הכל על אירידיום

לרוב האנשים יש מושג די טוב לגבי ברזל ואלומיניום, כסף וזהב. אבל יש יסודות כימיים שמשחקים תפקיד קצת יותר קטן בחיי העולם המודרני, אבל הם מעט מאוד ידועים בקרב לא מומחים. חשוב לתקן את הפגם הזה, כולל ללמוד הכל על אירידיה.

צריך להגיד את זה מיד אירידיום היא מתכת. לכן, יש לו את כל התכונות האופייניות למתכות אחרות. יסוד כימי כזה מסומן בשילוב של תווים לטיניים Ir. בטבלה המחזורית, זה תופס כלוב 77. גילוי האירידיום התרחש בשנת 1803, כחלק מאותו מחקר שבו בודד גם המדען האנגלי טננט אוסמיום.

חומר הגלם הראשוני לייצור אלמנטים כאלה היה עפרות פלטינה שנמסרו מדרום אמריקה. בתחילה בודדו המתכות בצורה של משקעים, ש"אקווה רגייה" לא לקחה. המחקר חשף נוכחות של כמה חומרים שלא ידועים בעבר. האלמנט קיבל את ייעודו המילולי מכיוון שהמלחים שלו נראים כאילו ססגוניים בקשת בענן.

לאירידיום טהור מבחינה כימית אין צבע קשת בענן. אבל זה מאופיין בצבע כסוף-לבן אטרקטיבי למדי. תכונות רעילות לא אושרו. עם זאת, תרכובות אירידיום מסוימות עלולות להיות מסוכנות לבני אדם. הפלואוריד של יסוד זה רעיל במיוחד.

מספר מפעלים רוסים וזרים מעורבים בייצור וזיקוק של אירידיום. כמעט כל הייצור של מתכת זו הוא תוצר של עיבוד לוואי של חומרי גלם פלטינה. למרות שהאירידיום אינו סגול, הוא מכיל באופן טבעי 2 איזוטופים. אלמנטים 191 ו-193 יציבים.אבל למספר איזוטופים שהושגו באופן מלאכותי יש תכונות רדיואקטיביות מובהקות, זמן מחצית החיים שלהם קצר.

החוזק והקשיחות של אירידיום גדולים מאוד. זה כמעט בלתי אפשרי לעבד מתכת זו באופן מכני. אינפוזיות הצבע הלבן הכסוף של האלמנט הזה גדול מספיק. מומחים כוללים אירידיום בקבוצת הפלטינה. הקשיות בסולם Mohs היא 6.5. נקודת ההיתוך במעלות מגיעה ל-2466 מעלות. אירידיום, לעומת זאת, מתחיל לרתוח רק ב-4428 מעלות. חום ההיתוך הוא 27610 J/mol. חום רותח - 604000 J / mol. מומחים קבעו את הנפח הטוחני ל-8.54 מטר מעוקב. לראות שומה.

סריג הקריסטל של יסוד זה הוא מעוקב, קצוות הגבישים הם החלק העליון של הקובייה. האיזוטופ ה-191 מהווה 37.3% מאטומי האירידיום. 62.3% הנותרים מיוצגים על ידי האיזוטופ ה-193. הצפיפות של יסוד זה (או אחרת, המשקל הסגולי) מגיעה ל-22400 ק"ג ל-1 מ"ק.

אבל האטומים של אירידיום עצמם כמעט ולא נכנסים לתגובות כלשהן. אלמנט זה נבדל בפסיביות הכימית יוצאת הדופן שלו.... הוא אינו מסיס לחלוטין במים ואינו משתנה בשום צורה גם לאחר מגע ממושך עם אוויר. אם הטמפרטורה של החומר נמוכה מ-100 מעלות, אזי הוא לא יגיב אפילו עם אקווה-רג'יה, שלא לדבר על חומצות אחרות ושילוביהן. התגובה עם פלואור אפשרית ב-400 מעלות; עבור התגובה עם כלור או גופרית, יש צורך לחמם את האירידיום עד שהוא נעשה לוהט אדום.

ידועים 4 כלורידים, שבהם מספר אטומי הכלור משתנה בין 1 ל-4. השפעת החמצן ניכרת בטמפרטורות שאינן נמוכות מ-1000 מעלות. התוצר של אינטראקציה זו הוא אירידיום דו חמצני, חומר כמעט בלתי מסיס במים. ניתן להגביר את המסיסות על ידי חמצון באמצעות חומר מורכב. ניתן להשיג את מצב החמצון הגבוה ביותר בתנאים רגילים רק באירידיום הקספלואוריד.

בטמפרטורות נמוכות במיוחד מופיעות תרכובות עם ערכיות של 7 ו- 8. תיתכן היווצרות של מלחים מורכבים (קטיונים וגם אניונים). יצוין כי מתכת מחוממת מאוד יכולה לשתות חומצה הידרוכלורית רוויה בחמצן. כימאים מייחסים תפקיד חשוב ל:

• הידרוקסידים;
• כלורידים;
• הלידים;
• תַחמוֹצֶת;
• לאירידיום קרבונילים.

השגת אירידיום בטבע מקשה מאוד על ידי נדירותו הרבה. בסביבה הטבעית, מתכת זו תמיד מעורבבת עם חומרים קשורים. אם יסוד זה נמצא בכל מקום, אז יש למצוא פלטינה או מתכות מקבוצתו בקרבת מקום. חלק מהעפרות המכילות ניקל ונחושת כוללות אירידיום בצורה מפוזרת. החלק העיקרי של יסוד זה מופק מחומר אינרטי ב:

• דרום אפריקה;
• קנדה;
• מדינת קליפורניה בצפון אמריקה;
• פיקדונות באי טסמניה (בבעלות האיחוד האוסטרלי);
• אינדונזיה (באי קלימנטן);
• אזורים שונים של האי גינאה החדשה.

אירידיום מעורב באוסמיום נכרה בקפלי הרים ישנים הנמצאים באותן מדינות. חברות מ דרום אפריקה... לא בכדי הייצור במדינה זו משפיע ישירות על מאזן ההיצע והביקוש, מה שלא ניתן לומר על מוצרים מאזורים אחרים של כדור הארץ. על פי תפיסות מדעיות קיימות, נדירותו של אירידיום נובעת מכך שהוא הגיע לכוכב הלכת שלנו רק במטאוריטים, ולכן הוא מהווה מיליונית האחוז ממסת קרום כדור הארץ.

עם זאת, כמה מומחים חולקים על כך. הם מתעקשים שרק חלק קטן מכל מרבצי האירידיום נחקרים ומתאימים לפיתוח ברמת הטכנולוגיות המודרניות. המרבצים, שהופיעו בעת העתיקה הגיאולוגית העמוקה, מכילים בשכבות נפרדות של אירידיום פי מאות יותר מהסלעים שכבר נכרים.

כיום כורים אירידיום רק לאחר סיום מיצוי המינרלים העיקריים.... אלה הם זהב, ניקל, פלטינה או נחושת. כאשר המשקע קרוב לדלדול, העפרה מתחילה להיות מעובדת עם ריאגנטים מיוחדים המשחררים רותניום, אוסמיום ופלדיום. רק אחריהם מגיע תורה של קבלת אלמנט ה"קשת". נוסף:

• זיקוק עפרות;
• לרסק אותו לאבקה;
• אבקה זו נלחצת;
• חלקי עבודה לחוצים מומסים מחדש בתנורים חשמליים, עם תנועה מתמשכת של סילון ארגון.

כמות גדולה למדי של מתכת מוחזרת מבוצת האנודה שנותרה מייצור נחושת-ניקל. בתחילה, הבוצה מועשרת. פלטינה ומתכות אחרות, כולל אירידיום, מומרות לתמיסה תחת פעולת אקווה רג'יה לוהטת. אוסמיום מסתיים במשקעים הבלתי מומסים. קומפלקסים של פלטינה, אירידיום ורותניום מושקעים ברציפות מהתמיסה תחת פעולת אמוניום כלוריד.

כ-66% מהאירידיום נכרה משמש בתעשייה הכימית... כל שאר מגזרי המשק חולקים את השאר. בעשורים האחרונים, ערך התכשיטים של "המתכת הסגולה" גדל בהתמדה.... מאז סוף שנות ה-90 נוצרו ממנו מעת לעת טבעות ותכשיטי זהב משובצים. חשוב: תכשיטים עשויים לא כל כך מאירידיום טהור מאשר מסגסוגת שלו עם פלטינה. מספיק תוסף של 10% כדי להגדיל את חוזק חומר העבודה והמוצר המוגמר עד פי 3 ללא עלייה משמעותית בעלות.

בתעשיות אחרות, סגסוגות אירידיום גם מקדימות בבירור את המתכת הטהורה. היכולת להגדיל את הקשיות והחוזק של מוצרים על ידי תוספת מינורית מוערכת מאוד על ידי טכנולוגים. לפיכך, תוספי אירידיום משמשים להגברת ההתנגדות לבלאי של חוט עבור צינורות אלקטרוניים. המתכת הקשה פשוט מונחת על מוליבדן או טונגסטן. סינטר לאחר מכן מתרחש מתחת למכבש בטמפרטורה גבוהה.

וכאן יש צורך לומר במיוחד על השימוש באירידיום בתעשייה הכימית. שם, יש צורך בסגסוגות שלו כדי להשיג כלים עמידים בפני ריאגנטים שונים וטמפרטורות גבוהות. אירידיום מתברר גם כזרז מצוין. עלייה בתגובתיות ניכרת במיוחד בייצור של חומצה חנקתית... ואם אתה צריך להמיס זהב באקווה רג'יה, אז טכנולוגים כמעט מובטחים לבחור בדיוק את הכוסות העשויות מסגסוגת פלטינה אירידיום.

איפה הם מבשלים קריסטלים למכשירי לייזר, אתה יכול למצוא לעתים קרובות כור היתוך פלטינה אירידיום. מתכת טהורה לחלוטין מתאימה לחלקים של מכשירים תעשייתיים ומעבדתיים בעלי דיוק גבוה. שופר אירידיום משמש ו זגגיםכאשר הם צריכים לעשות זכוכית עקשן. אבל זה רק חלק קטן מהיישומים של האלמנט המדהים.

מומחים ציינו זמן רב שנרות כאלה מחזיקים מעמד זמן רב יותר.... בהתחלה הם שימשו בעיקר למכוניות ספורט. כיום הם הפכו זולים יותר וזמינים כמעט לכל בעלי הרכב. סגסוגות אירידיום נחוצות גם על ידי יוצרים מכשירים כירורגיים... הם משמשים יותר ויותר בייצור חלקים בודדים של קוצב הלב.

זה מוזר שמטבע "10 פרנק" המיוצר ברואנדה עשוי מאירידיום באיכות אבן חן (תקן 999). מתכת זו משמשת גם בזרזים לרכב. כמו פלטינה, זה עוזר להאיץ את טיהור גזי הפליטה. אבל אתה יכול למצוא אירידיום בעט הנובע הנפוץ ביותר. שם אתה יכול לפעמים לראות כדור צבעוני יוצא דופן על קצה עט או מוט דיו.

אירידיום שימש בעיקר ברכיבי רדיו לפני מספר עשורים. לעתים קרובות יותר נוצרו ממנו קבוצות מגע, כמו גם רכיבים שיכולים להיות חמים מאוד.פתרון זה מאפשר לך להבטיח את עמידות המוצרים. האיזוטופ אירידיום-192 הוא אחד מהרדיונוקלידים המלאכותיים. הוא מיוצר לשימוש לא הרסני כדי לבדוק את המאפיינים של ריתוכים, פלדה וסגסוגות אלומיניום.

סגסוגת של אוסמיום עם אירידיום משמשת לייצור מחטי מצפן. וצמדים תרמיים, המשלבים אירידיום ואלקטרודות קונבנציונליות, משמשים למחקר פיזיקלי. רק הם יכולים לרשום ישירות טמפרטורה של כ-3000 מעלות. המחיר של מבנים כאלה הוא גבוה מאוד. זה לא כדאי מבחינה כלכלית להשתמש בהם בתעשייה קונבנציונלית.

אלקטרודת אירידיום טיטניום - אחד הפיתוחים החדשים יחסית בתחום האלקטרוליזה. החומר העמיד מרוסס על בסיס נייר כסף טיטניום. במקרה זה, רק ארגון נמצא בתא העבודה. האלקטרודות יכולות להיראות כמו רשת או צלחת. אלקטרודות כאלה:

• עמיד לטמפרטורות גבוהות;
• עמיד בפני מתח, צפיפות וזרם משמעותיים;
• לא להחליד;
• חסכוני יותר מאלקטרודות בתוספת פלטינה (בשל משאב ארוך משמעותית).

מיכלים קטנים עם איזוטופים רדיואקטיביים של אירידיום מבוקשים במטלורגיה. קרני גמא נספגות חלקית במטען. לכן, ניתן לקבוע מהי רמת המטען בתוך התנור.

אתה יכול גם להצביע על יישומים כאלה של האלמנט ה-77 כמו:

• השגת סגסוגות מוליבדן וטונגסטן, החזקות יותר בטמפרטורות גבוהות;
• הגברת ההתנגדות של טיטניום וכרום לחומצות;
• ייצור גנרטורים תרמו-אלקטריים;
• ייצור קתודות תרמיוניות (יחד עם לנתנום וצריום);
• יצירת מיכלי דלק לרקטות חלל (מסגסוגת בהפניום);
• ייצור פרופילן על בסיס מתאן ואצטילן;
• תוסף לזרזי פלטינה לייצור תחמוצות חנקן (מבשרי חומצה חנקתית) - אבל התהליך הטכנולוגי הזה כבר לא מאוד רלוונטי;
• השגת יחידות ייחוס של מדידה (ליתר דיוק, זה דורש סגסוגת פלטינה אירידיום).

מלחי אירידיום מגוונים מאוד בצבע. אז, בהתאם למספר אטומי הכלור שנוספו, התרכובת יכולה להיות בצבע אדום נחושת, ירוק כהה, זית או חום. אירידיום דיפלואוריד בצבע צהוב. תרכובות עם אוזון וברום הן בצבע כחול. לאירידיום טהור יש עמידות גבוהה מאוד בפני קורוזיה גם בחימום ל-2000 מעלות.

בסלעים ממוצא יבשתי, ריכוז תרכובות אירידיום נמוך מאוד.... הוא מתגבר באופן משמעותי רק בסלעים ממקור מטאוריט. קריטריון זה מאפשר לחוקרים לקבוע עובדות חשובות על מבנים גיאולוגיים שונים. רק כמה טונות של אירידיום מיוצרים על פני כדור הארץ.

למאפיינים ושימושים נוספים של אירידיום, ראה את הסרטון הבא.