Иридий — радужное настоящее и будущее

На Земле это один из самых редких и дорогих металлов – глобальные объемы производства исчисляются несколькими тоннами за год. Геологи утверждают: если порода богата иридием, то без влияния Космоса не обошлось.

Металл иридий

Что представляет собой

Иридий – это серебристо-белый блестящий металл, платиноид.

Элемент таблицы Менделеева под номером 77, международное наименование – Iridium (Ir).

Очень твердый (6,5 по Моосу), тугоплавкий, плотный. Устойчив к коррозии даже при запредельных температурах.

Иридий – один из двух самых твердых и редких металлов. Его содержание в земной коре в 10 раз меньше платины, в 40 раз меньше золота. По массе это одна миллионная доля процента.

Ювелирами, финансистами причислен к благородным.

История открытия

История открытия иридия связана с именем британского химика Смитсона Теннанта. Исследуя платиновую руду с копей Южной Америки (1803 год), он пытался выделить чистый металл. Воздействуя на руду царской водкой, получил нерастворимый остаток. Здесь обнаружились неизвестные науке вещества. Это были иридий и осмий.

элемент иридий

Название пришло само собой. Теннанта впечатлила радужность оттенков солей нового металла, и он назвал его иридием.

Иридой звали древнегреческую богиню радуги.

Ученого избрали членом Лондонского королевского общества, в 1804 году за открытие осмия и иридия удостоили медали Копли – высшей награды общества.

Физико-химические характеристики

Иридий выглядит подобно любому металлу платинового семейства. Устойчив к коррозии больше золота и платины, до 100°C инертен к кислотам, кислотным сочетаниям.

Свойства атома
Название, символ, номер Иридий / Iridium (Ir), 77
Атомная масса
(молярная масса)
192,217(3) а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация [Xe] 4f14 5d7 6s2
Радиус атома 136 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус 127 пм
Радиус иона (+4e) 68 пм
Электроотрицательность 2,20 (шкала Полинга)
Электродный потенциал Ir←Ir3+ 1,00 В
Степени окисления 9, 7, 8, 6, 4, 3, 2, 1, 0, −1, −3
Энергия ионизации
(первый электрон)
 868,1 (9,00) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.) 22,65/22,56±0,01 г/см³
Температура плавления 2739 K (2466 °C, 4471 °F)
Температура кипения 4701 K (4428 °C, 8002 °F)
Уд. теплота плавления 26,0 кДж/моль
Уд. теплота испарения 610 кДж/моль
Молярная теплоёмкость 25,1 Дж/(K·моль)
Молярный объём 8,54 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки кубическая
гранецентрированая
Параметры решётки 3,840 Å
Температура Дебая 430,00 K
Прочие характеристики
Теплопроводность (300 K) 147 Вт/(м·К)
Номер CAS 7439-88-5

Не токсичен, но шестивалентный фторид ядовит. Этот недостаток учитывают на предприятиях, которые используют иридиевое сырье.

Металл в природе

Чистый иридий не встречается в природе. Почти всегда это комбинация с осмием, поэтому у профессионалов в ходу термины «осмистый иридий», «осмиридиевые сплавы».

Коренные залежи осмистого иридия есть в нескольких регионах планеты: Россия, Канада, США, ЮАР, Папуа-Новая Гвинея.

иридий

Другие спутники металла иридия в руде – родий и рутений.

На местах добычи используется закрытый (шахтный) способ.

Совокупный мировой объем добычи металла за год – три — десять тонн.

Ученые полагают: происхождение металла таково, что главные залежи нужно искать глубже:

  1. Земное ядро. Туда металл увлекло железо при образовании планеты.
  2. Метеориты.
  3. Кости динозавров. Они насыщены иридием, что косвенно подтверждает гипотезу о гибели животных из-за метеорита, врезавшегося в Землю 65 млн. лет назад.

Спектроскопический анализ выявил следы иридия в короне Солнца.

Существуют природные изотопы металла. Синтезирован десяток аналогов с малым периодом полураспада. Самый востребованный под номером 192 (74 суток).

Добыча и переработка

Основные объемы иридия извлекают из сульфатных железистых, никелевых руд. Немного дает минералогическая экзотика – невьянскит, уросмирид, сысертскит.

Чистый иридий получают промышленным способом из продуктов переработки медно-никелевых сплавов.

Технология многоэтапная – выделение из концентрата платиноидов, выщелачивание остатка водой, перегонка, воздействие царской водкой. Осадочный иридий прокаливают, получая чистый металл.

Есть другие методы: ионный обмен, экстракция. Все технологии добычи сложны, затратны.

В России добычу иридия ведут предприятия Красноярска, Екатеринбурга, «Норильский Никель».

Сферы применения

Чистый иридий не применяется: слишком дорог и тверд. Но сплавы с ним востребованы от науки и высоких технологий до ювелирного дела.

кусок иридия

Промышленность

Свойства металла обусловили сферы применения промышленным комплексом:

  • Из иридия делают посуду, оборудование, катализаторы для предприятий химического комплекса.
  • В иридиевых тиглях выращивают монокристаллы.
  • У автопрома это материал электродов (с медью и платиной) свечей зажигания. Они служат дольше, используются для элитных автомобилей.
  • Сплавы иридия с рутением содержат электрогенераторы, термопары для измерения температур до 2000°C.
  • Это индикатор качества сварных швов изделий из стали и сплавов алюминия.

Из платиново-иридиевого сплава изготовлены эталоны килограмма и метра (находятся в Париже).

Космические перспективы открыло третье тысячелетие:

  • Компания American Elements создала технологию отливки бесшовных иридиевых колец для использования на спутниках, космических аппаратах (2006 год).
  • Металл присутствует в дисплеях компьютеров, телевизоров, айфонов, других гаджетов на основе органических светодиодов (технология OLED).

Как источник энергии рассматривается ядерный изомер иридия-192 со временем «жизни» более 240 лет.

Медицина

Из сплава платины с иридием изготовлен хирургический инструментарий, детали кардиостимуляторов.

Это базис для развития ядерной медицины. Радионуклидное сырье получают на ядерных реакторах, циклотронах. 90% уходит на экспорт.

Россия входит в мировую топ-пятерку производителей сырьевых медицинских изотопов.

Иридий-192 задействован при дефектоскопии и онкологами (гамма-нож).

Ювелирное дело

Ювелиры ценят металл за прочность, используя в сплаве с платиной.

Американская компания Smithson Tennant первой наладила производство ювелирных украшений из иридия. Иридиевые обручальные кольца позиционируются ею как вечные в буквальном смысле: бессильны даже концентрированная кислота и время. Им не требуется особый уход и условия хранения.

Украшения из сплавов с добавлением иридия и через десятилетия выглядят как купленные только что.

Драгоценности с иридием (даже обручальные кольца) не изнашиваются, всегда выглядят как новенькие. Это преимущество особо важно для изделий, испытывающих повышенные нагрузки (обручальные кольца, перстни, браслеты).

Другие сферы

Иридий почитают геологи и палеонтологи: это маркер возраста слоев земной коры и вымерших организмов.

Единственную в мире монету – проба иридия 999 – выпустил в 2013 году Национальный Банк Руанды (государство на востоке Африки). Номинал составил 10 местных франков.

До 1980-х годов шариком из иридиевых сплавов снабжали перья авторучек класса люкс, включая легендарный Parker 51. Это атрибут элиты и аксессуар фаната роскоши Джеймса Бонда.

Цены

Металл входит в десятку самых дорогих. Цена обусловлена редкостью иридия в природе и дороговизной способа получения чистого металла.

За 1 грамм иридия выкладывают $25-45.

Рейтинг автора
Автор статьи
Петрова Вероника Александровна
Мне 36 и я специалист в области минералогии. Сейчас я в декрете и всё свободное время посвящаю самоцветам. В этом блоге я делюсь информацией про камни и их свойства — присоединяйтесь, задавайте вопросы и пишите комментарии!
Написано статей
410
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (1 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...

Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:


Adblock
detector