Wszystko o irydzie

Większość ludzi ma całkiem niezły pomysł na żelazo i aluminium, srebro i złoto. Istnieją jednak pierwiastki chemiczne, które odgrywają nieco mniejszą rolę w życiu współczesnego świata, ale są niezasłużenie mało znane wśród niespecjalistów. Ważne jest, aby naprawić tę wadę, w tym dowiedzieć się wszystkiego o iryd.

Należy od razu powiedzieć, że iryd to metal. Dzięki temu posiada wszystkie właściwości typowe dla innych metali. Taki pierwiastek chemiczny oznaczony kombinacją znaków łacińskich Ir. W układzie okresowym zajmuje Klatka 77. Odkrycie irydu miało miejsce w 1803 roku, w ramach tych samych badań, w których angielski naukowiec Tennant również wyizolował osm.

Pierwotnym surowcem do produkcji takich elementów była ruda platyny sprowadzana z Ameryki Południowej. Początkowo metale izolowano w postaci osadu, którego „aqua regia” nie przyjmowała. Badanie ujawniło obecność kilku wcześniej nieznanych substancji. Element otrzymał swoje słowne oznaczenie, ponieważ jego sole wyglądają jak opalizujące tęczą.

Chemicznie czysty iryd nie ma tęczowego koloru. Ale charakteryzuje się dość atrakcyjnym srebrzystobiałym kolorem. Właściwości toksyczne nie zostały potwierdzone. Jednak niektóre związki irydu mogą być niebezpieczne dla ludzi. Szczególnie trujący jest fluorek tego pierwiastka.

W produkcję i rafinację irydu zaangażowanych jest wiele rosyjskich i zagranicznych przedsiębiorstw. Prawie cała produkcja tego metalu jest produktem ubocznym przetwarzania surowców platynowych. Chociaż iryd nie jest fioletowy, naturalnie zawiera 2 izotopy. Elementy 191 i 193 są stabilne.Ale wiele sztucznie uzyskanych izotopów ma wyraźne właściwości radioaktywne, ich okres półtrwania jest krótki.

Wytrzymałość i twardość irydu jest bardzo duża. Mechaniczna obróbka tego metalu jest prawie niemożliwa. Niezmywalność srebrzystobiały kolor tego elementu jest wystarczająco duży. Specjaliści zaliczamy iryd do grupy platynowców. Twardość w skali Mohsa wynosi 6,5. Temperatura topnienia w stopniach sięga 2466 stopni. Jednak Iridium zaczyna wrzeć dopiero przy 4428 stopniach. Ciepło topnienia wynosi 27610 J/mol. Ciepło wrzenia - 604000 J/mol. Eksperci określili objętość molową na 8,54 metra sześciennego. zobacz na kreta.

Sieć krystaliczna tego elementu jest sześcienna, krawędzie kryształów to wierzchołki sześcianu. Izotop 191 stanowi 37,3% atomów irydu. Pozostałe 62,3% reprezentuje 193. izotop. Gęstość tego pierwiastka (lub inaczej ciężar właściwy) sięga 22400 kg na 1 m3.

Ale same atomy irydu rzadko wchodzą w reakcje. Pierwiastek ten wyróżnia się wyjątkową pasywnością chemiczną.... Jest całkowicie nierozpuszczalny w wodzie i nie zmienia się w żaden sposób nawet po długotrwałym kontakcie z powietrzem. Jeśli temperatura substancji jest niższa niż 100 stopni, to nie zareaguje nawet z wodą królewską, nie mówiąc już o innych kwasach i ich kombinacjach. Reakcja z fluorem jest możliwa w 400 stopniach, w przypadku reakcji z chlorem lub siarką konieczne jest podgrzanie irydu do czerwoności.

Znane są 4 chlorki, w których liczba atomów chloru waha się od 1 do 4. Działanie tlenu jest zauważalne w temperaturach nie niższych niż 1000 stopni. Produktem tej interakcji jest dwutlenek irydu, substancja praktycznie nierozpuszczalna w wodzie. Rozpuszczalność można zwiększyć poprzez utlenianie środkiem kompleksującym. Najwyższy stopień utlenienia w normalnych warunkach można osiągnąć tylko w sześciofluorku irydu.

W ekstremalnie niskich temperaturach pojawiają się związki o wartościowości 7 i 8. Możliwe jest tworzenie soli złożonych (zarówno kationowych, jak i anionowych). Należy zauważyć, że silnie rozgrzany metal może powodować korozję kwasu solnego nasyconego tlenem. Chemicy przywiązują ważną rolę do:

• wodorotlenki;
• chlorki;
• halogenki;
• tlenek;
• do karbonylków irydu.

Pozyskiwanie irydu w naturze jest mocno utrudnione ze względu na jego dużą rzadkość. W środowisku naturalnym metal ten zawsze miesza się z substancjami pokrewnymi. Jeśli ten pierwiastek znajduje się gdziekolwiek, to platyna lub metale z jego grupy muszą znajdować się w pobliżu. Niektóre rudy zawierające nikiel i miedź zawierają iryd w postaci rozproszonej. Główna część tego pierwiastka jest ekstrahowana z materii obojętnej w:

• AFRYKA POŁUDNIOWA;
• Kanada;
• północnoamerykański stan Kalifornia;
• złoża na wyspie Tasmania (własność Związku Australijskiego);
• Indonezja (na wyspie Kalimantan);
• różnych obszarach wyspy Nowej Gwinei.

Iryd zmieszany z osmem jest wydobywany w starych fałdach górskich znajdujących się w tych samych krajach. Firmy z Afryka Południowa... Nie bez powodu produkcja w tym kraju bezpośrednio wpływa na równowagę podaży i popytu, czego nie można powiedzieć o produktach z innych regionów planety. Zgodnie z istniejącymi koncepcjami naukowymi rzadkość irydu wynika z faktu, że pojawił się na naszej planecie tylko w meteorytach, a zatem stanowi milionową część procenta masy skorupy ziemskiej.

Jednak niektórzy eksperci nie zgadzają się z tym. Twierdzą, że tylko niewielka część wszystkich złóż irydu jest eksplorowana i nadaje się do zagospodarowania na poziomie nowoczesnych technologii. Osady, które pojawiły się w głębokiej starożytności geologicznej, zawierają w oddzielnych warstwach irydu setki razy więcej niż skały już eksploatowane.

Dziś iryd jest wydobywany dopiero po wydobyciu głównych minerałów.... Są to złoto, nikiel, platyna lub miedź. Gdy złoże jest bliskie wyczerpania, ruda zaczyna być przetwarzana specjalnymi odczynnikami, które uwalniają ruten, osm i pallad. Dopiero po nich przychodzi kolej na otrzymanie elementu „tęczowego”. Dalej:

• ruda rafinacji;
• zmiażdż go na proszek;
• ten proszek jest prasowany;
• prasowane detale przetapiane są w piecach elektrycznych, przy ciągłym ruchu strumienia argonu.

Ze szlamu anodowego pozostawionego po produkcji miedzi i niklu odzyskuje się dość dużą ilość metalu. Początkowo osad jest wzbogacany. Platyna i inne metale, w tym iryd, pod wpływem gorącej wody królewskiej przekształcają się w roztwór. Osm trafia do nierozpuszczonego osadu. Pod działaniem chlorku amonu z roztworu wytrąca się sukcesywnie kompleksy platyny, irydu i rutenu.

Około 66% wydobytego irydu stosowane w przemyśle chemicznym... Pozostałe sektory gospodarki dzielą resztę. W ostatnich dziesięcioleciach wartość biżuterii „fioletowego metalu” stale rośnie.... Od końca lat 90. wykonywano z niego okresowo pierścionki i złotą biżuterię inkrustowaną. Ważne: biżuteria wykonana jest nie tyle z czystego irydu, ile z jego stopu z platyną. Wystarczy 10% dodatek, aby nawet 3-krotnie zwiększyć wytrzymałość przedmiotu obrabianego i gotowego produktu bez znaczącego wzrostu kosztów.

W innych branżach stopy irydu również wyraźnie wyprzedzają czysty metal. Możliwość zwiększenia twardości i wytrzymałości produktów poprzez niewielki dodatek jest bardzo ceniona przez technologów. Tak więc dodatki irydowe są stosowane w celu zwiększenia odporności na zużycie drutu do lamp elektronicznych. Twardy metal jest po prostu nakładany na molibden lub wolfram. Kolejne spiekanie odbywa się pod prasą w wysokiej temperaturze.

I tu trzeba szczególnie wspomnieć o zastosowaniu irydu w przemyśle chemicznym. Tam jego stopy są potrzebne do uzyskania naczyń odpornych na różne odczynniki i wysokie temperatury. Doskonałym katalizatorem okazuje się również Iridium. Szczególnie widoczny jest wzrost reaktywności w produkcji kwasu azotowego... A jeśli potrzebujesz rozpuścić złoto w wodzie królewskiej, to technolodzy prawie na pewno dobiorą dokładnie te kubki wykonane ze stopu platynowo-irydowego.

Gdzie gotują kryształy do ​​urządzeń laserowych, często można znaleźć tygle platynowo-irydowe. Całkowicie czysty metal nadaje się na części precyzyjnych przyrządów przemysłowych i laboratoryjnych. Ustnik irydowy jest używany i szklarzekiedy muszą zrobić szkło ogniotrwałe. Ale to tylko niewielka część zastosowań tego niesamowitego pierwiastka.

Eksperci od dawna zauważają, że takie świece trwają dłużej.... Na samym początku były używane głównie w samochodach sportowych. Dziś stały się tańsze i są dostępne dla prawie wszystkich właścicieli samochodów. Stopy irydu są również potrzebne twórcom narzędzia chirurgiczne... Coraz częściej wykorzystywane są do produkcji poszczególnych części rozrusznika.

Ciekawe, że moneta „10 franków” produkowana w Rwandzie jest wykonana z irydu o jakości klejnotu (standard 999). Metal ten jest również stosowany w katalizatorach samochodowych. Podobnie jak platyna pomaga przyspieszyć oczyszczanie spalin. Ale iryd można znaleźć w najpopularniejszym piórze wiecznym. Tam czasami można zobaczyć niezwykłą kolorową kulkę na czubku długopisu lub pręta z atramentem.

Iryd był używany głównie w komponentach radiowych kilkadziesiąt lat temu. Częściej robiono z niego grupy kontaktów, a także elementy, które mogą być bardzo gorące.Takie rozwiązanie pozwala zapewnić trwałość produktów. Jednym ze sztucznych radionuklidów jest izotop irydu-192. Produkowany jest do nieniszczącego użytku do sprawdzania właściwości spawów, stali i stopów aluminium.

Do produkcji używa się stopu osmu z irydem igły kompasu. A do badań fizycznych stosuje się termopary, które łączą elektrody irydowe i konwencjonalne. Tylko oni mogą bezpośrednio zarejestrować temperaturę około 3000 stopni. Cena takich konstrukcji jest bardzo wysoka. Stosowanie ich w przemyśle konwencjonalnym jest nieopłacalne ekonomicznie.

Elektroda irydowo-tytanowa - jedno ze stosunkowo nowych rozwiązań w dziedzinie elektrolizy. Substancja ogniotrwała jest natryskiwana na podkład z folii tytanowej. W tym przypadku w komorze roboczej znajduje się tylko argon. Elektrody mogą wyglądać jak siatka lub płytka. Takie elektrody:

• odporny na wysokie temperatury;
• odporny na znaczne napięcie, gęstość i prąd;
• nie korodują;
• bardziej ekonomiczne niż elektrody z dodatkiem platyny (ze względu na znacznie dłuższy zasób).

Małe pojemniki z radioaktywnymi izotopami irydu są poszukiwane w metalurgii. Promienie gamma są częściowo pochłaniane przez ładunek. Dzięki temu możliwe jest określenie, jaki jest poziom wsadu wewnątrz pieca.

Możesz również wskazać takie zastosowania 77. elementu jak:

• otrzymywanie stopów molibdenu i wolframu, które są mocniejsze w wysokich temperaturach;
• zwiększenie odporności tytanu i chromu na kwasy;
• produkcja generatorów termoelektrycznych;
• produkcja katod termojonowych (wraz z lantanem i cerem);
• tworzenie zbiorników paliwa do rakiet kosmicznych (stopowych z hafnem);
• produkcja propylenu na bazie metanu i acetylenu;
• dodatek do katalizatorów platynowych do produkcji tlenków azotu (prekursory kwasu azotowego) – ale ten proces technologiczny nie ma już większego znaczenia;
• uzyskanie referencyjnych jednostek miary (dokładniej wymaga to stopu platynowo-irydowego).

Sole irydu są bardzo zróżnicowane kolorystycznie. Tak więc, w zależności od liczby przyłączonych atomów chloru, związek może mieć kolor miedziano-czerwony, ciemnozielony, oliwkowy lub brązowy. Difluorek irydu ma kolor żółty. Związki z ozonem i bromem mają kolor niebieski. Czysty iryd ma bardzo wysoką odporność na korozję nawet po podgrzaniu do 2000 stopni.

W skałach pochodzenia lądowego koncentracja związków irydu jest bardzo niska.... Znacznie wzrasta tylko w skałach pochodzenia meteorytowego. To kryterium pozwala naukowcom ustalić ważne fakty dotyczące różnych struktur geologicznych. Na ziemi produkuje się zaledwie kilka ton irydu.

Inne właściwości i zastosowania irydu znajdziesz w następnym filmie.