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