Όλα για το ιρίδιο

Οι περισσότεροι άνθρωποι έχουν μια πολύ καλή ιδέα για το σίδηρο και το αλουμίνιο, το ασήμι και τον χρυσό. Υπάρχουν όμως χημικά στοιχεία που παίζουν έναν ελαφρώς μικρότερο ρόλο στη ζωή του σύγχρονου κόσμου, αλλά είναι αδικαιολόγητα ελάχιστα γνωστά μεταξύ των μη ειδικών. Είναι σημαντικό να διορθώσετε αυτό το ελάττωμα, συμπεριλαμβανομένης της εκμάθησης των πάντων ιριδία.

Θα πρέπει να ειπωθεί αμέσως ότι Το ιρίδιο είναι μέταλλο. Επομένως, έχει όλες τις ιδιότητες που είναι χαρακτηριστικές για άλλα μέταλλα. Ένα τέτοιο χημικό στοιχείο υποδηλώνεται με συνδυασμό λατινικών χαρακτήρων Ir. Στον περιοδικό πίνακα, καταλαμβάνει Κλουβί 77. Η ανακάλυψη του ιριδίου έγινε το 1803, ως μέρος της ίδιας μελέτης στην οποία ο Άγγλος επιστήμονας Tennant απομόνωσε επίσης όσμιο.

Η αρχική πρώτη ύλη για την παραγωγή τέτοιων στοιχείων ήταν το μετάλλευμα πλατίνας που παραδόθηκε από τη Νότια Αμερική. Αρχικά, τα μέταλλα απομονώθηκαν με τη μορφή ιζήματος, το οποίο δεν παρέλαβε το «aqua regia». Η μελέτη αποκάλυψε την παρουσία αρκετών μέχρι τώρα άγνωστων ουσιών. Το στοιχείο έλαβε τον λεκτικό του προσδιορισμό επειδή τα άλατά του μοιάζουν σαν να ιριδίζουν με ουράνιο τόξο.

Το χημικά καθαρό ιρίδιο δεν έχει χρώμα ουράνιου τόξου. Χαρακτηρίζεται όμως από ένα μάλλον ελκυστικό ασημί-λευκό χρώμα. Οι τοξικές ιδιότητες δεν έχουν επιβεβαιωθεί. Ωστόσο, ορισμένες ενώσεις ιριδίου μπορεί να είναι επικίνδυνες για τον άνθρωπο. Το φθόριο αυτού του στοιχείου είναι ιδιαίτερα δηλητηριώδες.

Ορισμένες ρωσικές και ξένες επιχειρήσεις ασχολούνται με την παραγωγή και τη διύλιση ιριδίου. Σχεδόν όλη η παραγωγή αυτού του μετάλλου είναι προϊόν παρακατεργασίας πρώτων υλών πλατίνας. Αν και το ιρίδιο δεν είναι μωβ, περιέχει φυσικά 2 ισότοπα. Τα στοιχεία 191 και 193 είναι σταθερά.Αλλά ένας αριθμός ισοτόπων που λαμβάνονται τεχνητά έχουν έντονες ραδιενεργές ιδιότητες, ο χρόνος ημιζωής τους είναι σύντομος.

Η αντοχή και η σκληρότητα του ιριδίου είναι πολύ μεγάλη. Είναι σχεδόν αδύνατο να επεξεργαστεί αυτό το μέταλλο μηχανικά. Ατηκτο αυτό το στοιχείο έχει ασημί λευκό χρώμα είναι αρκετά μεγάλο. Ειδικοί περιλαμβάνουν το ιρίδιο στην ομάδα της πλατίνας. Η σκληρότητα στην κλίμακα Mohs είναι 6,5. Το σημείο τήξης σε βαθμούς φτάνει τους 2466 βαθμούς. Το ιρίδιο όμως αρχίζει να βράζει μόλις στους 4428 βαθμούς. Η θερμότητα της σύντηξης είναι 27610 J / mol. Θερμότητα βρασμού - 604000 J / mol. Οι ειδικοί έχουν καθορίσει τον μοριακό όγκο στα 8,54 κυβικά μέτρα. δείτε για μια τυφλοπόντικα.

Το κρυσταλλικό πλέγμα αυτού του στοιχείου είναι κυβικό, οι άκρες των κρυστάλλων είναι οι κορυφές του κύβου. Το 191ο ισότοπο αντιπροσωπεύει το 37,3% των ατόμων ιριδίου. Το υπόλοιπο 62,3% αντιπροσωπεύεται από το 193ο ισότοπο. Η πυκνότητα αυτού του στοιχείου (ή αλλιώς, το ειδικό βάρος) φτάνει τα 22400 kg ανά 1 m3.

Αλλά τα ίδια τα άτομα του ιριδίου σπάνια εισέρχονται σε οποιεσδήποτε αντιδράσεις. Αυτό το στοιχείο διακρίνεται για την εξαιρετική του χημική παθητικότητα.... Είναι εντελώς αδιάλυτο στο νερό και δεν αλλάζει με κανέναν τρόπο ακόμη και μετά από παρατεταμένη επαφή με τον αέρα. Αν η θερμοκρασία της ουσίας είναι μικρότερη από 100 βαθμούς, τότε δεν θα αντιδράσει ούτε με aqua regia, πόσο μάλλον με άλλα οξέα και τους συνδυασμούς τους. Η αντίδραση με φθόριο είναι δυνατή στους 400 βαθμούς· για την αντίδραση με χλώριο ή θείο, είναι απαραίτητο να θερμανθεί το ιρίδιο μέχρι να γίνει κόκκινο καυτό.

Υπάρχουν 4 γνωστά χλωρίδια, στα οποία ο αριθμός των ατόμων χλωρίου κυμαίνεται από 1 έως 4. Η επίδραση του οξυγόνου είναι αισθητή σε θερμοκρασίες όχι χαμηλότερες από 1000 βαθμούς. Το προϊόν αυτής της αλληλεπίδρασης είναι το διοξείδιο του ιριδίου, μια ουσία πρακτικά αδιάλυτη στο νερό. Η διαλυτότητα μπορεί να αυξηθεί με οξείδωση χρησιμοποιώντας έναν παράγοντα συμπλοκοποίησης. Η υψηλότερη κατάσταση οξείδωσης υπό κανονικές συνθήκες μπορεί να επιτευχθεί μόνο στο εξαφθοριούχο ιρίδιο.

Σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες εμφανίζονται ενώσεις με σθένος 7 και 8. Είναι πιθανός ο σχηματισμός σύμπλοκων αλάτων (τόσο κατιονικών όσο και ανιονικών). Σημειώνεται ότι το πολύ θερμαινόμενο μέταλλο μπορεί να διαβρώσει το υδροχλωρικό οξύ κορεσμένο με οξυγόνο. Οι χημικοί αποδίδουν σημαντικό ρόλο σε:

• υδροξείδια;
• χλωρίδια?
• αλογονίδια;
• οξείδιο;
• στα καρβονύλια ιριδίου.

Η απόκτηση ιριδίου στη φύση παρεμποδίζεται σε μεγάλο βαθμό από τη μεγάλη σπανιότητά του. Στο φυσικό περιβάλλον, αυτό το μέταλλο αναμιγνύεται πάντα με σχετικές ουσίες. Εάν αυτό το στοιχείο βρεθεί οπουδήποτε, τότε πλατίνα ή μέταλλα από την ομάδα του πρέπει να βρεθεί κοντά. Ορισμένα μεταλλεύματα που περιέχουν νικέλιο και χαλκό περιλαμβάνουν ιρίδιο σε διασπαρμένη μορφή. Το κύριο μέρος αυτού του στοιχείου εξάγεται από αδρανές υλικό σε:

• ΝΟΤΙΑ ΑΦΡΙΚΗ;
• Καναδάς;
• την πολιτεία της Καλιφόρνια της Βόρειας Αμερικής·
• καταθέσεις στο νησί της Τασμανίας (που ανήκει στην Αυστραλιανή Ένωση)·
• Ινδονησία (στο νησί Καλιμαντάν).
• διάφορες περιοχές του νησιού της Νέας Γουινέας.

Το ιρίδιο αναμεμειγμένο με όσμιο εξορύσσεται σε παλιές ορεινές πτυχές που βρίσκονται στις ίδιες χώρες. Εταιρείες από Νότια Αφρική... Δεν είναι χωρίς λόγο ότι η παραγωγή σε αυτή τη χώρα επηρεάζει άμεσα την ισορροπία προσφοράς και ζήτησης, κάτι που δεν μπορεί να ειπωθεί για προϊόντα από άλλες περιοχές του πλανήτη. Σύμφωνα με τις υπάρχουσες επιστημονικές έννοιες, η σπανιότητα του ιριδίου οφείλεται στο γεγονός ότι ήρθε στον πλανήτη μας μόνο σε μετεωρίτες και επομένως αντιπροσωπεύει το ένα εκατομμυριοστό του τοις εκατό της μάζας του φλοιού της γης.

Ωστόσο, ορισμένοι ειδικοί διαφωνούν με αυτό. Επιμένουν ότι μόνο ένα μικρό μέρος όλων των κοιτασμάτων ιριδίου διερευνάται και είναι κατάλληλο για ανάπτυξη στο επίπεδο των σύγχρονων τεχνολογιών. Τα κοιτάσματα, που εμφανίστηκαν στη βαθιά γεωλογική αρχαιότητα, περιέχουν σε ξεχωριστά στρώματα ιριδίου εκατοντάδες φορές περισσότερο από τα πετρώματα που ήδη εξορύσσονται.

Σήμερα, το ιρίδιο εξορύσσεται μόνο μετά το τέλος της εξόρυξης των κύριων ορυκτών.... Αυτά είναι χρυσός, νικέλιο, πλατίνα ή χαλκός. Όταν το κοίτασμα πλησιάζει στην εξάντληση, το μετάλλευμα αρχίζει να υποβάλλεται σε επεξεργασία με ειδικά αντιδραστήρια που απελευθερώνουν ρουθήνιο, όσμιο και παλλάδιο. Μόνο μετά από αυτά έρχεται η σειρά λήψης του στοιχείου «ουράνιο τόξο». Περαιτέρω:

• διύλιση μεταλλεύματος?
• συνθλίψτε το σε σκόνη.
• αυτή η σκόνη πιέζεται?
• Τα συμπιεσμένα τεμάχια τήκονται εκ νέου σε ηλεκτρικούς κλιβάνους, με συνεχή κίνηση πίδακα αργού.

Μια αρκετά μεγάλη ποσότητα μετάλλου ανακτάται από τη λάσπη ανόδου που αφήνει η παραγωγή χαλκού-νικελίου. Αρχικά, η λάσπη εμπλουτίζεται. Η πλατίνα και άλλα μέταλλα, συμπεριλαμβανομένου του ιριδίου, μετατρέπονται σε διάλυμα υπό τη δράση θερμού aqua regia. Το όσμιο καταλήγει στο αδιάλυτο ίζημα. Συμπλέγματα πλατίνας, ιριδίου και ρουθηνίου καταβυθίζονται διαδοχικά από το διάλυμα υπό τη δράση χλωριούχου αμμωνίου.

Περίπου το 66% του ιριδίου εξορύσσεται χρησιμοποιείται στη χημική βιομηχανία... Όλοι οι άλλοι τομείς της οικονομίας μοιράζονται το υπόλοιπο. Τις τελευταίες δεκαετίες, η αξία του «μωβ μετάλλου» στα κοσμήματα αυξάνεται σταθερά.... Από τα τέλη της δεκαετίας του 1990, δαχτυλίδια και ένθετα χρυσά κοσμήματα κατασκευάζονται περιοδικά από αυτό. Σημαντικό: τα κοσμήματα δεν κατασκευάζονται τόσο από καθαρό ιρίδιο όσο από το κράμα του με πλατίνα. Ένα πρόσθετο 10% είναι αρκετό για να αυξήσει την αντοχή του τεμαχίου εργασίας και του τελικού προϊόντος έως και 3 φορές χωρίς σημαντική αύξηση του κόστους.

Σε άλλες βιομηχανίες, τα κράματα ιριδίου είναι επίσης σαφώς μπροστά από το καθαρό μέταλλο. Η ικανότητα αύξησης της σκληρότητας και της αντοχής των προϊόντων με μια μικρή προσθήκη εκτιμάται πολύ από τους τεχνολόγους. Έτσι, τα πρόσθετα ιριδίου χρησιμοποιούνται για την αύξηση της αντοχής στη φθορά του σύρματος για ηλεκτρονικούς σωλήνες. Το σκληρό μέταλλο απλώνεται πάνω από μολυβδαίνιο ή βολφράμιο. Η επακόλουθη πυροσυσσωμάτωση λαμβάνει χώρα κάτω από μια πρέσα σε υψηλή θερμοκρασία.

Και εδώ είναι απαραίτητο να πούμε ειδικά για τη χρήση του ιριδίου στη χημική βιομηχανία. Εκεί χρειάζονται τα κράματά του για να ληφθούν πιάτα ανθεκτικά σε διάφορα αντιδραστήρια και υψηλές θερμοκρασίες. Το ιρίδιο αποδεικνύεται επίσης εξαιρετικός καταλύτης. Η αύξηση της αντιδραστικότητας είναι ιδιαίτερα εμφανής στην παραγωγή νιτρικού οξέος... Και αν χρειαστεί να διαλύσετε χρυσό σε aqua regia, τότε οι τεχνολόγοι είναι σχεδόν εγγυημένο ότι θα επιλέξουν ακριβώς τα κύπελλα από κράμα πλατίνας-ιριδίου.

Εκεί που μαγειρεύουν κρύσταλλα για συσκευές λέιζερ, μπορείτε συχνά να βρείτε χωνευτήρια πλατίνας-ιριδίου. Το εντελώς καθαρό μέταλλο είναι κατάλληλο για μέρη βιομηχανικών και εργαστηριακών οργάνων υψηλής ακρίβειας. Το επιστόμιο ιριδίου χρησιμοποιείται και υαλοπίνακεςόταν πρέπει να φτιάξουν πυρίμαχο γυαλί. Αλλά αυτό είναι μόνο ένα μικρό μέρος των εφαρμογών του εκπληκτικού στοιχείου.

Οι ειδικοί έχουν από καιρό παρατηρήσει ότι τέτοια κεριά διαρκούν περισσότερο.... Στην αρχή, χρησιμοποιήθηκαν κυρίως για σπορ αυτοκίνητα. Σήμερα έχουν γίνει φθηνότερα και είναι διαθέσιμα σε όλους σχεδόν τους ιδιοκτήτες αυτοκινήτων. Τα κράματα ιριδίου χρειάζονται και οι δημιουργοί χειρουργικά εργαλεία... Χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο στην κατασκευή μεμονωμένων τμημάτων του βηματοδότη.

Είναι περίεργο το γεγονός ότι το νόμισμα των 10 φράγκων που παράγεται στη Ρουάντα είναι κατασκευασμένο από ιρίδιο ποιότητας πολύτιμων λίθων (999 πρότυπο). Αυτό το μέταλλο χρησιμοποιείται επίσης σε καταλύτες αυτοκινήτων. Όπως και η πλατίνα, βοηθά στην επιτάχυνση του καθαρισμού των καυσαερίων. Αλλά μπορείτε να βρείτε ιρίδιο στο πιο κοινό στυλό. Εκεί μπορείτε μερικές φορές να δείτε μια ασυνήθιστη χρωματιστή μπάλα στην άκρη ενός στυλό ή ράβδου μελανιού.

Το ιρίδιο χρησιμοποιήθηκε κυρίως σε εξαρτήματα ραδιοφώνου πριν από αρκετές δεκαετίες. Συχνότερα δημιουργήθηκαν ομάδες επαφής από αυτό, καθώς και εξαρτήματα που μπορεί να είναι πολύ ζεστά.Αυτή η λύση σάς επιτρέπει να εξασφαλίσετε την ανθεκτικότητα των προϊόντων. Το ισότοπο ιρίδιο-192 είναι ένα από τα τεχνητά ραδιονουκλίδια. Κατασκευάζεται για μη καταστροφική χρήση για τον έλεγχο των χαρακτηριστικών συγκολλήσεων, χάλυβα και κραμάτων αλουμινίου.

Για την παρασκευή χρησιμοποιείται κράμα οσμίου με ιρίδιο βελόνες πυξίδας. Και τα θερμοστοιχεία, που συνδυάζουν ιρίδιο και συμβατικά ηλεκτρόδια, χρησιμοποιούνται για φυσική έρευνα. Μόνο αυτοί μπορούν να καταγράψουν άμεσα θερμοκρασία περίπου 3000 βαθμών. Η τιμή τέτοιων δομών είναι πολύ υψηλή. Δεν είναι οικονομικά εφικτή η χρήση τους στη συμβατική βιομηχανία.

Ηλεκτρόδιο ιριδίου τιτανίου - μία από τις σχετικά νέες εξελίξεις στον τομέα της ηλεκτρόλυσης. Η πυρίμαχη ουσία ψεκάζεται σε βάση από φύλλο τιτανίου. Σε αυτή την περίπτωση, μόνο αργό βρίσκεται στον θάλαμο εργασίας. Τα ηλεκτρόδια μπορεί να μοιάζουν με πλέγμα ή πλάκα. Τέτοια ηλεκτρόδια:

• ανθεκτικό σε υψηλές θερμοκρασίες.
• ανθεκτικό σε σημαντική τάση, πυκνότητα και ρεύμα.
• μην διαβρώνονται?
• πιο οικονομικό από τα ηλεκτρόδια με την προσθήκη πλατίνας (λόγω ενός σημαντικά μεγαλύτερου πόρου).

Μικρά δοχεία με ραδιενεργά ισότοπα ιριδίου είναι περιζήτητα στη μεταλλουργία. Οι ακτίνες γάμμα απορροφώνται εν μέρει από το φορτίο. Επομένως, είναι δυνατό να προσδιοριστεί ποιο είναι το επίπεδο φόρτισης μέσα στον κλίβανο.

Μπορείτε επίσης να υποδείξετε τέτοιες εφαρμογές του 77ου στοιχείου όπως:

• λήψη κραμάτων μολυβδαινίου και βολφραμίου, τα οποία είναι ισχυρότερα σε υψηλές θερμοκρασίες.
• αύξηση της αντίστασης του τιτανίου και του χρωμίου στα οξέα.
• παραγωγή θερμοηλεκτρικών γεννητριών·
• Κατασκευή θερμιονικών καθόδων (μαζί με λανθάνιο και δημήτριο).
• δημιουργία δεξαμενών καυσίμου για διαστημικούς πυραύλους (κράμα με άφνιο).
• παραγωγή προπυλενίου με βάση μεθάνιο και ακετυλένιο.
• ένα πρόσθετο σε καταλύτες πλατίνας για την παραγωγή οξειδίων του αζώτου (πρόδρομες ουσίες του νιτρικού οξέος) - αλλά αυτή η τεχνολογική διαδικασία δεν είναι πλέον πολύ σχετική.
• λήψη μονάδων μέτρησης αναφοράς (ακριβέστερα, αυτό απαιτεί ένα κράμα πλατίνας-ιριδίου).

Τα άλατα ιριδίου έχουν πολύ ποικίλο χρώμα. Έτσι, ανάλογα με τον αριθμό των προσκολλημένων ατόμων χλωρίου, η ένωση μπορεί να έχει χάλκινο-κόκκινο, σκούρο πράσινο, λαδί ή καφέ χρώματα. Το διφθοριούχο ιρίδιο έχει κίτρινο χρώμα. Οι ενώσεις με όζον και βρώμιο έχουν μπλε χρώμα. Το καθαρό ιρίδιο έχει πολύ υψηλή αντοχή στη διάβρωση ακόμα και όταν θερμαίνεται στους 2000 βαθμούς.

Σε πετρώματα χερσαίας προέλευσης, η συγκέντρωση των ενώσεων του ιριδίου είναι πολύ χαμηλή.... Αυξάνεται σημαντικά μόνο σε πετρώματα μετεωριτικής προέλευσης. Αυτό το κριτήριο επιτρέπει στους ερευνητές να διαπιστώσουν σημαντικά στοιχεία για διάφορες γεωλογικές δομές. Μόνο λίγοι τόνοι ιριδίου παράγονται στη γη.

Για άλλες ιδιότητες και χρήσεις του ιριδίου, δείτε το επόμενο βίντεο.