Ірыдый (31 фота): што гэта за метал? Шчыльнасць і тэмпература плаўлення хімічнага элемента, ўласцівасці і прымяненне

Anonim

Большасць людзей даволі нядрэнна ўяўляе сабе жалеза і алюміній, срэбра і золата. Але ёсць хімічныя элементы, якія гуляюць ненашмат меншую ролю ў жыцці сучаснага свету, аднак незаслужана малавядомыя сярод неадмыслоўцаў. Важна выправіць гэты недахоп, і ў тым ліку даведацца ўсё пра ірыдый.

Ірыдый (31 фота): што гэта за метал? Шчыльнасць і тэмпература плаўлення хімічнага элемента, ўласцівасці і прымяненне 15283_2

Ірыдый (31 фота): што гэта за метал? Шчыльнасць і тэмпература плаўлення хімічнага элемента, ўласцівасці і прымяненне 15283_3

асаблівасці

Адразу варта сказаць, што ірыдый - гэта метал. Таму ён мае ўсе тыя ўласцівасці, якія тыповыя і для іншых металаў. Такі хімічны элемент пазначаецца спалучэннем лацінскіх сімвалаў Ir. У табліцы Мендзялеева ён займае 77 клетку. Адкрыццё ірыдый адбылося ў 1803 годзе, у рамках таго ж даследаванні, пры якім англійская вучоны Тэнант вылучыў і осмий.

Зыходнай сыравінай для атрымання такіх элементаў паслужыла руда плаціны, дастаўленая з Паўднёвай Амерыкі. Першапачаткова металы выдзелілі ў выглядзе асадка, які «не брала» «царская гарэлка». Даследаванне паказала наяўнасць некалькіх раней невядомых рэчываў. Сваё славеснае пазначэнне элемент атрымаў таму, што яго солі выглядаюць, як быццам пераліваюцца вясёлкай.

Змест ірыдый ў прыродзе выключна мала, і гэта адно з самых рэдкіх рэчываў на Зямлі.

Ірыдый (31 фота): што гэта за метал? Шчыльнасць і тэмпература плаўлення хімічнага элемента, ўласцівасці і прымяненне 15283_4

Ірыдый (31 фота): што гэта за метал? Шчыльнасць і тэмпература плаўлення хімічнага элемента, ўласцівасці і прымяненне 15283_5

Хімічна чысты ірыдый не мае ніякага вясёлкавага афарбоўкі. Затое для яго характэрны даволі прывабны серабрыста-белы колер. Таксічныя ўласцівасці не пацверджаны. Аднак асобныя злучэння ірыдый могуць прадстаўляць небяспеку для чалавека. Асабліва атрутны фтарыд гэтага элемента.

Вытворчасцю і аффинажем ірыдый займаецца шэраг расійскіх і замежных прадпрыемстваў. Амаль увесь выпуск гэтага металу - прадукт пабочнай апрацоўкі плацінавага сыравіны. Хоць ірыдый і ня пурпурны, ён змяшчае ў прыродным выглядзе 2 ізатопа. 191-й і 193-й элементы стабільныя. Але выяўленыя радыеактыўныя ўласцівасці затое мае шэраг штучна атрымліваюцца ізатопаў, іх перыяд паўраспаду невялікі.

Ірыдый (31 фота): што гэта за метал? Шчыльнасць і тэмпература плаўлення хімічнага элемента, ўласцівасці і прымяненне 15283_6

Ірыдый (31 фота): што гэта за метал? Шчыльнасць і тэмпература плаўлення хімічнага элемента, ўласцівасці і прымяненне 15283_7

ўласцівасці

фізічныя

Трываласць і цвёрдасць ірыдый вельмі вялікія. Механічна апрацоўваць гэты метал практычна немагчыма. тугаплаўкія гэтага элемента серабрыста-белага колеру досыць вялікая. спецыялісты адносяць ірыдый да плацінавай групе. Цвёрдасць па шкале Мооса складае 6,5. Тэмпература плаўлення ў градусах дасягае 2466 градусаў. Кіпець ірыдый, аднак, пачынае толькі пры 4428 градусах. Цеплыня плаўлення роўная 27610 Дж / моль. Цеплыня кіпення - 604000 Дж / моль. Малярны аб'ём спецыялісты вызначылі на ўзроўні 8,54 куб. см. на моль.

Крышталічная рашотка гэтага элемента - кубічных, вяршынямі куба выступаюць грані крышталяў. На долю 191-га ізатопа прыходзіцца 37,3% атамаў ірыдый. Астатнія 62,3% прадстаўлены 193-м ізатопам. Шчыльнасць гэтага элемента (ці інакш, удзельная вага) дасягае 22400 кг на 1 м3.

У чыстым выглядзе метал не магнітаў, а ступень акіслення атама ў розных спалучэннях вагаецца ад 1 да 6.

Ірыдый (31 фота): што гэта за метал? Шчыльнасць і тэмпература плаўлення хімічнага элемента, ўласцівасці і прымяненне 15283_8

Ірыдый (31 фота): што гэта за метал? Шчыльнасць і тэмпература плаўлення хімічнага элемента, ўласцівасці і прымяненне 15283_9

хімічныя

Але самі атамы ірыдый рэдка ўступаюць у якія-небудзь рэакцыі. Гэты элемент адрозніваецца выдатнай хімічнай пасіўнасцю . Ён зусім не раствараецца ў вадзе і не змяняецца нейкім чынам нават пры працяглым кантакце з паветрам. Калі тэмпература рэчывы менш за 100 градусаў, то яно не будзе ўступаць у рэакцыю нават з «царскай гарэлкай», не кажучы ўжо пра іншых кіслотах і іх камбінацыях. Рэакцыя з фторам магчымая пры 400 градусах, для рэакцыі з хлорам або шэрай прыйдзецца выграваць ірыдый да чырвонага гартавання.

Вядомыя 4 хларыду, у якіх лік атамаў хлору вар'іруецца ад 1 да 4. Ўздзеянне кіслароду адчувальна пры тэмпературы не ніжэй за 1000 градусаў. Прадуктам такога ўзаемадзеяння аказваецца дыяксід ірыдый - рэчыва, практычна нерастваральныя ў вадзе. Павысіць растваральнасць можна шляхам акіслення з выкарыстаннем комплексообразователя. Вышэйшая ступень акіслення ў нармальных умовах можа быць дасягнута толькі ў гексафториде ірыдый.

Ірыдый (31 фота): што гэта за метал? Шчыльнасць і тэмпература плаўлення хімічнага элемента, ўласцівасці і прымяненне 15283_10

Ірыдый (31 фота): што гэта за метал? Шчыльнасць і тэмпература плаўлення хімічнага элемента, ўласцівасці і прымяненне 15283_11

Пры экстрэмальна нізкіх тэмпературах з'яўляюцца злучэння з валентнасці 7 і 8. Магчыма адукацыю комплексных соляў (як катионового, так і анионового тыпу). Адзначаюць, што моцна разагрэты метал можа раз'ядаць саляная кіслата, насычаная кіслародам. Важную ролю хімікі надаюць:

  • гідраксід;
  • хларыду;
  • галагеніду;
  • аксіду;
  • карбонилам ірыдый.

Ірыдый (31 фота): што гэта за метал? Шчыльнасць і тэмпература плаўлення хімічнага элемента, ўласцівасці і прымяненне 15283_12

Ірыдый (31 фота): што гэта за метал? Шчыльнасць і тэмпература плаўлення хімічнага элемента, ўласцівасці і прымяненне 15283_13

Як здабываюць?

Атрыманне ірыдый ў прыродзе моцна абцяжарана яго вялікай рэдкасцю. У натуральным асяроддзі гэты метал заўсёды змяшаны з звязаным рэчывамі. Калі выяўляюць дзе-небудзь гэты элемент, то паблізу абавязкова знаходзяцца плаціна альбо металы з яе групы. Некаторыя руды, якія змяшчаюць нікель і медзь, ўключаюць ірыдый ў рассеянай форме. Асноўная частка гэтага элемента здабываецца з коснай матэрыі ў:

  • ПАР;
  • Канадзе;
  • паўночнаамерыканскім штаце Каліфорнія;
  • радовішчах на востраве Тасманія (які належыць Аўстралійскага Звяза);
  • Інданезіі (на востраве Калімантан);
  • розных раёнах вострава Новая Гвінея.

Ірыдый (31 фота): што гэта за метал? Шчыльнасць і тэмпература плаўлення хімічнага элемента, ўласцівасці і прымяненне 15283_14

Ірыдый (31 фота): што гэта за метал? Шчыльнасць і тэмпература плаўлення хімічнага элемента, ўласцівасці і прымяненне 15283_15

Перамяшаны з осмием ірыдый здабываюць у старых горных складчатых, якія знаходзяцца ў тых жа краінах. Галоўную ролю на сусветным рынку займаюць кампаніі з ПАР . Нездарма менавіта выпрацоўка ў гэтай краіне прама ўплывае на баланс попыту і прапановы, чаго нельга сказаць пра прадукцыю з іншых рэгіёнаў планеты. Па існуючых навуковым паданнях, рэдкасць ірыдый звязана з тым, што ён трапляў на нашу планету толькі ў метэарыты, і таму на яго долю прыпадае мільённая доля працэнта ад масы зямной кары.

Аднак частка экспертаў з гэтым не згодна. Яны настойваюць, што толькі невялікая частка ўсіх иридиевых пакладаў разведаны і прыдатная для асваення на ўзроўні сучасных тэхналогій. Адклады, якія з'явіліся ў глыбокай геалагічнай старажытнасці, ўтрымліваюць у асобных пластах ірыдый ў сотні разоў больш, чым ужо распрацоўваюцца пароды.

Такія анамаліі выяўленыя на ўсім зямным шары. Аднак выманне матэрыялу з глыбінных разрэзаў пад мацерыкамі і на дне акіянаў пакуль што эканамічна ірацыянальна.

Ірыдый (31 фота): што гэта за метал? Шчыльнасць і тэмпература плаўлення хімічнага элемента, ўласцівасці і прымяненне 15283_16

Ірыдый (31 фота): што гэта за метал? Шчыльнасць і тэмпература плаўлення хімічнага элемента, ўласцівасці і прымяненне 15283_17

Сёння ірыдый здабываюць толькі пасля заканчэння здабычы галоўных выкапняў . Гэта золата, нікель, плаціна або медзь. Калі радовішча блізка да вычарпання, руду пачынаюць апрацоўваць адмысловымі рэактывамі, якія вызваляюць рутэній, осмий, паладый. Толькі пасля іх прыходзіць чаргу атрымання «вясёлкавага» элемента. далей:

  • чысцяць руду;
  • дробняць яе ў парашок;
  • прэсуюць гэты парашок;
  • топяць спрасаваныя нарыхтоўкі ў электрычных печах, пры бесперапынным руху аргонового бруі.

Досыць вялікая колькасць металу здабываюць з анодных шламов, якія пакідаюцца медна-нікелевых вытворчасцю. Першапачаткова шламы ўзбагачаюць. Пераклад у раствор плаціны і іншых металаў, уключаючы ірыдый, адбываецца пад дзеяннем гарачай царскай гарэлкі. Осмий аказваецца ў нерастворенных ўляганні. З раствора пад дзеяннем хларыду амонія паслядоўна абложваюцца комплексы плаціны, ірыдый і рутэнія

Ірыдый (31 фота): што гэта за метал? Шчыльнасць і тэмпература плаўлення хімічнага элемента, ўласцівасці і прымяненне 15283_18

Ірыдый (31 фота): што гэта за метал? Шчыльнасць і тэмпература плаўлення хімічнага элемента, ўласцівасці і прымяненне 15283_19

прымяненне

Каля 66% здабываецца ірыдый выкарыстоўваецца ў хімічнай галіны . Усе іншыя сферы эканомікі дзеляць рэшту. У апошнія дзесяцігоддзі няўхільна расце ювелірнае значэнне «пурпурнога металу» . З канца 1990-х гадоў з яго эпізадычна пачалі выпрацоўваць кольцы, інкрустацыю залатых упрыгожванняў. Важна: ювелірныя вырабы робяць не столькі з чыстага ірыдый, колькі з яго сплаву з плацінай. Дастаткова 10% дабаўкі, каб без істотнага росту сабекошту павысіць трываласць нарыхтоўкі і гатовага прадукту да 3 раз.

У іншых галінах иридиевые сплавы таксама адназначна апярэджваюць чысты метал. Магчымасць павысіць цвёрдасць і трываласць вырабаў шляхам нязначнай дабаўкі вельмі шануецца тэхнолагамі. Так, иридиевые асадкі выкарыстоўваюць для павышэння зносаўстойлівасці дроту для электронных лямпаў. Цвёрды метал папросту накладваюць-над малібдэна або вальфраму. Наступнае спяканне адбываецца пад прэсам, пры высокай тэмпературы.

Ірыдый (31 фота): што гэта за метал? Шчыльнасць і тэмпература плаўлення хімічнага элемента, ўласцівасці і прымяненне 15283_20

Ірыдый (31 фота): што гэта за метал? Шчыльнасць і тэмпература плаўлення хімічнага элемента, ўласцівасці і прымяненне 15283_21

І тут трэба асоба сказаць аб выкарыстанні ірыдый ў хімічнай галіны. Там яго сплавы патрэбныя, каб атрымліваць ўстойлівую да розных рэактываў і высокай тэмпературы посуд. Таксама ірыдый аказваецца цудоўным каталізатарам. Павышэнне рэакцыйнай здольнасці асабліва праяўляецца пры вытворчасці азотнай кіслаты . А калі трэба раствараць золата ў царскай гарэлцы, то тэхнолагі амаль гарантавана выберуць менавіта чары, вырабленыя з плаціны-иридиевого сплаву.

Там, дзе рыхтуюць крышталі для лазерных прыбораў , Часта можна сустрэць плаціны-иридиевые ціглі. Цалкам чысты метал прыдатны для дэталяў асабліва дакладных прамысловых і лабараторных прыбораў. Муштук з ірыдый ўжываюць і шкляры , Калі ім трэба рабіць тугаплаўкія гатункі шкла. Але гэта толькі невялікая частка ужыванняў дзіўнага элемента.

Яго даволі часта выкарыстоўваюць пры вырабе свечак запальвання для аўтамашын.

Ірыдый (31 фота): што гэта за метал? Шчыльнасць і тэмпература плаўлення хімічнага элемента, ўласцівасці і прымяненне 15283_22

Ірыдый (31 фота): што гэта за метал? Шчыльнасць і тэмпература плаўлення хімічнага элемента, ўласцівасці і прымяненне 15283_23

Эксперты даўно адзначылі, што такія свечкі служаць даўжэй . У самым пачатку іх выкарыстоўвалі пераважна для спартыўных аўтамабіляў. Сёння яны сталі танней і апынуліся даступныя практычна ўсім аўтаўладальнікам. Иридиевые сплавы патрэбныя таксама стваральнікам хірургічных інструментаў . Усё часцей іх ужываюць і пры вытворчасці асобных частак кардыёстымулятара.

Цікава, што манета «10 франкаў» вытворчасці Руанды робіцца з ювелірна чыстага (999 проба) ірыдый. Знаходзіць гэты метал прымяненне і ў аўтамабільных каталізатарах. Як і плаціна, ён дапамагае паскорана чысціць выхлапныя газы. Але знайсці ірыдый можна і ў самай звычайнай пёравай ручкі. Там часам можна ўбачыць шарык незвычайнага колеру, які знаходзіцца на наканечніку пяра або чарнільнага стрыжня.

Ірыдый (31 фота): што гэта за метал? Шчыльнасць і тэмпература плаўлення хімічнага элемента, ўласцівасці і прымяненне 15283_24

Ірыдый (31 фота): што гэта за метал? Шчыльнасць і тэмпература плаўлення хімічнага элемента, ўласцівасці і прымяненне 15283_25

У радыёдэталяў ірыдый ўжывалі ў асноўным некалькі дзесяцігоддзяў таму. З яго рабілі часцей кантактныя групы, а таксама кампаненты, якія могуць моцна награвацца. Такое рашэнне дазваляе забяспечыць даўгавечнасць вырабаў. Ізатоп ірыдый-192 адносіцца да ліку штучных радыенуклідаў. Яго вырабляюць для дефектоскопического выкарыстання, каб правяраць характарыстыкі зварных швоў, сталёвых і алюмініевых сплаваў.

Сплаў осмия з ірыдый ўжываюць, каб зрабіць компасная іголкі. А тэрмапары, у якіх спалучаюцца иридиевые і звычайныя электроды, выкарыстоўваюцца для фізічных даследаванняў. Толькі яны могуць напрамую зарэгістраваць тэмпературу каля 3000 градусаў. Кошт такіх канструкцый вельмі вялікая. Выкарыстоўваць іх у звычайнай прамысловасці пакуль эканамічна немэтазгодна.

Ірыдый (31 фота): што гэта за метал? Шчыльнасць і тэмпература плаўлення хімічнага элемента, ўласцівасці і прымяненне 15283_26

Ірыдый (31 фота): што гэта за метал? Шчыльнасць і тэмпература плаўлення хімічнага элемента, ўласцівасці і прымяненне 15283_27

Иридиево-тытанавы электрод - адна з параўнальна новых распрацовак у галіне электролізу. Тугаплаўкія рэчыва напыляют на аснову з тытанавай фальгі. У рабочай камеры пры гэтым знаходзіцца толькі аргон. Электроды могуць выглядаць і як сетка, і як пласціна. Такія электроды:

  • устойлівыя да высокай тэмпературы;
  • ўстойлівыя да значнага напрузе, шчыльнасці і сіле току;
  • ня корродируют;
  • эканамічней электродаў з дадаткам плаціны (за кошт істотна большага рэсурсу).

Ірыдый (31 фота): што гэта за метал? Шчыльнасць і тэмпература плаўлення хімічнага элемента, ўласцівасці і прымяненне 15283_28

Малоразмерные кантэйнеры з радыеактыўнымі ізатопамі ірыдый запатрабаваны ў металургіі. Гама-прамяні часткова паглынаюцца шыхты. Таму можна вызначаць, які ўзровень шыхты ўнутры печы.

Яшчэ можна паказаць на такія прымянення 77-га элемента, як:

  • атрыманне сплаваў малібдэна і вальфраму, больш моцных пры высокай тэмпературы;
  • павышэнне стойкасці тытана і хрому да кіслот;
  • вытворчасць тэрмаэлектрычных генератараў;
  • выраб термоэмиссионных катодаў (разам з лантаном і церием);
  • стварэнне паліўных бакаў для касмічных ракет (у сплаве з гафніем);
  • выпрацоўка прапілену на базе метану і ацэтылену;
  • дадатак да плацінавым каталізатарам для выпрацоўкі вокіслаў азоту (папярэднікаў азотнай кіслаты) - але гэты тэхналагічны працэс ужо не занадта актуальны;
  • атрыманне эталонных адзінак вымярэння (дакладней, для гэтага патрэбен плацінавай-иридиевый сплаў).

Ірыдый (31 фота): што гэта за метал? Шчыльнасць і тэмпература плаўлення хімічнага элемента, ўласцівасці і прымяненне 15283_29

Цікавыя факты

Солі ірыдый вельмі разнастайныя па афарбоўцы. Так, у залежнасці ад колькасці якія далучыліся атамаў хлору, злучэнне можа мець медна-чырвоны, цёмны зялёны, аліўкавы або карычневы колеры. Дифторид ірыдый афарбаваны ў жоўты тон. Злучэння з азонам і бромам маюць сінюю афарбоўку. У чыстага ірыдыя каразійная стойкасць вельмі вялікая нават пры нагрэве да 2000 градусаў.

У пародах зямнога паходжання канцэнтрацыя иридиевых злучэнняў вельмі невялікая . Сур'ёзна павышаецца яна толькі ў пародах метэарытнага паходжання. Такі крытэр дазваляе даследчыкам ўсталяваць важныя факты аб розных геалагічных структурах. Усяго на зямлі вырабляецца толькі некалькі тон ірыдый.

Модуль Юнга (ён жа модуль падоўжнай пругкасці) у гэтага металу - на другім месцы сярод вядомых рэчываў (больш - толькі ў графена).

Ірыдый (31 фота): што гэта за метал? Шчыльнасць і тэмпература плаўлення хімічнага элемента, ўласцівасці і прымяненне 15283_30

Ірыдый (31 фота): што гэта за метал? Шчыльнасць і тэмпература плаўлення хімічнага элемента, ўласцівасці і прымяненне 15283_31

Аб іншых уласцівасцях і сферах прымянення ірыдый глядзіце ў наступным відэа.

Чытаць далей