Монокристалл осмия. Драгоценный металл - осмий

Говорить ни ученые, ни чиновники. Хотя, как выяснилось, этот изотоп может купить любой желающий. На некоторых интернет-сайтах казахстанский изотоп осмия-187 продается килограммами!

Страсти повышают цену

Один грамм изотопа-187, согласно Книге рекордов Гиннесса, стоит 200 тысяч долларов. Но в “Википедии” наше государство называют первым и единственным экспортером чистого осмия-187, который предлагается по цене 10 тысяч долларов за грамм.

К слову, такой разброс цен и сенсационная подача информации вызвали нешуточные страсти вокруг этого редкого металла. Казахстану изотоп осмия-187 сулил баснословные прибыли. В 2004 году прошла официальная информация о контракте с Чехией на продажу “диковинки”.

Но вскоре страсти по осмию утихли, а информацию… засекретили. Когда мы решили узнать, что же стало с потенциальными “несметными богатствами”, у ученых и чиновников, то натолкнулись на глухую стену…

Ничего не знаем, ничего не скажем

За информацией по изотопу осмия-187 мы обратились в горнорудную компанию “Тау-Кен Самрук”, поскольку в стратегических приоритетах развития этой компании четко написано: “производство редкоземельных металлов”, “извлечение прибыли от реализации проектов недропользования”. На наш официальный запрос о судьбе редкого металла в компании долго готовили ответ: как пояснили, некоторые сведения не подлежат разглашению. И в результате прислали отписку: “Общество не располагает полным объемом информации о производстве редкоземельной и редкометалльной продукции в Казахстане”…

Редкость – главное достоинство

Тогда мы обратились к ученым. В Институте геологии удалось найти специалиста, который знает об осмии-187 не понаслышке. Заведующий лабораторией физических и химических методов исследования Мурат МАДИН занимается изучением изотопа осмия-187 уже десятки лет. В советские времена именно Институт геологии проводил исследования в этом направлении.

– Раньше самым редким металлом в земной коре считался рений, но сегодня это, скорее всего, осмий. В Казахстане эти элементы есть и добываются промышленным путем, – пояснил ученый. – Главная их ценность в том, что они – редкие. Но самым дорогим является даже не сам металл, а изотопы, которые извлекаются из него.

Осмий – радиогенный изотоп. Что это значит? В месторождении идет радиоактивный распад рения в течение многих тысяч лет, и в результате накапливается осмий, который можно извлекать попутно.

– Месторождения осмия есть и в других странах, например, в США, России, но там добывают изотоп осмия-187, используя сложные и дорогие технологии. В Казахстане осмий-187 природный, он накапливается естественным путем, – говорит Мурат Мадин.

Вместо ядерной бомбы – информационная?

Несколько лет назад осмий оказался в центре международного скандала. Зарубежные СМИ пестрили броскими заголовками: “Ядерная контрабанда”. Писали даже, что из изотопа осмия-187 можно сделать чуть ли не ядерную бомбу!

Это, кстати, спровоцировало и спрос на этот редкий металл. Появилась целая цепочка перекупщиков, желающих погреть на этом руки. Впрочем, ученые говорят о том, что речь идет не столько о ядерной, сколько об информационной бомбе. Якобы осмию приписывают порой свойства, которыми он не обладает.

– Вокруг осмия много домыслов. Некоторые “эксперты” раздули эту тему, – говорит Мурат Мадин. – Известно, что, например, Окриджская лаборатория США продает изотопы для ядерщиков, для медицинских крупных компаний. Но говорить о ядерном оружии из осмия бессмысленно…

Казахстанским осмием торгуют в России?

Несмотря на завесу тайны, которой покрыт осмий-187, в Интернете любой пользователь может найти при желании предложения по его продаже и покупке. Мы наткнулись на предложение купить несколько килограммов (!) осмия-187 в…Санкт-Петербурге. Позвонили. На том конце провода сообщили: да, действительно продают изотоп-187, полученный из казахстанского сырья. Когда мы попытались выяснить, у кого было приобретено это сырье, словоохотливый продавец, наверное, почуяв неладное, ушел от ответа. О цене за грамм изотопа тоже не сообщил, мол, на такие темы лучше говорить непосредственно при встрече.

Странно получается: осмий находится практически в свободной продаже! Хотя, например, в 2009 году в Подмосковье был арестован сбытчик осмия, который оказался уроженцем Казахстана. Было возбуждено уголовное дело по статье “Незаконный оборот драгоценных металлов”.

Продаем, но не всем

Впрочем, как мы выяснили, купить осмий можно и в Казахстане. Официально. Мы дозвонились на предприятие, которое имеет на это лицензию, – по крайней мере, в этом нас заверили сотрудники компании.

На вопрос, продают ли осмий-187, нам ответили пространно:

– Вопрос обсуждается. Если нам дадут добро, то будем продавать. Поймите, это политический вопрос...

Еще нам сообщили, что в наличии осмий есть, но даже если его решат продать, то не каждому. Поговаривают, такая сделка не обойдется без участия спецслужб и проверки покупателя. Продать потом этот изотоп непросто, на бирже такие сделки не проходят. Вывезти за границу – тоже только по согласованию. Существуют и ограничения на объемы, минимальный закуп – 5 граммов, а это огромные деньги!

Металл пахнет, деньги – нет!

Слово “осмий” означает “запах”. Говорят, так его назвали потому, что при растворении его в щелочи появляется неприятный раздражающий запах, похожий одновременно на хлор и чеснок. Но, как известно, деньги не пахнут. Почему же Казахстан, имея запасы такого уникального металла, не извлекает прибыль? Или извлекает, но нам это неизвестно?

Мы дозвонились в Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья, руководство которого несколько лет назад озвучило информацию о сделках по продаже осмия, и задали вопросы.

– Сейчас затишье по этому направлению, проблематичен вопрос реализации. Насколько я знаю, осмий складируют до появления спроса на рынке. Никаких тайн нет, просто нагнетают ситуацию, чтобы создать ажиотаж и повысить цену. Запасы, технологии переработки и объемы – да, это государственные секреты, вся остальная информация открыта.

Специалист, сообщая нам эту информацию, попросила не ссылаться на нее, так как считает, что сегодня нет необходимости поднимать эту тему…

Выходит, что богатства лежат у нас под ногами, только спроса на них нет. Потребление осмия в мире составляет считанные граммы! Сегодня, по словам знающих людей, из него делают… шарики для дорогих шариковых ручек!

Так, может, и нам стоит из этого редкого металла делать хотя бы сувениры? Ведь интерес к нему большой, многие иностранцы, приезжающие в Казахстан, начитавшись баек в Интернете, не прочь прикупить непонятный пахучий серый порошок за большие деньги…

Вчера в программе Юлии Латыниной услышал рассказ про развод с осмием-187 .
Ах, как красиво, просто "лейся песня на просторе".
Думаю это один из самых элегантных разводов о которых я слышал.
Не побоюсь употребить модное ныне слово - инновационное кидалово.
Под катом отрывок с рассказом о самом разводе.

Сейчас партия «Единая Россия» и устроители конкурса утверждают, что Петрик не имеет отношения к этой программе. Но напомню, что раньше именно Грызлов и Петрик просили на это дело 15 триллионов рублей. И кто такой Петрик, особенно для страны, которая… Как там? Сколково, нанотехнологии. Видимо, у нас Петрик будет в Сколково заседать. Это мошенник в самом прямом смысле слова, потому что при советской власти он получил ровно по этой статье свой срок, большой. Освободился. Занимался в основном скупкой изобретений различных оборонных институтов.

Например, представьте себе, что Петрик демонстрировал всем обтекатели из искусственной шпинели, обтекатель для ракет. Т.е. она прозрачная, она сидит на ракете, под ней сидит какая-нибудь головка наведения, через нее всё видно. И всюду ходили, рассказывали, что это сделал Петрик. Представьте себе, как себя чувствовали ученые из государственного оптического института, которые эти самые обтекатели делали на самом деле, которые знали, что только бракованные экземпляры находятся на руках различных людей, которые ими торгуют.

Там было много такого рода историй. Но самая замечательная история, которая, на мой взгляд, является предшественником «Чистой воды» и объясняет, почему в покровительстве Петрика замешаны самые высокие лица государства, это история с осмием-187. Прежде чем рассказать про историю осмий-187, я хочу напомнить, что в Питере начала 90-х годов вообще были популярны такого рода полубандитские разводки, когда во всем этом самозарождающемся экономическом бульоне бандиты слышали, что можно вывезти за огромные деньги какой-нибудь алюминий, медь, что очень большая разница между ценами, по которым ты покупаешь внутренне, и ценами, по которым ты покупаешь снаружи.

И у бандитов тоже были странные представления о действительности. Они всё время считали, что внутри России есть какие-то замечательные вещества, которые создала наша оборонка, что если ты их вывезешь на Запад, ты купишь за миллиарды долларов и обогатишься.

Первой темой был какой-то альфафетопротеин. Это биологическое вещество, которое чему-то там способствовало и добывалось из выкидышей. Изобретатель, который его сделал или якобы сделал, ходил в тапочках на босу ногу, у него крали все кому не лень - то бандиты, то менты - и вывозили этот альфафетопротеин.

Но даже если он от чего-то помогал, то понятно, что его никто на Западе не покупал, потому что никакая западная фармакологическая лаборатория не купит у вас не известно какое вещество, которое якобы обладает чудесными свойствами вообще без сертификата. А вдруг его варили дома в туалете и еще туда плюнули? Потом был пчелиный яд, потом был змеиный яд. Где в Питере змеи, сложно сказать. Но под этот змеиный яд чуть ли не самолеты фрахтовали питерские бандиты.

И вот четвертым на этой волне был осмий-187, это когда в начале 90-х годов задержали чиновника питерской мэрии Савенкова, который где-то там через финскую границу в левом носке правого башмака вез ампулу, в которой находилось 6 граммов вещества осмий-187. Его задержали. Почему его задержали, кто на него стукнул, это очень интересно. У него не было никаких документов на вывоз этого осмия. ФСБ и все государственные органы забегали и стали выяснять, что это за осмий и кому он нужен. Был он нужен примерно так, как альфафетопротеин.

Что такое осмий-187, который якобы очищен Петриком на кухне? Есть такая штука, которая называется рений-осмиевый метод в определении возраста вещества. Рений-осмиевый метод заключается в том, что есть рений, у которого есть два изотопа, более-менее стабильных, 185 и 187. 185 совсем стабильный, а 187 распадается в течение 10 млрд. лет, и распадается как раз на осмий-187, что очень удобно для датировки. Ты берешь кусок руды, смотришь, сколько в нем рения, сколько в нем осмия-187, и получаешь датировку.

И есть Джезказганский медный комбинат, в отвалах которого много рения. Соответственно, в отвалах которого из всех изотопов осмия содержится только осмий-187. У осмия очень много изотопов, и осмий-187 действительно очень редкий изотоп, он занимает 1,6% в общем количестве осмия.

Надо отдать должное Петрику - или это он сообразил, или это ему подсказали, - действительно, чисто химическим путем из отвалов Джезказганского медного комбината можно получить не только осмий, а именно осмий-187, потому что никакого другого осмия там нет, потому что он является продуктом полураспада рения.

Проблема заключается в том, что ни для чего осмий-187 не нужен. Т.е. вообще не нужен. Нет способов применить осмий, как нет способов применить множество других дорогих и известных веществ. По ценам Окриджской лаборатории, которая вообще диктует все цены на изотопы, осмий-187 действительно стоит очень дорого. Он стоит 200 тысяч долларов грамм, или 200 долларов микрограмм. И он стоит так потому, что все такого рода изотопы, ненужные изотопы получают методом электромагнитной сепарации, когда уже чисто химическое вещество разделяется на изотопы, и, соответственно, осаждаются полоски вещества.

И стоимость изотопов в таком случае прямо пропорциональна тому количеству денег и усилий, которые затрачены на его выделение. И любой изотоп, которого очень немного, соответственно, стоит очень дорого. Большая проблема заключается в том, что стоит он дорого, но этот неуловимый Джо никому не нужен, потому что его никто не ищет. И вопрос - у вас есть редкий изотоп, и у него есть реальная цена. Но просто по этой цене его никто и никогда не будет покупать, потому что он никому не нужен. Что делать?

И тут мы возвращаемся к этой истории с задержанием Савенкова. Посмотрите, какая реклама создается осмию-187, совершенно ненужному веществу, не имеющему промышленного применения, в рамках задержания Савенкова. Все государственные органы, все журналисты, ФСБ, сами питерские власти начинают бегать и выяснять, зачем этот осмий нужен.

Они создают гигантскую рекламу этому осмию. Каждый питерский бандит и каждый питерский банкир знает, что это стоит 200 тысяч долларов грамм и это жутко интересная штука. И даже сам Владимир Владимирович Путин - внимание: Владимир Путин, - который тогда работает в питерской мэрии, дает интервью 17 марта 1994 года газете «Вечерний Петербург», когда говорит, что это очень важное и нужное изобретение для города, осмий-187.

«Изобретения, созданные в ходе этих работ, - я цитирую Путина, - запатентованы, т.е. защищены законом. Я встречался с изобретателем (по понятным причинам не называю его имени), обсуждал с ним все возникшие трудности. Ученый готов реализовать свои открытия…», в рамках того акционерного общества, которое первоначально предлагал создать Савенков.

И все обсуждают, правильно вывозили осмий или неправильно вывозили осмий. И даже Путин участвует в этой рекламной кампании осмия-187. И никто не задается вопросом - а зачем он нужен?

Что происходит дальше? В Радиевый институт имени Хлопина приходит письмо из-за границы, которое говорит: «Ребята, нам нужен осмий-187 в количестве 100 грамм». Представьте себе начало 90-х годов. Вернее, эта история с радиевым институтом, она происходила даже немножко раньше, они совпали по времени. Нищий радиевый институт, ученые, которые положили зубы на полку.

И тут им из-за границы этот заказ. Они бегут в госрезерв, они говорят: «Дайте нам, пожалуйста, 60 килограммов чистого осмия, мы выделим из него этот клятый изотоп и продадим, потому что он всё равно никому не нужен. Замечательно, мы накормимся». Ведь ученые в радиевом институте - надо отдать им должное - не сообразили, что осмий можно получить химическим путем из отвалов Джезказганского медного комбината.

Они честно пошли проторенной дорогой, они построили настоящую центрифугу, всё посчитали, там уже метод электромагнитной сепарации не выгоден в таких больших количествах, наработали 100 грамм этого осмия. Заграничные заказчики испарились. Остались они с осмием - и зубы на полке. 100 грамм, якобы 200 тысяч долларов за грамм.

Что происходит дальше? Приходит уже наш, российский заказчик, какие-то молодые ребята, очень хорошие, говорят: «Ребята, мы у вас купим этот осмий». Вы думаете за сколько? Ответ: «За 50 млн. долларов». Вы думаете, а в чем крючок-то? А эти молодые ребята говорят: «А осмий, он же стоит 200 тысяч долларов грамм. Вот у вас тут 100 грамм. Мы заложим этот осмий в качестве обеспечения по кредиту в коммерческом банке 200 млн. долларов, а после этого вам заплатим 50». Это гениальная история образца начала 90-х годов Питера.

Можно развести руки, потому что в ней есть несомненное знание физики и человеческой психологии (даже больше, чем знание физики). Я совершенно не сомневаюсь, что г-н Петрик знает физику в том объеме, в котором его знали средневековые алхимики, которые совершенно точно знали, что если ты властителю варишь золото и хочешь ему заморочить голову, то ты должен в полые палочки положить золото, они обгорят, и ты из тигля золото вынешь.

Но это история начала 90-х годов в Питере. И теперь эта история, такая же как с осмием-187, повторяется вот с этой самой «Чистой водой», с фильтрами, к которым есть очень серьезный вопрос по качеству очистки. Общество российских потребителей, кажется, даже в суд сейчас подает. И с фильтрами, сама технология изготовления которых не является ничем особенно новым, это повторение того, что было в этом маленьком бандитском Петербурге, лохастом, в начале 90-х.

И мы видим, что участвуют все те же люди. Я, конечно, понимаю, что Владимир Владимирович больше лично не участвует, если вообще он участвовал в этом осмии, если как-то случайно получилось это его интервью. Но все эти люди продолжают быть связанными. И все эти люди, скорее всего, просто не имеют сил противиться Петрику. И парадоксально, что государство, которое не способно обеспечить тушение пожаров, не способно обеспечить безопасность граждан, не способно обеспечить защиту от терроризма, оно способно обеспечить процветание изобретателя Виктора Петрика.

О́смий - химический элемент с атомным номером 76. В периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева, обозначается символом Os (лат. Osmium). При стандартных условиях представляет собой серебристо-голубоватый хрупкий переходный металл. Относится к группе платиновых металлов. Обладает высокой плотностью, сравним по этому параметру только с иридием (плотности Os и Ir практически равны с учётом расчётной погрешности).

История

Осмий открыт в 1804 году английским химиком Смитсоном Теннантом в осадке, остающемся после растворения платины в царской водке. Сходные исследования проводились французскими химиками Колле-Дескоти, Антуаном Франсуа де Фуркруа и Вокеленом, которые тоже пришли к выводу о содержании неизвестного элемента в нерастворимом остатке платиновой руды. Гипотетическому элементу было присвоено имя птен (крылатый), однако опыты Теннанта продемонстрировали, что это смесь двух элементов - иридия и осмия.
Назван от др.-греч. ὀσμή (запах), по резко пахнущему летучему оксиду OsO 4 (напоминает озон).

Получение

Осмий выделяют из обогащённого сырья платиновых металлов путём прокаливания этого концентрата на воздухе при температурах 800-900 °C. При этом количественно сублимируют пары весьма летучего тетраоксида осмия OsO 4 , которые далее поглощают раствором NaOH.
Упариванием раствора выделяют соль - перосмат натрия, который далее восстанавливают водородом при 120 °C до осмия:
Na 2 + 3H 2 = 2NaOH + Os + 4H 2 O.

Осмий при этом получается в виде губки.

Свойства

Физические
Осмий - серо-голубоватый, твёрдый, но хрупкий металл с очень высокой удельной массой, сохраняющий свой блеск даже при высоких температурах. В силу своей твёрдости, хрупкости, низкого давления паров (самого низкого среди всех платиновых металлов), а также очень высокой температуры плавления, металлический осмий с трудом поддаётся механической обработке. Осмий считается самым плотным из всех химических элементов, немного превосходя по этому параметру иридий. Наиболее достоверные значения плотностей для этих металлов могут быть рассчитаны по параметрам их кристаллических решёток: 22,562 ± 0,009 г/см³ для иридия и 22,587 ± 0,009 г/см³ для осмия. При сравнении различных изотопов этих металлов, наиплотнейшим оказывается 192 Os. Необычайно высокая плотность осмия объясняется лантаноидным сжатием.

Химические
Порошок осмия при нагревании реагирует с кислородом, галогенами, парами серы, селеном, теллуром, фосфором, азотной и серной кислотами. Компактный осмий не взаимодействует ни с кислотами, ни со щелочами, но с расплавами щелочей образует водорастворимые осматы. Медленно реагирует с азотной кислотой и царской водкой, реагирует с расплавленными щелочами в присутствии окислителей (нитрата или хлората калия), с расплавленной перекисью натрия. В соединениях проявляет степени окисления от −2 до +8, из которых самыми распространенными являются +2, +3, +4 и +8.
Осмий - один из немногих металлов, образующих полиядерные (или кластерные) соединения. Полиядерный карбонил осмия Os 3 (CO) 12 используется для моделирования и исследования химических реакций углеводородов на металлических центрах. Карбонильные группы в Os 3 (CO) 12 могут замещаться на другие лиганды, в том числе и содержащие кластерные ядра других переходных металлов.

Осмий - химический элемент с атомным номером 76 в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева, обозначается символом Os (лат. Osmium ).

Атомный номер - 76

Атомная масса - 190,23

Плотность, кг/м³ - 22500

Температура плавления, °С - 3000

Теплоемкость, кДж/(кг·°С) - 0,13

Электроотрицательность - 2,2

Ковалентный радиус, Å - 1,26

1-й ионизац. потенциал, эв - 8,70

История открытия осмия

В 1804 году известный английский ученый Уильям Волластон, изрядно поинтриговав перед этим научный мир (подробнее об этом рассказано в очерке о палладии "Шутка английского химика"), сообщил на заседании Королевского общества, что, анализируя сырую (природную) платину, он обнаружил в ней неизвестные ранее металлы, названные им палладием и родием. Оба были найдены в той части платины, которая растворялась в царской водке, но при этом взаимодействии оставался еще и нерастворимый остаток. Он, как магнит, притягивал к себе многих химиков, справедливо полагавших, что и в нем может прятаться какой-нибудь неведомый дотоле элемент.

Близки к успеху были французы Колле-Дескотиль, Фуркруа и Воклен. Они не раз замечали, что при растворении сырой платины в царской водке выделялся черный дым, а при сплавлении нерастворимого остатка с едким кали образовывались соединения, которые "не возражали" против растворения.

Фуркруа и Воклен предположили, что искомый элемент частично улетучивается в виде дыма, а та часть его, которой не удается таким способом "эвакуироваться", оказывает агрессору посильное сопротивление, не желая в нем даже растворяться. Ученые поторопились дать новому элементу имя - "птен", что по-гречески означает "крылатый, летучий".

Но это название порхнуло, как бабочка, и кануло в Лету, так как вскоре Теннант сумел разделить "птен": на самом деле он представлял собой естественный сплав двух разных металлов. Один из них ученый назвал иридием - за разнообразие окраски солей, а другой - осмием, поскольку его четырехокись, выделявшаяся при растворении в кислоте или воде продукта сплавления осмиридия (так в дальнейшем стали называть бывший "птен") со щелочью, имела неприятный, раздражающий запах, похожий одновременно на запахи хлора и подгнившей редьки. Позже выяснилось, что и сам металл способен издавать подобный "аромат", правда, послабее: тонкоизмельченный осмий постепенно окисляется на воздухе, превращаясь в четырехокись.

Видимо, не по душе пришелся этот запах Теннанту, и он в сердцах решил увековечить в названии открытого им элемента свое наиболее сильное впечатление от первого свидания с ним.

По одежке встречают, по уму провожают. И если запах да цвет - оловянно-белый с серовато-голубым отливом - можно считать "одеждой" осмия, то его характеристики как химического элемента и как металла по этой пословице следует отнести к "уму".

Так чем же может похвастать наш герой? Прежде всего, как уже было сказано, своим благородным происхождением. Взгляните на периодическую систему элементов: в правой части ее особняком держится семейство платиноидов, состоящее из двух триад. В верхнюю триаду входят легкие платиновые металлы - рутений, родий, палладий (все в мире относительно: любой представитель этой троицы в полтора с лишним раза тяжелее железа). Во второй триаде собрались настоящие богатыри-тяжеловесы - осмий, иридий и платина.

Интересно, что долгое время ученые придерживались такого порядка возрастания атомных весов этих элементов: платина - иридий - осмий. Но когда Д. И. Менделеев создавал свою периодическую систему, ему приходилось тщательно проверять, уточнять, а порой и исправлять атомные веса многих элементов. Одному проделать всю эту работу было нелегко, поэтому Менделеев привлекал к работе других химиков. Так, когда ему отрекомендовали Ю.В. Лермонтову, которая была не только родственницей великого поэта, но и высококвалифицированным химиком, ученый попросил ее уточнить атомные веса платины, иридия и осмия, поскольку они вызывали у него большое сомнение.

По его мнению, наименьший атомный вес должен был быть у осмия, а наибольший - у платины. Серия точных экспериментов, проведенных Лермонтовой, подтвердила правоту создателя периодического закона. Тем самым было определено нынешнее расположение элементов в этой триаде – все стало на свое место.

В самородном виде осмий не обнаружен. Он встречается в полиметаллических рудах, содержащих также платину и палладий (сульфидные медно-никелевые и медно-молибденовые руды). Основные минералы осмия - относящиеся к классу твердых растворов природные сплавы осмия и иридия (невьянскит и сысертскит). Иногда эти минералы встречаются самостоятельно, чаще же осмистый иридий входит в состав самородной платины. Основные месторождения осмистых иридиев сосредоточены в России (Сибирь, Урал), США (Аляска, Калифорния), Колумбии, Канаде, странах Южной Африки. Осмий встречается также в виде соединений с серой и мышьяком (эрлихманит, осмиевый лаурит, осарситт). Содержание осмия в рудах как правило не превышает 1·10 −3 %.

Вместе с другими благородными металлами встречается в составе железных метеоритов.

В природе осмий встречается в виде семи изотопов, 6 из которых стабильны: 184 Os, 187 Os, 188 Os, 189 Os, 190 Os и 192 Os. На долю самого тяжёлого изотопа (осмия-192) приходится 41 %, на долю самого лёгкого изотопа (осмий-184) лишь 0,018 % общих «запасов». Осмий-186 подвержен альфа-распаду, но учитывая его исключительно длинный период полураспада - (2,0±1,1)×10 15 лет, его можно считать практически стабильным. Согласно расчётам, остальные естественные изотопы также способны к альфа-распаду, но с ещё большим полупериодом, поэтому их альфа-распад экспериментально не наблюдался. Теоретически для 184 Os и 192 Os возможен двойной бета-распад, наблюдениями также не зафиксированный.

Изотоп осмий-187 является результатом распада изотопа рения (187 Re, период полураспада 4,56×10 10 лет). Он активно используется при датировке горных пород и метеоритов (рений-осмиевый метод). Наиболее известным применением осмия в методах датировки является иридиево-осмиевый метод, применявшийся для анализа кварцев из пограничного слоя, разделяющего Меловой и Третичный периоды.

Разделение изотопов осмия представляет собой достаточно сложную задачу. Именно поэтому некоторые изотопы стоят довольно дорого. Первый и единственный экспортёр чистого осмия-187 - Казахстан, с января 2004 года официально предлагающий это вещество по ценам 10 000 долларов за 1 грамм.

Широкого практического применения осмий-187 не имеет. По некоторым данным, целью операций с этим изотопом было отмывание нелегальных капиталов.

• в земной коре - 0,007 г/т
• в перидотитах - 0,15 г/т
• в эклогитах - 0,16 г/т
• в формациях дунитов-перидотитов - 0,013 г/т
• в формациях пироксенитов - 0,007 г/т

Самородный осмий в природе не найден. Он всегда связан в минералах с другим металлом платиновой группы – иридием. Существует целая группа минералов осмистого иридия. Самый распространенный из них – невьянскит, природный сплав этих двух металлов. Иридия в нем больше, поэтому невьянскит часто называют просто осмистым иридием. Зато другой минерал – сысертскит – называют иридистым осмием – в нем больше осмия... Оба эти минерала – тяжелые, с металлическим блеском, и это не удивительно – таков их состав. И само собой разумеется, все минералы группы осмистого иридия очень редки.

Иногда эти минералы встречаются самостоятельно, чаще же осмистый иридий входит в состав самородной сырой платины. Основные запасы этих минералов сосредоточены в СССР (Сибирь, Урал), США (Аляска, Калифорния), Колумбии, Канаде, странах Южной Африки.

Естественно, что добывают осмий совместно с платиной, но аффинаж осмия существенно отличается от способов выделения других платиновых металлов. Все их, кроме рутения, осаждают из растворов, осмий же получают отгонкой его относительно летучей четырехокиси.

Но прежде чем отгонять OsO 4 , нужно отделить от платины осмистый иридий, а затем разделить иридий и осмий.

Когда платину растворяют в царской водке, минералы группы осмистого иридия остаются в осадке: даже этот из всех растворителей растворитель не может одолеть эти устойчивейшие природные сплавы. Чтобы перевести их в раствор, осадок сплавляют с восьмикратным количеством цинка – этот сплав сравнительно просто превратить в порошок. Порошок спекают с перекисью бария BaO 3 , а затем полученную массу обрабатывают смесью азотной и соляной кислот непосредственно в перегонном аппарате – для отгонки OsO 4 .

Ее улавливают щелочным раствором и получают соль состава Na 2 OsO 4 . Раствор этой соли обрабатывают гипосульфитом, после чего осмий осаждают хлористым аммонием в виде соли Фреми Cl 2 . Осадок промывают, фильтруют, а затем прокаливают в восстановительном пламени. Так получают пока еще недостаточно чистый губчатый осмий.

Затем его очищают, обрабатывая кислотами (HF и HCl), и довосстанавливают в электропечи в струе водорода. После охлаждения получают металл чистотой до 99,9% O 3 .

Такова классическая схема получения осмия – металла, который применяют пока крайне ограниченно, металла очень дорогого, но достаточно полезного.

Высокая твердость и исключительная тугоплавкость позволяет использовать осмий для покрытия им в узлах трения.

Осмий является первым по плотности простым веществом. Его плотность составляет 22,61 г/см³.

Осмий – оловянно-белый металл с серовато-голубым оттенком. Это самый тяжелый из всех металлов один из самых твердых. Тем не менее осмиевую губку можно растереть в порошок, поскольку он хрупок.

Кристаллическая решетка гексагональная типа Mg, а = 0,27353 нм, с = 0,43191 нм, z = 2, пространств. группа P6 3 /mmc;

Плавится осмий при температуре около 3000°C, а температура его кипения до сих пор точно не определена. Полагают, что она лежит где-то около 5500°C.

Плотность металла 22,61 г/см 3 ; температура плавления 31,8 кДж/моль, температура испарения 747,4 кДж/моль; давление пара 2,59 Па (3000 °С), 133 Па (3240 °С); 1,ЗЗкПа (3640 °С), 13.3 кПа (4110°С); температурный коэффициент линейного расширения 5·10 -6 К -1 (298 К); теплопроводность 0,61 Вт/(см·К); проводимость 9,5 мкОм·см (20°С), температурный коэффициент. Проводимости 4,2·10 -3 К -1; парамагнетик, магн. восприимчивость + 9,9·10 -6 ; температура перехода в сверхпроводящее состояние 0,66 К; твердость по Виккерсу 3-4 ГПа, по Моосу 7; модуль нормальной упругости 56,7 ГПа; модуль сдвига 22 ГПа.

Как и прочие платиновые металлы, осмий проявляет несколько валентностей: 0, 2+, 3+, 4+, 6+ и 8 +. Чаще всего можно встретить соединения четырех- и шестивалентного осмия. Но при взаимодействии с кислородом он проявляет валентность 8+.

Порошок осмия при нагревании реагирует с кислородом, галогенами, парами серы, селеном, теллуром, фосфором, азотной и серной кислотами. Компактный осмий не взаимодействует ни с кислотами, ни со щелочами, но с расплавами щелочей образует водорастворимые осматы. Медленно реагирует с азотной кислотой и царской водкой, реагирует с расплавленными щелочами в присутствии окислителей (нитрата или хлората калия), с расплавленной перекисью натрия. В соединениях проявляет степени окисления +4, +6, +8, реже другие от +1 до +7.

В компактном состоянии осмий устойчив к окислению до 400 °С. Компактный осмий не растворяется в горячей соляной кислоте и кипящей царской водке. Мелкодисперсный осмий окисляется HNO 3 и кипящей H 2 SO 4 до OsO 4 , при нагревании реагирует с F 2 , Сl 2 , Р, Se, Те и др. Металлический Os м. б. переведен в раствор сплавлением со щелочами в присутствии окислителей, при этом образуются соли неустойчивой в свободном состоянии осмиевой кислоты Н 2 ОsО 4 -осматы(VI). При взаимодействии OsO 4 с КОН в присутствии этанола либо радиацией с KNO 2 получают также осмат(VI) K 2 , или K 2 OsO 4 ·2H 2 O. Осматы(VI) восстанавливаются этанолом до гидроксида Os(OH) 4 (черного цвета), который в атмосфере N 2 обезвоживается до диоксида OsO 2 . Известны перосматы M 2 , где X = ОН, F, образующиеся при взаимодействии раствора OsO 4 с концентрированным раствором щелочи.

Примечательна особенность четырехокиси осмия: ее растворимость в органических жидкостях значительно выше, чем в воде. Так, при обычных условиях в стакане воды растворяется всего 14 граммов этого вещества, а в стакане четыреххлористого углерода более 700 граммов.

В атмосфере серных паров порошок осмия вспыхивает, как спичка, образуя сульфид. Всеядный фтор при комнатной температуре не причиняет осмию никакого "вреда", но при нагреве до 250-300 С образуется ряд фторидов. С тех пор как в 1913 году впервые были получены два летучих фторида осмия, считалось, что их формулы OsF6 и OsF8. Но в 1958 году выяснилось, что фторид OsF8, почти полвека "проживший" в химической литературе, на самом деле никогда не существовал, а указанные соединения соответствуют формулам OsF5 и OsF6. Сравнительно недавно ученым удалось получить еще один фторид OsF7, который при нагреве выше 100 С распадается на OsF6 и элементарный фтор.

Одно из главных достоинств осмия - его очень высокая твердость; в этом с ним могут конкурировать немногие металлы. Вот почему при создании сплавов с наивысшей износостойкостью в их состав вводят осмий. Авторучки с золотым пером - не редкость. Но ведь золото - довольно мягкий металл, а перу за долгие годы работы приходится по воле хозяина пройти по бумаге долгие километры пути. Конечно, бумага - не напильник и не наждак, однако выдержать такое испытание могут лишь немногие металлы. И все же кончики перьев справляются с этой трудной ролью. Как? Секрет прост: их обычно изготовляют из сплавов осмия с другими платиноидами, чаще всего из уже известного вам осмиридия. Без преувеличения можно сказать, что перу, "бронированному" осмием, сносу нет.

Исключительная твердость, хорошая коррозионная стойкость, высокое сопротивление износу, отсутствие магнитных свойств делают осмиридий прекрасным материалом для острия компасной стрелки, осей и опор точнейших измерительных приборов и часовых механизмов. Из него изготовляют режущие кромки хирургических инструментов, резцов для художественной обработки слоновой кости.

То, что осмий и иридий часто "выступают дуэтом" - в виде природного сплава, объясняется не только ценными свойствами осмиридия. но и волею судьбы, пожелавшей, чтобы в земной коре эти элементы были связаны необыкновенно прочными узами. В виде самородков ни тот, ни другой металл в природе не обнаружены, зато осмистый иридий и иридистый осмий – хорошо известные минералы (называются они соответственно невьянскит и сысертскит): в первом преобладает иридий, во втором - осмий.

Иногда эти минералы встречаются самостоятельно, но чаще входят в состав самородной платины. Разделение ее на компоненты (так называемый аффинаж) - процесс, включающий множество стадий, на одной из которых осмиридий выпадает в осадок. И вот едва ли не самое сложное и дорогостоящее во всей этой "истории" - разлучить осмий и иридий. Но зачастую в этом и нет необходимости: как вы уже знаете, сплав широко применяют в технике, а стоит он значительно дешевле, чем, например, чистый осмий. Ведь для того, чтобы выделить этот металл из сплава, нужно провести столько химических операций, что одно их перечисление заняло бы много места. Конечный продукт длинной технологической цепи - металлический осмий чистотой 99,9 %.

Наряду с твердостью, известно еще одно достоинство осмия - тугоплавкость.

По температуре плавления (около 3000 С) он превзошел не только своих благородных собратьев - платиноидов, но и подавляющее большинство остальных металлов. Благодаря своей тугоплавкости осмий попал в биографию электрической лампочки: еще в те времена, когда электричество доказывало свое преимущество перед другим источником света - газом, немецкий ученый К. Ауэр фон Вельсбах предложил заменить в лампе накаливания угольный волосок осмиевым. Лампы стали потреблять в три раза меньше энергии и давали приятный, ровный свет. Но на этом ответственном посту осмий долго не продержался: сначала его сменил менее дефицитный тантал, однако вскоре и тот вынужден был уступить место самому тугоплавкому из тугоплавких - вольфраму, который по сей день несет свою огненную вахту.

Нечто подобное произошло с осмием и в другой сфере его применения – в производстве аммиака. Современный способ синтеза этого соединения, предложенный еще в 1908 году известным немецким химиком Фрицем Габером немыслим без участия катализаторов. Первые катализаторы, которые использовались для этой цели, проявляли свои способности лишь при высоких температурах (выше 700 С), да к тому же они были не очень эффективны.

Попытки найти им замену долго ни к чему не приводили. Новое слово в совершенствовании этого процесса сказали ученые лаборатории Высшей технической школы в Карлсруэ: они предложили применять в качестве катализатора тонкораспыленный осмий. (Кстати, будучи весьма твердым, осмий в то же время очень хрупок, поэтому губку этого металла можно без больших усилий раздробить и превратить в порошок.) Промышленные опыты показали, что игра стоит свеч: температуру процесса удалось снизить более чем на 100 градусов, да и выход готовой продукции заметно возрос.

Несмотря на то что в дальнейшем осмию пришлось и здесь сойти со сцены (сейчас, например, для синтеза аммиака используют недорогие, но эффективные железные катализаторы), можно считать, что именно он сдвинул важную проблему с мертвой точки. Каталитическую деятельность осмий продолжает и в наши дни: применение его в реакциях гидрогенизации органических веществ дает отличные результаты. Этим в первую очередь обусловлен большой спрос на осмий со стороны химиков: на химические нужды расходуется почти половина его мировой добычи.

Элемент 76 представляет немалый интерес и как объект научных исследований. Природный осмий состоит из семи стабильных изотопов с массовыми числами 184, 186-190 и 192. Любопытно, что чем меньше массовое число изотопа этого элемента, тем менее он распространен: если на долю самого тяжелого изотопа (осмия-192) приходится 41 %, то легчайший из семи "братьев" (осмий-184) располагает лишь 0,018 % общих "запасов". Поскольку изотопы отличаются друг от друга только массой атомов, а по своим физико-химическим "наклонностям" они весьма схожи между собой, то разделить их очень сложно. Именно поэтому даже "крохи" изотопов некоторых элементов стоят баснословно дорого: так, килограмм осмия-187 оценивается на мировом рынке в 14 миллионов долларов. Правда, в последнее время ученые научились "разлучать" изотопы с помощью лазерных лучей, и есть надежда, что вскоре цены на эти "товары неширокого потребления" будут заметно снижены.

Из соединений осмия наибольшее практическое значение имеет его четырехокись (да-да, та самая, которой элемент так "обязан" своим названием). В роли катализатора она выступает при синтезе некоторых лекарственных препаратов. В медицине и биологии ее используют как окрашивающее средство при микроскопическом исследовании животных и растительных тканей. Следует помнить, что безобидные на вид бледно-желтые кристаллы четырехокиси осмия - сильный яд, раздражающий кожу и слизистые оболочки, вредно действующий на глаза.

Окись осмия используют в качестве черного красителя для живописи по фарфору: соли этого элемента применяют в минералогии как сильные травители. Большинство же осмиевых соединений, в том числе разнообразные комплексы (осмий проявляет присущую всем платиновым металлам способность к образованию комплексных соединений), а также его сплавы (кроме уже известного осмиридия и некоторых сплавов с другими платиноидами, вольфрамом и кобальтом), пока "томится" в ожидании подходящей работы.