennant Osmium isolierte.

Ausgangsrohstoff für die Produktion solcher Elemente war Platinerz, das aus Südamerika geliefert wurde. Zunächst wurden die Metalle in Form eines Niederschlags isoliert, der von "Königswasser" nicht aufgenommen wurde. Die Studie ergab das Vorhandensein mehrerer bisher unbekannter Substanzen. Das Element erhielt seine verbale Bezeichnung, weil seine Salze aussehen, als ob sie mit einem Regenbogen schillern.

Chemisch reines Iridium hat keine Regenbogenfarbe. Es zeichnet sich jedoch durch eine ziemlich attraktive silbrig-weiße Farbe aus. Toxische Eigenschaften wurden nicht bestätigt. Bestimmte Iridiumverbindungen können jedoch für den Menschen gefährlich sein. Das Fluorid dieses Elements ist besonders giftig.

An der Herstellung und Veredelung von Iridium sind eine Reihe russischer und ausländischer Unternehmen beteiligt. Fast die gesamte Produktion dieses Metalls ist ein Produkt der Nebenverarbeitung von Platinrohstoffen. Obwohl Iridium nicht lila ist, enthält es von Natur aus 2 Isotope. Die Elemente 191 und 193 sind stabil.Einige künstlich gewonnene Isotope haben jedoch ausgeprägte radioaktive Eigenschaften, ihre Halbwertszeit ist kurz.

Die Festigkeit und Härte von Iridium ist sehr groß. Es ist fast unmöglich, dieses Metall mechanisch zu bearbeiten. Unschmelzbarkeit Die silbrig-weiße Farbe dieses Elements ist groß genug. Spezialisten gehören Iridium in die Platingruppe. Die Härte auf der Mohs-Skala beträgt 6,5. Der Schmelzpunkt in Grad erreicht 2466 Grad. Iridium beginnt jedoch erst bei 4428 Grad zu kochen. Die Schmelzwärme beträgt 27610 J/mol. Siedehitze - 604000 J / mol. Experten haben das molare Volumen auf 8,54 Kubikmeter ermittelt. sehen Sie nach einem Maulwurf.

Das Kristallgitter dieses Elements ist kubisch, die Kanten der Kristalle sind die Spitzen des Würfels. Das 191. Isotop macht 37,3% der Iridiumatome aus. Die restlichen 62,3% werden durch das 193. Isotop repräsentiert. Die Dichte dieses Elements (oder das spezifische Gewicht) erreicht 22400 kg pro 1 m3.

Aber die Atome von Iridium selbst gehen selten Reaktionen ein. Dieses Element zeichnet sich durch seine hervorragende chemische Passivität aus.... Es ist in Wasser völlig unlöslich und verändert sich auch nach längerem Kontakt mit Luft in keiner Weise. Wenn die Temperatur der Substanz weniger als 100 Grad beträgt, reagiert sie nicht einmal mit Königswasser, geschweige denn mit anderen Säuren und deren Kombinationen. Die Reaktion mit Fluor ist bei 400 Grad möglich, für die Reaktion mit Chlor oder Schwefel muss das Iridium glühend heiß werden.

Es gibt 4 bekannte Chloride, bei denen die Anzahl der Chloratome zwischen 1 und 4 variiert. Die Wirkung von Sauerstoff macht sich bei Temperaturen von nicht weniger als 1000 Grad bemerkbar. Das Produkt dieser Wechselwirkung ist Iridiumdioxid, eine in Wasser praktisch unlösliche Substanz. Die Löslichkeit kann durch Oxidation mit einem Komplexbildner erhöht werden. Die höchste Oxidationsstufe unter Normalbedingungen kann nur in Iridiumhexafluorid erreicht werden.

Bei extrem niedrigen Temperaturen entstehen Verbindungen mit den Wertigkeiten 7 und 8. Die Bildung von Komplexsalzen (sowohl kationische als auch anionische) ist möglich. Es wird darauf hingewiesen, dass stark erhitztes Metall sauerstoffgesättigte Salzsäure korrodieren kann. Chemiker messen eine wichtige Rolle bei:

• Hydroxide;
• Chloride;
• Halogenide;
• Oxid;
• zu Iridiumcarbonylen.

Die Gewinnung von Iridium in der Natur wird durch seine große Seltenheit stark behindert. In der Natur wird dieses Metall immer mit verwandten Stoffen vermischt. Wenn dieses Element irgendwo gefunden wird, müssen Platin oder Metalle aus seiner Gruppe in der Nähe gefunden werden. Einige Erze, die Nickel und Kupfer enthalten, enthalten Iridium in dispergierter Form. Der Hauptteil dieses Elements wird aus inerten Stoffen gewonnen in:

• SÜDAFRIKA;
• Kanada;
• der nordamerikanische Bundesstaat Kalifornien;
• Lagerstätten auf der Insel Tasmanien (im Besitz der australischen Union);
• Indonesien (auf der Insel Kalimantan);
• verschiedenen Gebieten der Insel Neuguinea.

Iridium gemischt mit Osmium wird in alten Bergfalten in den gleichen Ländern abgebaut. Unternehmen aus Südafrika... Nicht ohne Grund beeinflusst die Produktion hierzulande direkt das Gleichgewicht von Angebot und Nachfrage, was man von Produkten aus anderen Regionen der Erde nicht sagen kann. Die Seltenheit von Iridium liegt nach bestehenden wissenschaftlichen Konzepten darin, dass es nur in Meteoriten auf unseren Planeten kam und damit ein Millionstel Prozent der Masse der Erdkruste ausmacht.

Einige Experten sind jedoch anderer Meinung. Sie bestehen darauf, dass nur ein kleiner Teil aller Iridium-Lagerstätten erforscht und für die Entwicklung auf dem Niveau moderner Technologien geeignet ist. Die Ablagerungen, die in der tiefen geologischen Antike erschienen, enthalten in einzelnen Schichten hundertmal mehr Iridium als das bereits abgebaute Gestein.

Heute wird Iridium erst nach dem Ende der Förderung der Hauptmineralien abgebaut.... Dies sind Gold, Nickel, Platin oder Kupfer. Wenn die Lagerstätte kurz vor der Erschöpfung steht, wird das Erz mit speziellen Reagenzien verarbeitet, die Ruthenium, Osmium und Palladium freisetzen. Erst nach ihnen kommt das "Regenbogen"-Element an die Reihe. Weiter:

• Raffination von Erz;
• zerdrücke es zu Pulver;
• dieses Pulver wird gepresst;
• gepresste Werkstücke werden in Elektroöfen unter kontinuierlicher Bewegung eines Argonstrahls umgeschmolzen.

Aus dem Anodenschlamm, der bei der Kupfer-Nickel-Produktion zurückbleibt, wird eine ziemlich große Menge Metall zurückgewonnen. Zunächst wird der Schlamm angereichert. Platin und andere Metalle, einschließlich Iridium, werden unter der Einwirkung von heißem Königswasser in Lösung gebracht. Osmium landet im ungelösten Sediment. Aus der Lösung werden unter Einwirkung von Ammoniumchlorid nacheinander Komplexe von Platin, Iridium und Ruthenium ausgefällt.

Etwa 66% des Iridiums abgebaut Verwendung in der chemischen Industrie... Den Rest teilen sich alle anderen Wirtschaftssektoren. In den letzten Jahrzehnten ist der Schmuckwert des „lila Metalls“ stetig gewachsen.... Seit Ende der 1990er Jahre werden regelmäßig Ringe und eingelegter Goldschmuck daraus hergestellt. Wichtig: Schmuck besteht weniger aus reinem Iridium als aus seiner Legierung mit Platin. Ein Additiv von 10 % reicht aus, um die Festigkeit des Werkstücks und des fertigen Produkts bis zu 3-fach zu erhöhen, ohne die Kosten signifikant zu erhöhen.

Auch in anderen Branchen liegen Iridiumlegierungen deutlich vor reinem Metall. Die Fähigkeit, die Härte und Festigkeit von Produkten durch eine geringe Zugabe zu erhöhen, wird von Technologen sehr geschätzt. So werden Iridium-Additive verwendet, um die Verschleißfestigkeit von Drähten für elektronische Röhren zu erhöhen. Das Hartmetall wird einfach über Molybdän oder Wolfram gelegt. Das anschließende Sintern erfolgt unter einer Presse bei hoher Temperatur.

Und hier ist insbesondere die Verwendung von Iridium in der chemischen Industrie zu erwähnen. Dort werden seine Legierungen benötigt, um Schalen zu erhalten, die gegen verschiedene Reagenzien und hohe Temperaturen beständig sind. Auch Iridium erweist sich als hervorragender Katalysator. Besonders deutlich ist eine Steigerung der Reaktivität bei der Herstellung von Salpetersäure... Und wenn Sie Gold in Königswasser auflösen müssen, wählen Technologen fast garantiert genau die Becher aus Platin-Iridium-Legierung.

Wo sie kochen Kristalle für Lasergeräte, findet man oft Platin-Iridium-Tiegel. Komplett reines Metall eignet sich für Teile von hochpräzisen Industrie- und Laborinstrumenten. Das Iridium-Mundstück wird verwendet und Glaserwenn sie feuerfestes Glas herstellen müssen. Aber das ist nur ein kleiner Teil der Anwendungen des erstaunlichen Elements.

Experten stellen seit langem fest, dass solche Kerzen länger halten.... Zu Beginn wurden sie vor allem für Sportwagen verwendet. Heute sind sie günstiger geworden und stehen fast allen Autobesitzern zur Verfügung. Iridiumlegierungen werden auch von Schöpfern benötigt chirurgische Instrumente... Sie werden zunehmend bei der Herstellung von Einzelteilen des Herzschrittmachers verwendet.

Es ist merkwürdig, dass die in Ruanda hergestellte „10-Franc“-Münze aus Iridium in Edelsteinqualität (999 Standard) besteht. Dieses Metall wird auch in Autokatalysatoren verwendet. Wie Platin hilft es, die Abgasreinigung zu beschleunigen. Aber Sie finden Iridium in den gängigsten Füllfederhaltern. Dort sieht man manchmal eine ungewöhnlich farbige Kugel an der Spitze eines Feder- oder Tintenstabes.

Iridium wurde vor einigen Jahrzehnten hauptsächlich in Funkkomponenten verwendet. Häufiger wurden daraus Kontaktgruppen sowie Bauteile, die sehr heiß werden können.Mit dieser Lösung können Sie die Haltbarkeit von Produkten sicherstellen. Das Isotop Iridium-192 gehört zu den künstlichen Radionukliden. Es wurde für den zerstörungsfreien Einsatz zur Prüfung der Eigenschaften von Schweißnähten, Stahl- und Aluminiumlegierungen hergestellt.

Zur Herstellung wird eine Osmium-Iridium-Legierung verwendet Kompassnadeln. Und für die physikalische Forschung werden Thermoelemente verwendet, die Iridium und konventionelle Elektroden kombinieren. Nur sie können eine Temperatur von etwa 3000 Grad direkt registrieren. Der Preis für solche Strukturen ist sehr hoch. Ein Einsatz in der konventionellen Industrie ist wirtschaftlich nicht vertretbar.

Iridium-Titan-Elektrode - eine der relativ neuen Entwicklungen auf dem Gebiet der Elektrolyse. Die feuerfeste Substanz wird auf eine Titanfolienunterlage gesprüht. In diesem Fall befindet sich nur Argon in der Arbeitskammer. Die Elektroden können wie ein Gitter oder eine Platte aussehen. Solche Elektroden:

• beständig gegen hohe Temperaturen;
• beständig gegen signifikante Spannung, Dichte und Strom;
• nicht korrodieren;
• wirtschaftlicher als Elektroden mit Platinzusatz (aufgrund einer deutlich längeren Ressource).

In der Metallurgie sind kleine Behälter mit radioaktiven Isotopen des Iridiums gefragt. Gammastrahlen werden teilweise von der Ladung absorbiert. Daher ist es möglich, den Füllstand innerhalb des Ofens zu bestimmen.

Sie können auch auf solche Anwendungen des 77. Elements verweisen wie:

• Erhalten von Molybdän- und Wolframlegierungen, die bei hohen Temperaturen fester sind;
• Erhöhung der Säurebeständigkeit von Titan und Chrom;
• Herstellung thermoelektrischer Generatoren;
• Herstellung von Glühkathoden (zusammen mit Lanthan und Cer);
• Herstellung von Treibstofftanks für Weltraumraketen (mit Hafnium legiert);
• Herstellung von Propylen auf Basis von Methan und Acetylen;
• ein Zusatz zu Platinkatalysatoren zur Herstellung von Stickoxiden (Vorläufer der Salpetersäure) - dieses technologische Verfahren ist jedoch nicht mehr sehr relevant;
• Erhalten von Referenzmaßeinheiten (genauer gesagt, dies erfordert eine Platin-Iridium-Legierung).

Iridiumsalze sind farblich sehr unterschiedlich. So kann die Verbindung je nach Anzahl der gebundenen Chloratome kupferrot, dunkelgrün, oliv oder braun gefärbt sein. Iridiumdifluorid ist gelb gefärbt. Verbindungen mit Ozon und Brom haben eine blaue Farbe. Reines Iridium hat auch bei Erhitzung auf 2000 Grad eine sehr hohe Korrosionsbeständigkeit.

In Gesteinen terrestrischen Ursprungs ist die Konzentration an Iridiumverbindungen sehr gering.... Er nimmt nur in Gesteinen mit Meteoritenursprung signifikant zu. Dieses Kriterium ermöglicht es Forschern, wichtige Fakten über verschiedene geologische Strukturen zu ermitteln. Auf der Erde werden nur wenige Tonnen Iridium produziert.

Weitere Eigenschaften und Verwendungen von Iridium finden Sie im nächsten Video.