Alt om osmium

Osmium - et sjeldent metall, tilhører platinagruppen. Det ble oppdaget i England som et resultat av eksperimenter på reaksjonen til platina. Navnet osmium er gitt på gresk og betyr i oversettelse "lukt". Hvordan er dette edelmetallet? Hva er funksjonene og hva er bruken?

Oppdagelsen av dette elementet skjedde ved et uhell i 1803 av engelske kjemikere Smithson Tennant og William H. Wollastan. Som et resultat av eksperimenter på reaksjonen av platina til en blanding av syrer (svovelsyre og salpetersyre), utviklet det resulterende bunnfallet en ubehagelig aroma, som minner om stanken av klor og råtten reddik. Lignende eksperimenter ble utført av Colle-Descoti, Antoine de Fourcoy og Vauquelin i Frankrike. Som et resultat av forskningen deres fant de også et ukjent stoff i det uløselige sedimentet fra platina.

Oppdagelsen av disse kjemiske elementene ble presentert for Royal Society i London ved Tennants skriftlige kommunikasjon datert 21. juni 1804. I det periodiske systemet over kjemiske elementer til Mendeleev er metallet plassert under ordinært nummer 76. Metallet forekommer ikke i sin rene form av nuggets, derfor presenteres dets kjemiske formel i oppløst form.

Grunnstoffet utvinnes fra sekundære råvarer som et resultat av dets separasjon fra iridium, platina, platina-palladiummalm eller kobber- og nikkelmalm. Den årlige produksjonen av hele elementet i verden overstiger ikke størrelsen på 1 tonn.

Verdens største forekomster er verdt å merke seg slike soner som Uralfjellene og Sibir i Russland, nordstat Alaska og den vestlige staten California i Amerika, Canada i Nord-Amerika, Colombia i Sør-Amerika og noen sørafrikanske land, Australia, øy Tasmania... For tiden vurderes en betydelig osmiumforekomst Bushwell Complex i Sør-Afrika, er det meste av stoffet utvunnet der. Tatt i betraktning at de største forekomstene av metallet er i Sør-Afrika, er verdensprisene for dette sjeldne jordmetallet ganske høye. Kasakhstan regnes som den eneste store eksportøren av osmium-187 i verden. Selv om Kina har platinamalmreserver, har det ikke betydelige mengder osmium.

Stoffet lagres i pulverform og siden det ikke smelter i form av krystaller, er det ikke mulig å sette et stempel på det på grunn av dets fysiske egenskaper. For fremstilling av ingots av dette metallet brukes elektronstråle- eller lysbueoppvarming fra et pulver; oppvarming i en digel brukes også.

Osmium ser ut som et sølvfarget blåaktig metall. Det er et av de tetteste elementene, dens tetthet er 22 600 kilo per kubikkmeter, men samtidig er stoffet ganske skjørt, går lett i stykker og smuldrer. Den har en høy egenvekt og er i stand til å skinne selv ved ganske høye temperaturpåvirkninger. På grunn av parameterne og den betydelige smeltetemperaturen er det vanskelig å maskinere det. I naturen finnes det i form av syv isotoper, hvorav seks anses som stabile, disse er osmium-184, osmium-187, osmium-188, osmium-189, osmium-190 og osmium-192. Radioaktive metallisotoper med massetall fra 162 til 197 ble oppnådd i laboratoriet, og noen nukleære isomerer ble også oppnådd kunstig.

Nesten alle forbindelser med dette metallet forårsaker skade på indre organer, syns- og hørselsforstyrrelser. Ved forgiftning med osmiumdamp kan det oppstå irreversible forstyrrelser i kroppen og død. Forskere utførte eksperimenter på dyr, hvis resultater var rask utvikling av anemi, mangel på normal lungefunksjon. Det ble konkludert med at dette er et raskt utviklende ødem. Osmiumtetroksid, som brukes i medisin, er et svært etsende stoff. Har verdens styggeste lukt. Ved forgiftning lider huden, den endrer farge til grønn eller svart, ofte ledsaget av sår og sprekker, som vil ta veldig lang tid å gro.

Ansatte i produksjonsanlegg har den høyeste risikoen; i henhold til alle sikkerhetsstandarder jobber de kun i åndedrettsvern og spesielle klær. Alle beholdere som inneholder osmiumoksid er forseglet og lagret i henhold til reglene. For å oppnå mineralene til nevyanskitt, omdannes platina til en løsning ved hjelp av vannvann. Deretter blir det resulterende bunnfallet eksponert for sink i en 8-dobbel mengde - en slik legering omdannes relativt lett til en pulveraktig tilstand, som deretter smeltes sammen med bariumperoksid. Det neste trinnet er behandlingen av den resulterende massen med aqua regia, destillasjon gjennom apparatet for å separere osmiumtetroksid.

Ved å virke på stoffet med en alkaliløsning oppnås salt. Saltløsningen påvirkes hyposulfitt, som et resultat av at metallet ved hjelp av ammoniumklorid utfelles allerede i form av Fremys salt. Bunnfallet vaskes, filtreres og kalsineres. Resultatet av alle disse handlingene er svampaktig osmium. Deretter blir den renset med syrer, redusert i en elektrisk ovn under en strøm av hydrogen og avkjølt. Så få osmiumprøver opptil 99,9 %.

Egenskapene til dette elementet, fra et kjemisynspunkt, er fantastiske. De mest grunnleggende av dem er følgende.

1. Osmium reagerer ikke i det hele tatt med alkalier og syrer. Danner vannløselige osmater i reaksjon med alkaliske smelter. Interaksjon med en blanding av salpetersyre og saltsyre gir en ekstremt langsom reaksjon.
2. Meget giftig, selv i mikroskopiske doser. Spesielt giftig er osmiumoksid, som frigjøres fra platina.
3. Det er umulig å bestemme kokepunktet til metallet, siden det er spesielt ildfast.
4. Metallet i pulveret går lett inn i en oppvarmingsreaksjon med slike stoffer: rent oksygen, halogener, svovelsyre eller salpetersyre.
5. I forskjellige forbindelser oppnås oksidtall fra -2 til +8. De vanligste er +2, +3, +4 og +8.
6. Kan danne klyngeforbindelser.
7. De viktigste mineralene er relatert til faste løsninger og er representert av legeringer av iridium med osmium - de er sysertskite og nevyanskite. Dessuten har syserskite et annet navn - iridisk osmium, og nevyanskite - osmous iridium.

Tetthet osmium er omtrent 22,61 gram per kubikkcentimeter. Krystaller har en vakker sølvskinnende glans, med forskjellige nyanser fra grått til blått. I blokkene vises en mørkeblå farge, i pulveret er den fiolett. Alt metall har en sølvskinnende glans. Toksisiteten til elementet hindrer dets bruk i smykkeindustrien. De viktigste fysiske egenskapene er som følger.

1. Smeltepunktet til dette elementet er ganske høyt, smelting er mulig ved temperaturer over 3000 grader Celsius.
2. Metall har ingen magnetiske egenskaper.
3. Utrolig fasthet. Legeringer med tilsetning av dette metallet oppnår økt slitestyrke, holdbarhet, korrosjonsbestandighet og motstand mot mekanisk påkjenning.
4. Kokepunktet er 5012 ºC.
5. Mohs hardhet er 7.
6. Vickers hardhet er 3-4 GPa.

På grunn av de betydelige kostnadene for selve elementet, brukes dette metallet sjelden i masseindustriell produksjon. Osmium brukes hovedsakelig i kjemisk industri, hvor det brukes som katalysator. Osmiumtetroksid brukes i noen medisiner. I laboratorieanalyser brukes den til farging av levende vev, sikrer bevaring av cellestrukturen.

I romfartsindustrien brukes osmium i elektronisk utstyr for utstyr for luftfart og rakettteknologi, så vel som i produksjonen atomvåpen. På grunn av mangelen på magnetiske egenskaper, metallet brukes i produksjonen av merkeklokker som Rolex. Legert osmium med platina brukes når opprettelse av kirurgiske implantater Er pacemakere eller lungeklaffer.

1. Under et trykk på omtrent 770 GPa i osmium, samhandler elektroner i indre orbitaler, strukturen til stoffet forblir uendret.
2. Osmium i bergartene inneholder en halv prosent av den totale massen av malmforekomster.
3. På grunn av den høye tettheten metallets utseende og faktiske vekt varierer sterkt. Så en 0,5 liters plastflaske fylt med dette metallpulveret vil være tyngre enn en 10 liters bøtte fylt med vann.
4. Dette metallet er blant de fem mest kostbar.
5. Kostnaden for en trippel unse osmium er en forretningshemmelighet, i åpne kilder kan du finne en omtrentlig pris for 1 gram av et stoff.
6. På grunn av ildfastheten til osmium notert i historien til den elektriske lampen. Forsker K. Auer von Welsbach fra Tyskland kom med et forslag om å erstatte karbonfilamentet i en lyspære med et osmiumglødetråd. Pærene viste seg å være 3 ganger mindre energikrevende, og belysningen har blitt markant forbedret. Riktignok ble det snart erstattet av det mer vanlige tantal, som igjen ble erstattet av wolfram.
7. En lignende situasjon skjedde med det sjeldne metallet i ammoniakkproduksjonen. Metoden for ammoniakksyntese, som fortsatt brukes i dag, utviklet i 1908 av kjemikeren Fritz Haber fra Tyskland, er umulig uten bruk av katalysatorer.Opprinnelig viste katalysatorene som ble brukt på den tiden, egenskapene sine bare i nærvær av betydelige temperaturforhold og hadde ikke høy effektivitet, så søket etter en erstatning var svært presserende. Forskere fra laboratoriet ved den høyere tekniske skolen i Karlsruhe kom med et forslag om å bruke finforstøvet osmium som et katalytisk element. Testresultatene bekreftet at denne ideen er verdt, den katalytiske temperaturen har falt med mer enn 100 ºC, og frigjøringen av ammoniakk har økt betydelig. Riktignok nektet de i fremtiden fra osmium, men han hjalp til med å løse et så viktig problem.

Osmium og andre sjeldne og unike metaller spiller betydelig rolle i ulike bransjer... Selv med all sin toksisitet, redder den liv og helse til mennesker.

For mer informasjon om osmium, se følgende video.