Viss par irīdiju

Lielākajai daļai cilvēku ir diezgan labs priekšstats par dzelzi un alumīniju, sudrabu un zeltu. Bet ir ķīmiskie elementi, kas mūsdienu pasaules dzīvē spēlē nedaudz mazāku lomu, bet nespeciālistu vidū ir nepelnīti maz zināmi. Ir svarīgi labot šo trūkumu, tostarp uzzināt visu par to iridija.

Uzreiz jāsaka, ka irīdijs ir metāls. Tāpēc tai ir visas īpašības, kas raksturīgas citiem metāliem. Tāds ķīmiskais elements apzīmē ar latīņu burtu kombināciju Ir. Periodiskajā tabulā tas aizņem Būris 77. Iridija atklāšana notika 1803. gadā tā paša pētījuma ietvaros, kurā angļu zinātnieks Tenants arī izolēja osmiju.

Sākotnējā izejviela šādu elementu ražošanai bija no Dienvidamerikas piegādātā platīna rūda. Sākotnēji metāli tika izolēti nogulšņu veidā, ko "aqua regia" neņēma. Pētījums atklāja vairāku iepriekš nezināmu vielu klātbūtni. Elements saņēma savu verbālo apzīmējumu, jo tā sāļi izskatās tā, it kā zaigotu ar varavīksni.

Ķīmiski tīram irīdijam nav varavīksnes krāsas. Bet to raksturo diezgan pievilcīga sudrabaini balta krāsa. Toksiskās īpašības nav apstiprinātas. Tomēr daži iridija savienojumi var būt bīstami cilvēkiem. Īpaši indīgs ir šī elementa fluorīds.

Iridija ražošanā un rafinēšanā ir iesaistīti vairāki Krievijas un ārvalstu uzņēmumi. Gandrīz visa šī metāla produkcija ir platīna izejvielu blakusapstrādes produkts. Lai gan irīdijs nav violets, tas dabiski satur 2 izotopus. Elementi 191 un 193 ir stabili.Bet vairākiem mākslīgi iegūtiem izotopiem ir izteiktas radioaktīvās īpašības, to pussabrukšanas periods ir īss.

Iridija stiprība un cietība ir ļoti liela. Šo metālu mehāniski apstrādāt ir gandrīz neiespējami. Nesaplūstamība šī elementa sudrabaini baltā krāsa ir pietiekami liela. Speciālisti iekļaut irīdiju platīna grupā. Cietība pēc Mosa skalas ir 6,5. Kušanas temperatūra grādos sasniedz 2466 grādus. Tomēr irīdijs sāk vārīties tikai pie 4428 grādiem. Sakausēšanas siltums ir 27610 J/mol. Vārīšanās siltums - 604000 J / mol. Molārais tilpums eksperti noteikuši 8,54 kubikmetrus. redzēt kurmi.

Šī elementa kristāla režģis ir kubisks, kristālu malas ir kuba virsotnes. 191. izotops veido 37,3% irīdija atomu. Atlikušos 62,3% pārstāv 193. izotops. Šī elementa blīvums (vai citādi, īpatnējais svars) sasniedz 22400 kg uz 1 m3.

Bet paši irīdija atomi reti nonāk kādās reakcijās. Šis elements izceļas ar izcilu ķīmisko pasivitāti.... Tas pilnībā nešķīst ūdenī un nekādā veidā nemainās pat pēc ilgstošas ​​saskares ar gaisu. Ja vielas temperatūra ir mazāka par 100 grādiem, tad tā nereaģēs pat ar ūdeņiem, nemaz nerunājot par citām skābēm un to kombinācijām. Reakcija ar fluoru iespējama 400 grādos, reakcijai ar hloru vai sēru ir nepieciešams karsēt irīdiju, līdz tas kļūst sarkanīgi karsts.

Ir zināmi 4 hlorīdi, kuros hlora atomu skaits svārstās no 1 līdz 4. Skābekļa iedarbība ir pamanāma temperatūrā, kas nav zemāka par 1000 grādiem. Šīs mijiedarbības produkts ir irīdija dioksīds, ūdenī praktiski nešķīstoša viela. Šķīdību var palielināt, oksidējot, izmantojot kompleksveidotāju. Augstāko oksidācijas pakāpi normālos apstākļos var sasniegt tikai irīdija heksafluorīdā.

Ārkārtīgi zemās temperatūrās parādās savienojumi ar valencēm 7 un 8. Iespējama komplekso sāļu (gan katjonu, gan anjonu) veidošanās. Tiek atzīmēts, ka ļoti sakarsēts metāls var korozēt ar skābekli piesātinātu sālsskābi. Ķīmiķi piešķir svarīgu lomu:

• hidroksīdi;
• hlorīdi;
• halogenīdi;
• oksīds;
• uz irīdija karboniliem.

Iridija iegūšanu dabā ļoti apgrūtina tā lielais retums. Dabiskajā vidē šis metāls vienmēr tiek sajaukts ar radniecīgām vielām. Ja šis elements ir kaut kur atrodams, tad tuvumā ir jāatrod platīns vai metāli no tā grupas. Dažas rūdas, kas satur niķeli un varu, ietver irīdiju izkliedētā veidā. Galvenā šī elementa daļa tiek iegūta no inertas vielas:

• DIENVIDĀFRIKA;
• Kanāda;
• Ziemeļamerikas Kalifornijas štats;
• noguldījumi Tasmānijas salā (pieder Austrālijas savienībai);
• Indonēzija (Kalimantānas salā);
• dažādās Jaungvinejas salas teritorijās.

Iridijs, kas sajaukts ar osmiju, tiek iegūts vecos kalnu krokās, kas atrodas tajās pašās valstīs. Uzņēmumi no Dienvidāfrika... Ne velti ražošana šajā valstī tieši ietekmē piedāvājuma un pieprasījuma līdzsvaru, ko nevar teikt par produktiem no citiem planētas reģioniem. Saskaņā ar esošajiem zinātniskajiem jēdzieniem irīdija retums ir saistīts ar faktu, ka tas nonāca uz mūsu planētas tikai meteorītos, un tāpēc tas veido miljono daļu no zemes garozas masas.

Tomēr daži eksperti tam nepiekrīt. Viņi uzstāj, ka tikai neliela daļa no visām irīdija atradnēm ir izpētītas un piemērotas attīstībai mūsdienu tehnoloģiju līmenī. Nogulumi, kas radušies dziļā ģeoloģiskā senatnē, satur atsevišķos irīdija slāņos simtiem reižu vairāk nekā ieži, kas jau tiek iegūti.

Mūsdienās irīdiju iegūst tikai pēc galveno minerālu ieguves beigām.... Tie ir zelts, niķelis, platīns vai varš. Kad atradne ir tuvu izsīkumam, rūdu sāk apstrādāt ar īpašiem reaģentiem, kas atbrīvo rutēniju, osmiju un palādiju. Tikai pēc tiem nāk "varavīksnes" elementa saņemšanas kārta. Tālāk:

• rūdas attīrīšana;
• sasmalciniet to pulverī;
• šis pulveris ir nospiests;
• presētās sagataves tiek pārkausētas elektriskās krāsnīs, nepārtraukti kustinot argona strūklu.

No vara-niķeļa ražošanas atstātajām anoda nogulsnēm tiek atgūts diezgan liels metāla daudzums. Sākotnēji dūņas tiek bagātinātas. Platīns un citi metāli, tostarp irīdijs, tiek pārvērsti šķīdumā karstā ūdens regija iedarbībā. Osmijs nonāk neizšķīdušos nogulumos. Amonija hlorīda iedarbībā no šķīduma secīgi tiek izgulsnēti platīna, irīdija un rutēnija kompleksi.

Aptuveni 66% no iegūtā irīdija izmanto ķīmiskajā rūpniecībā... Atlikušo daļu dala visas pārējās tautsaimniecības nozares. Pēdējās desmitgadēs "violetā metāla" juvelierizstrādājumu vērtība ir nepārtraukti augusi.... Kopš 90. gadu beigām no tā periodiski tiek izgatavoti gredzeni un inkrustētas zelta rotaslietas. Svarīgi: rotaslietas ir izgatavotas ne tik daudz no tīra irīdija, cik no tā sakausējuma ar platīnu. Pietiek ar 10% piedevu, lai palielinātu sagataves un gatavā produkta izturību līdz 3 reizēm bez ievērojama izmaksu pieauguma.

Citās nozarēs irīdija sakausējumi arī nepārprotami apsteidz tīru metālu. Tehnologi ļoti augstu novērtē spēju palielināt izstrādājumu cietību un izturību ar nelielu papildinājumu. Tādējādi irīdija piedevas tiek izmantotas, lai palielinātu elektronisko cauruļu stieples nodilumizturību. Cietais metāls tiek vienkārši uzklāts virs molibdēna vai volframa. Turpmākā saķepināšana notiek zem preses augstā temperatūrā.

Un šeit īpaši jāsaka par irīdija izmantošanu ķīmiskajā rūpniecībā. Tur viņa sakausējumi ir nepieciešami, lai iegūtu traukus, kas izturīgi pret dažādiem reaģentiem un augstām temperatūrām. Iridijs arī izrādās lielisks katalizators. Īpaši izteikta ir reaktivitātes palielināšanās slāpekļskābes ražošanā... Un, ja jums ir nepieciešams izšķīdināt zeltu ūdens regijā, tad tehnologi gandrīz garantēti izvēlēsies tieši tases, kas izgatavotas no platīna-irīdija sakausējuma.

Kur viņi gatavo kristāli lāzerierīcēm, jūs bieži varat atrast platīna-irīdija tīģeļi. Pilnīgi tīrs metāls ir piemērots augstas precizitātes rūpniecisko un laboratorijas instrumentu daļām. Iridija iemutni izmanto un stikliniekikad viņiem jāizgatavo ugunsizturīgs stikls. Bet šī ir tikai neliela daļa no apbrīnojamā elementa lietojumiem.

Eksperti jau sen ir atzīmējuši, ka šādas sveces kalpo ilgāk.... Pašā sākumā tos galvenokārt izmantoja sporta automašīnām. Šodien tie ir kļuvuši lētāki un pieejami gandrīz visiem automašīnu īpašniekiem. Iridija sakausējumi ir nepieciešami arī radītājiem ķirurģiskie instrumenti... Tos arvien vairāk izmanto atsevišķu elektrokardiostimulatora daļu ražošanā.

Interesanti, ka Ruandā ražotā monēta “10 franki” ir izgatavota no dārgakmeņu kvalitātes (999 standarts) irīdija. Šo metālu izmanto arī automobiļu katalizatoros. Tāpat kā platīns, tas palīdz paātrināt izplūdes gāzu attīrīšanu. Bet irīdiju var atrast visizplatītākajā pildspalvā. Tur dažkārt var redzēt kādu neparastu krāsainu bumbiņu pildspalvas vai tintes stieņa galā.

Iridijs galvenokārt tika izmantots radio komponentos pirms vairākiem gadu desmitiem. Biežāk no tā tika veidotas kontaktu grupas, kā arī komponenti, kas var būt ļoti karsti.Šis risinājums ļauj nodrošināt izstrādājumu izturību. Iridija-192 izotops ir viens no mākslīgajiem radionuklīdiem. Tas ir ražots nesagraujošai lietošanai, lai pārbaudītu metināto šuvju, tērauda un alumīnija sakausējumu īpašības.

Izgatavošanai izmanto osmija sakausējumu ar irīdiju kompasa adatas. Un termopāri, kas apvieno irīdiju un parastos elektrodus, tiek izmantoti fizikālai izpētei. Tikai viņi var tieši reģistrēt aptuveni 3000 grādu temperatūru. Šādu konstrukciju cena ir ļoti augsta. Nav ekonomiski izdevīgi tos izmantot tradicionālajā rūpniecībā.

Iridija titāna elektrods - viens no salīdzinoši jaunajiem sasniegumiem elektrolīzes jomā. Ugunsizturīgo vielu izsmidzina uz titāna folijas pamatnes. Šajā gadījumā darba kamerā atrodas tikai argons. Elektrodi var izskatīties kā režģis vai plāksne. Šādi elektrodi:

• izturīgs pret augstām temperatūrām;
• izturīgs pret ievērojamu spriegumu, blīvumu un strāvu;
• nerūsēt;
• ekonomiskāks nekā elektrodi ar platīna pievienošanu (ievērojami ilgāka resursa dēļ).

Metalurģijā ir pieprasīti mazi konteineri ar radioaktīvajiem irīdija izotopiem. Gamma starus daļēji absorbē lādiņš. Tāpēc ir iespējams noteikt, kāds ir lādiņa līmenis krāsns iekšpusē.

Varat arī norādīt uz tādiem 77. elementa lietojumiem kā:

• iegūstot molibdēna un volframa sakausējumus, kas ir stiprāki augstā temperatūrā;
• palielina titāna un hroma izturību pret skābēm;
• termoelektrisko ģeneratoru ražošana;
• termisko katodu ražošana (kopā ar lantānu un cēriju);
• degvielas tvertņu izveide kosmosa raķetēm (leģētas ar hafniju);
• propilēna ražošana uz metāna un acetilēna bāzes;
• piedeva platīna katalizatoriem slāpekļa oksīdu (slāpekļskābes prekursoru) ražošanai - taču šis tehnoloģiskais process vairs nav īpaši aktuāls;
• iegūstot atsauces mērvienības (precīzāk, tam nepieciešams platīna-irīdija sakausējums).

Iridija sāļiem ir ļoti dažādas krāsas. Tātad, atkarībā no pievienoto hlora atomu skaita, savienojumam var būt vara sarkana, tumši zaļa, olīvu vai brūna krāsa. Iridija difluorīds ir dzeltenā krāsā. Savienojumi ar ozonu un bromu ir zilā krāsā. Tīram irīdijam ir ļoti augsta izturība pret koroziju pat tad, ja tas tiek uzkarsēts līdz 2000 grādiem.

Sauszemes izcelsmes iežos irīdija savienojumu koncentrācija ir ļoti zema.... Tas ievērojami palielinās tikai meteorīta izcelsmes iežos. Šis kritērijs ļauj pētniekiem noskaidrot svarīgus faktus par dažādām ģeoloģiskajām struktūrām. Uz zemes tiek ražotas tikai dažas tonnas irīdija.

Par citām irīdija īpašībām un lietojumiem skatiet nākamo videoklipu.