Osmium: kõige kallim ja raskeim metall.

Mitte kuld ja mitte plaatina pole D. I. Mendelejevi tabelist kõige kallimad metallid, vaid osmiummetall. See on kõige haruldasem ja kõige kallim hõbevalge värvusega metall, millel on sinine toon. Keemikute seas peetakse seda metalli üllaseks, mis kuulub plaatina rühma.

Koosneb mitmest isotoobist. Neid on väga raske eraldada, mis kajastub kuludes. Kõige populaarsem isotoop on osmium-187.

Eeldatakse, et 0,5% maakoore massist koosneb osmiumist ja see asub tuumas. Suuruse ja kaalu suhe on hämmastav. Kilogramm ühendit on suuruselt võrreldav keskmise suurusega kana muna. Osmiumipulbriga täidetud konteiner mahuga 0,5 liitrit kaalub üle 15 kg. Kuid soov valada hantleid sellisest mugavast, suuruse / kaalu suhte poolest materjalist, kaob kohe mitte ainult pulbri hinna tõttu, mõne jaoks pole see probleem, vaid selle äärmise harulduse ja ligipääsmatuse tõttu.

Metsast, mägedest, veehoidlates valuplokkide leidmine ei tööta. Siiani pole leitud ühtegi tükikest. Seda kaevandatakse maagimaardlates kompositsioonis iriidiumi, plaatina, plaatina-pallaadiumi maagis, vase- ja niklimaakides. Kuid osmiumi sisaldus selles on 0,001%. Seda leidub ka meteoriitides. Tõsi, isotoobid eraldatakse neist enam kui 9 kuuga. Seetõttu maksab osmiumi kasutav tööstuslik tootmine teisesed toorained mis pole palju odavam.

Maailma raskeima metalli kogutoodang aastas on mitukümmend kilogrammi. Kuid plaatina ekstraheerimine suureneb, kus osmium esineb ja seda ekstraheeritakse teel. Arvud on juba 200 kg aastas. Seega pole ülesanne mitte niivõrd otsida osmiumi, vaid leida rohkem odav viis eraldades ta naabritest.

Norilski kaevandus- ja metallurgiakombinaat on selles ülesandes saavutanud mõningast edu. Sai puhast metalli vase-nikli maakidest. Selle kogus planeedil on 0,000005% kogumassist kivid. Venemaal aga on. Ja Kasahstanis. Ja peamised varud asuvad Tasmaanias, Ameerikas, Austraalias. Suurimad on koondunud sisse Lõuna-Aafrika. Ta dikteerib hinnad.

Avastuslugu ja looduslikud omadused

Aastatel 1803-1804 Inglismaal plaatina aqua regiaga (lämmastikhappe ja vesinikkloriidhappe seguga) katsete tegemisel tekkis pärast plaatina lahustumist tekkinud tundmatus sades terav ebameeldiv kloori meenutav lõhn. Tänu sellele lõhnale sai äsja avastatud metall oma nime. Tõsi, edasi kreeka keel. Kreeka keelest tõlgitakse "osmium" kui "lõhn".

Formaalselt on see tingitud sellest, et see kuulub plaatinarühma. Siin lõpeb tõeline õilsus. Selle metalli omadusi, nii keemilisi kui ka füüsikalisi, pole siiani täielikult mõistetud. füüsilised omadused enam-vähem selgus paar aastat tagasi.

Osmium

Hind

Kõrge hind on tingitud piiratud kogusest. Kuna seda on looduses vähe ja tootmine on kallis, reageerib turg sellele vastavalt. Kullaga võrreldes on see tuhandeid tonne kulda mitmekümne kilogrammi toodangu vastu. Sellest ka hind - see algab 15 tuhandest ja ulatub kuni 200 tuhande dollarini grammi kohta. Maailmaturul on kuld 7,5 korda odavam.

Sellised arvud näitavad materjali ebapopulaarsust laialdaseks kasutamiseks. Peamist rolli selle raskemetalli kasutamisel sulamites mängib tugevus. Tooted muutuvad uskumatult kulumiskindlaks, lisades kompositsioonile väga väikesed osad metallist.

Rakendus

Laias tööstuslik tootmine osmiumi kasutatakse selle kõrge hinna tõttu harva. Kuid seal, kus efekt võib ületada materjalikulusid, kasutatakse seda loomulikult. Toorainena toimib see enamasti pulbrina. Metall ise on rabe ja mureneb kergesti. Pulbri kättesaamine on lihtne.

Rohkem kasutusjuhtumeid:

Kõik osmiumiühendid ei ole kasutamiseks sobivad. Kuid teadlased töötavad selle kallal.

Oht ja ohutus

Nagu teisedki raskmetallid, ei avalda osmium elusorganismidele kõige soodsamat mõju, jättes inimkonnast mööda. Kõik osmiumiga ühendid on hämmastavad siseorganid põhjustada nägemise kaotust. Elemendi aurudega mürgitamine põhjustab surma. Loomade vaatlemisel täheldati aneemia järsku arengut ja kopsud lakkasid töötamast. Arvatakse, et see on kiiresti arenev turse.

Mis on Osmium Tetroxide OsO4? Ja see on aine, tänu millele element oma nime kannab. Äärmiselt agressiivne. Selle lõhna ei saa tähelepanuta jätta. Looduses pole enam kohutavat ja vastikumat lõhna. Mürgistuse korral on mõjutatud ka nahk. Pärisnahk muutub roheliseks, muutub mustaks ja võib isegi surra. Võib tekkida villid ja haavandid. See püsib peal väga kaua.

Mürgistusoht ähvardab ennekõike tööstusruumide töötajaid väikseima aurude kontsentratsiooni korral õhus. ükskõik millise kohta vastuvõetavad standardid teadlased enam ei kogele. Seetõttu on kaasasolevad spetsiaalsed riided, respiraatorid osmiumoksiidi kasutavates tööstusharudes tavaline nähtus. Kõik on pitseeritud, konteinerid suletakse ja ladustatakse vastavalt juba testitud reeglitele.

Kui osmiumiühend siiski mingil mõeldamatul põhjusel silma satub, tuleb neid pesta kaua, 20 minutit. Puhas jooksev vesi. Ja kohe arsti juurde. Läbi neelamisel Hingamisteed osmiumiaur neutraliseeritakse naatriumvesinikkarbonaadiga. See on saadaval aerosoolpakendis. Palju piima sees. Ja maoloputus.

Raskeima metalli vaieldamatu eelis

Briti teadlaste sõnul blokeerib see raskmetall vähirakkude arengut. Osmiumi kasutavaid vähiravimeetodeid, kuigi väga aeglaselt, juba arendatakse.

Meditsiinis, stimulatsioonis kasutatakse seda implantaatides, mille valmistamiseks on vaja väärismetalle, et vältida allergiate teket. Südame elemente asendava implantaadi koostis sisaldab 10% osmiumi ja 90% plaatinat. Loomulikult on selliste seadmete hind vastavalt. Sama osa kasutatakse kopsuklappide valmistamisel.

Osmiumiühendite kasutamine meditsiinilistel vajadustel on märgatav eriti vastupidavate, pikaajalise kasutusega tööriistade, näiteks skalpellide, kõikvõimalike metallkeraamiliste lõikurite valmistamisel. Ja selleks on vaja üsna palju toorainet ja efekt on hämmastav.

Mikroskoopilised osmiumi lisamised terase lõikeklassidele võimaldavad teil luua kõige teravamad lõiketerad.

Tooted, mille kasutamine hõlmab kõige raskema metalli kasutamist, on kulumiskindluse poolest ületamatud.

Ärihuvi

Osmiummetalli erinevad hämmastavad omadused tekitavad kahtlemata huvi ja ehtsat üllatust. Kuid need samad omadused tapavad kohapeal ärihuvi. Ja kõigele vaatamata hind turul ei lange.

Kui praktika seisukohalt näeb element nr 76 teiste plaatinametallide seas üsna tavaline välja, siis klassikalise keemia (rõhutame, klassikalise anorgaaniline keemia, mitte keeruliste ühendite keemia), on see element väga oluline.

Esiteks on talle erinevalt enamikust VIII rühma elementidest iseloomulik valents 8+ ja ta moodustab hapnikuga stabiilse tetroksiidi OsO 4. See on omamoodi ühend ja ilmselt pole juhuslikult saanud element nr 76 oma nime, mis põhineb ühel iseloomulikud omadused selle tetroksiidid.

Osmiumi tuvastatakse lõhna järgi

Selline väide võib tunduda paradoksaalne: lõppude lõpuks ei räägi me halogeenist, vaid plaatina metallist ...

Viiest platinoidist nelja avastamise ajalugu on seotud kahe inglise teadlase, kahe kaasaegse nimega. William Wollaston aastatel 1803...1804 avastas pallaadiumi ja roodiumi ning teine ​​inglane Smithson Tennant (1761 ... 1815) 1804. aastal - iriidiumi ja osmiumi. Kuid kui Wollaston leidis mõlemad "oma" elemendid toorplaatina sellest osast, mis oli lahustunud veekogus, siis Tennantil vedas lahustumatu jäägiga töötades: nagu selgus, oli tegemist iriidiumi ja osmiumi loodusliku sulamiga.

Sama jääki uurisid kolm tuntud prantsuse keemikut – Collet-Descoti, Fourcroix ja Vauquelin. Nad alustasid oma uurimistööd juba enne Tennanti. Nagu temagi, jälgisid nad musta suitsu eraldumist toorplaatina lahustumisel. Nagu temagi, õnnestus neil, sulatades lahustumatu jäägi kaustilise kaaliumkloriidiga, saada ühendeid, mis siiski õnnestusid lahustada. Fourcroix ja Vauquelin olid nii veendunud, et toorplaatina lahustumatus jäägis on uus element, et nad andsid sellele eelnevalt nime – pten – kreekakeelsest sõnast πτηνος – tiivuline. Kuid ainult Tennantil õnnestus see jääk eraldada ja tõestada kahe uue elemendi - iriidiumi ja osmiumi - olemasolu.

Elemendi #76 nimi pärineb Kreeka sõnaοσμη, mis tähendab "lõhn". Ebameeldiv ärritav lõhn, mis sarnanes samaaegselt kloori ja küüslaugu lõhnaga, tekkis osmiriidiumi ja leelise sulamisprodukti lahustamisel. Selle lõhna kandjaks oli osmiumanhüdriid ehk osmiumtetroksiid OsO 4 . Hiljem selgus, et osmium ise võib lõhnata sama halvasti, kuigi palju nõrgemalt. Peeneks jahvatatud oksüdeerub õhus järk-järgult, muutudes OsO 4-ks ...

Osmium metall

Osmium on hallikassinise varjundiga tinavalge metall. See on kõigist metallidest raskeim (tihedus on 22,6 g/cm3) ja üks kõvemaid. Osmiumsvammi saab aga jahvatada pulbriks, kuna see on habras. Osmium sulab temperatuuril umbes 3000 ° C ja selle keemistemperatuuri pole veel täpselt kindlaks määratud. Arvatakse, et selle temperatuur on kuskil 5500 ° C.

Osmiumi suur kõvadus (7,0 Mohsi skaalal) on võib-olla üks selle füüsikalisi omadusi, mida kasutatakse kõige laialdasemalt. Osmium lisatakse kõrgeima kulumiskindlusega kõvasulamite koostisesse. Kallite täitesulepeade puhul on pliiatsi otsa jootmine valmistatud osmiumi sulamitest koos teiste plaatinametallidega või volframi ja koobaltiga. Sarnaseid sulameid kasutatakse kulumisele kuuluvate täppismõõtevahendite väikeste osade valmistamiseks. Väike - kuna osmium pole laialt levinud (5 10 -6% maakoore massist), hajus ja kallis. See seletab ka osmiumi piiratud kasutust tööstuses. See sobib ainult seal, kus väikese metallikoguse abil saate suure efekti. Näiteks sisse keemiatööstus, mis püüab katalüsaatorina kasutada osmiumi. Hüdrogeenimisreaktsioonides orgaaniline aine osmiumkatalüsaatorid on isegi tõhusamad kui plaatina katalüsaatorid.

Paar sõna osmiumi positsioonist teiste plaatinametallide seas. Väliselt erineb see neist vähe, kuid kõige rohkem on seda osmiumis kõrged temperatuurid sulab ja keeb kõigi selle rühma metallide seas, just tema on kõige raskem. Seda võib pidada ka platinoididest kõige vähem "üllaseks", kuna see oksüdeerub õhuhapniku toimel juba toatemperatuuril (peeneks jaotatud olekus). Ja osmium on kõigist plaatinametallidest kõige kallim. Kui 1966. aastal hinnati plaatinat maailmaturul kullast 4,3 korda ja iriidiumi 5,3 korda kallimaks, siis osmiumi sarnane koefitsient oli 7,5.

Nagu teistel plaatinametallidel, on osmiumil mitu valentsi: 0, 2+, 3+, 4+, 6+ ja 8+. Kõige sagedamini võite leida tetra- ja kuuevalentse osmiumi ühendeid. Kuid hapnikuga suhtlemisel on selle valents 8+.

Nagu teisedki plaatinametallid, on osmium hea kompleksimoodustaja ning osmiumiühendite keemia ei ole vähem mitmekesine kui näiteks pallaadiumil või ruteeniumil.

Anhüdriid ja teised

Kahtlemata jääb osmiumi tähtsaimaks ühendiks selle tetroksiid OsO 4 ehk osmiumanhüdriid. Nagu elementaarsel osmiumil, on ka OsO 4-l katalüütilised omadused; OsO 4 kasutatakse kõige olulisema kaasaegse ravimi – kortisooni – sünteesil. Kell mikroskoopilised uuringud loomsete ja taimsete kudede puhul kasutatakse värvainena osmiumtetroksiidi. OsO 4 on väga mürgine, ärritab tugevalt nahka, limaskesti ja on eriti kahjulik silmadele. Igasugune töö sellega kasulik aine nõuab äärmist ettevaatust.

Väliselt näeb puhas osmiumtetroksiid välja üsna tavaline - kahvatukollased kristallid, vees lahustuvad ja süsiniktetrakloriid. Temperatuuril umbes 40°C (on kaks OsO 4 modifikatsiooni, mille sulamistemperatuurid on lähedased) need sulavad ja 130°C juures keeb osmiumtetroksiid.

Teine osmiumoksiid - OsO 2 - vees lahustumatu must pulber - praktiline väärtus ei oma. Samuti pole veel leitud praktilise rakendamise ja teised teadaolevad elemendi nr 76 ühendid – selle kloriidid ja fluoriidid, jodiidid ja oksükloriidid, OsS 2 sulfiid ja OsTe 2 telluriid – mustad püriitstruktuuriga ained, samuti arvukad kompleksid ja enamik osmiumisulameid. Ainsad erandid on mõned elemendi nr 76 sulamid koos teiste plaatinametallide, volframi ja koobaltiga. Nende peamine tarbija on mõõteriistad.

Kuidas osmiumi saadakse

Looduslikku osmiumi looduses ei leidu. Seda seostatakse mineraalides alati teise plaatinarühma metalli, iriidiumiga. Seal on terve rühm osmilisi iriidiumi mineraale. Kõige tavalisem neist on nevyanskite, nende kahe metalli looduslik sulam. See sisaldab rohkem iriidiumi, mistõttu nevyanskiiti nimetatakse sageli lihtsalt osmiumiriidiumiks. Kuid teist mineraali - süsertskiiti - nimetatakse iridiidi osmiumiks - see sisaldab rohkem osmiumi ... Mõlemad mineraalid on rasked, metallilise läikega ja see pole üllatav - selline on nende koostis. Ja on ütlematagi selge, et kõik osmilise iriidiumi rühma mineraalid on väga haruldased.

Mõnikord leidub neid mineraale iseseisvalt, kuid sagedamini on osmiumiriidium osa looduslikust toorplaatinast. Nende mineraalide peamised varud on koondunud NSV Liitu (Siber, Uuralid), USA-sse (Alaska, California), Colombiasse, Kanadasse ja Lõuna-Aafrika riikidesse.

Loomulikult kaevandatakse osmiumi koos plaatinaga, kuid osmiumi rafineerimine erineb oluliselt teiste plaatinametallide isoleerimise meetoditest. Kõik need, välja arvatud ruteenium, sadestatakse lahustest, samas kui osmium saadakse selle destilleerimisel lenduva tetroksiidi suhtes.

Kuid enne OsO 4 destilleerimist tuleb osmiumiriidium eraldada plaatinast ning seejärel eraldada iriidium ja osmium.

Plaatina lahustamisel veekogus jäävad osmilise iriidiumi rühma mineraalid settesse: isegi see kõigi lahustite lahusti ei suuda neid kõige stabiilsemaid looduslikke sulameid ületada. Nende lahustumiseks legeeritakse sade kaheksakordse koguse tsingiga – seda sulamit on suhteliselt lihtne pulbriks muuta. Pulber paagutatakse baariumperoksiidiga BaO 3 ja saadud massi töödeldakse OsO 4 destilleerimiseks otse destilleerimisseadmes lämmastik- ja vesinikkloriidhappe seguga.

See püütakse kinni leeliselise lahusega ja saadakse sool koostisega Na 2 OsO 4. Selle soola lahust töödeldakse hüposulfitiga, mille järel osmium sadestatakse ammooniumkloriidiga Fremy soola Cl2 kujul. Sade pestakse, filtreeritakse ja seejärel süüdatakse redutseerivas leegis. Sel viisil saadakse veel ebapiisavalt puhas käsnjas osmium.

Seejärel puhastatakse see hapetega (HF ja HCl) töötlemisel ja redutseeritakse edasi elektriahjus vesinikujoas. Pärast jahutamist saadakse metall puhtusega kuni 99,9% O 3 .

See on klassikaline osmiumi saamise skeem - metall, mida kasutatakse endiselt väga vähe, väga kallis metall, kuid üsna kasulik.

Mida rohkem, seda... rohkem

Looduslik osmium koosneb seitsmest stabiilsest isotoobist massinumbritega 184, 186 ... 190 ja 192. Huvitav muster: mida suurem on osmiumi isotoobi massiarv, seda levinum see on. Kergeima isotoobi osmium-184 osakaal on 0,018% ja raskeima, osmium-192, 41%. Elemendi 76 inimtekkelistest radioaktiivsetest isotoopidest on pikima elueaga osmium-194, mille poolestusaeg on umbes 700 päeva.

Osmiumkarbonüülid

Viimastel aastatel on keemikud ja metallurgid üha enam huvitatud karbonüülidest – CO-ga metalliühenditest, milles metallid on formaalselt nullvalentsed. Nikkelkarbonüüli kasutatakse metallurgias juba üsna laialdaselt ja see võimaldab loota, et teised sarnased ühendid suudavad lõpuks hõlbustada teatud ainete tootmist. väärtuslikke materjale. Nüüd on osmiumi kohta tuntud kaks karbonüülrühma. Pentakarbonüül Os(CO) 5 - tolli normaalsetes tingimustes värvitu vedelik (sulamistemperatuur - 15°C). Hankige see temperatuuril 300 ° C ja 300 atm. osmiumtetroksiidist ja süsinikmonooksiidist. Normaalsel temperatuuril ja rõhul muutub Os(CO)5 järk-järgult teiseks karbonüülkompositsiooniks Os 3(CO)12 - kollane kristalne aine sulamistemperatuur 224 °C. Selle aine struktuur on huvitav: kolm osmiumi aatomit moodustavad võrdkülgse kolmnurga, mille küljed on 2,88 Å ja selle kolmnurga iga tipu külge on kinnitatud neli CO molekuli.

Fluoriidid on vastuolulised ja vaieldamatud

“Fluoriidid OsF 4 , OsF 6 , OsF 8 tekivad elementidest temperatuuril 250...300°C... OsF 8 on osmiumfluoriididest kõige lenduvam, bp. 47,5 ° "... See tsitaat on võetud 1964. aastal avaldatud Brief Chemical Encyclopedia III köitest. Kuid üldkeemia aluste III köites on B.V. Nekrasov, avaldatud 1970. aastal, lükatakse tagasi osmiumoktafluoriidi OsF 8 olemasolu. Tsiteerime: „1913. aastal saadi esmakordselt kaks lenduvat osmiumfluoriidi, mida kirjeldati kui OsF 6 ja OsF 8 . Nii usuti kuni 1958. aastani, mil selgus, et tegelikkuses vastavad need valemitele OsF 5 ja OsF 6 . Seega on 45 aastat esinenud teaduskirjandus OsF 8 pole tegelikult kunagi eksisteerinud. Sarnased eelnevalt kirjeldatud ühenduste "sulgemise" juhtumid pole nii haruldased.

Pange tähele, et ka elemendid tuleb mõnikord "sulgeda" ... Jääb veel lisada, et lisaks Brief Chemical Encyclopedia's nimetatutele saadi veel üks osmiumfluoriid - ebastabiilne OsF 7 . See kahvatukollane aine laguneb temperatuuril üle –100 °C OsF 6-ks ja elementaarseks fluoriks.

Hantlid ja kangid, mida kulturistid lihaste pumpamiseks kasutavad, on valmistatud terasest. Pliist valmistatud kestad kaotavad oluliselt oma mahtu. Kuid veelgi täpsem on raskuste tootmiseks kasutada osmiumi: kilogramm osmiumi on väike pall, mis mahub kergesti kokku surutud rusikasse. Pooleliitrine pudel pulbrilise osmiumiga (just sellisel kujul lahkub väärismetall seintelt rikastamisettevõte) kaalub märgatavalt rohkem kui ämber vett.

See on lihtsalt osmiumi kaaludest valamine, julgeid ei leia: see on valusalt tulekindel. Ja metalli maksumus on selline, et spordiklubi peaks ühe osmiumi hantli ostmiseks töötama kolmsada aastat ...

Osmiumist ei piisa!

Looduses esineb osmium peamiselt kombinatsioonis iriidiumiga, mis on osa looduslikust plaatina- või plaatina-pallaadiumimaagist. Mineraalid, mida peetakse osmiumi ekstraheerimise tooraineks, sisaldavad keskmiselt tuhat protsenti plaatina raskest "sugulasest". Kogu uurimise aja jooksul ei kaevandatud ainsatki osmiumitükki – isegi kõige väiksemat.

Osmiumi väike kogus ja saamise raskus määrab selle hinna kõrguse. Pool sajandit tagasi hinnati osmiumi kullast seitse-kaheksa korda kõrgemaks. Spekulatsioon Viimastel aastatel tõi kaasa täiesti hullud pakkumised: gramm osmiumi müüdi nii 10 tuhande kui ka 200 tuhande dollari eest. Müüdud – aga ei müüdud: osmium ei leia aktiivset kasutust, kuigi mõnes kohas kasutatakse.

Osmiumi avastamine

W. Wollaston oli lähedal osmiumi avastamisele, katsetades sellega plaatina maagid. Prantslased Antoine de Fourcroix ja Louis-Nicolas Vauquelin asusid tema õnnestumistest inspireerituna oma uurimistööd tegema ja eeldasid õigesti uue elemendi olemasolu, mis katsete käigus musta suitsu kujul aurustus.

Fourcroix ja Vauquelin andsid ainele nimetuse "pten" – mis tähendab "lenduv" ning rahunesid äratundmise ootuses. Inglise keemik Smithson Tennant jagas "pteeni" aga kaheks seotud metalliks, millest ühte nimetatakse selle ühendite värvide mitmekesisuse tõttu iriidiumiks ja teist - tüütu haisu tõttu - osmiumiks.

Need tähtsaid sündmusi aastal 1803, helde avastustest.

Osmiumi omadused

Sulamis- ja keemistemperatuurid loeti kuni viimase ajani tinglikult võrdseks 3000 °C ja 5000 °C-ga: puudusid võimalused arvutuste täielikuks kontrollimiseks. Alles paar aastat tagasi õnnestus metalli füüsikalisi parameetreid selgitada. Selgus, et osmiumisulameid on parem küpsetada Päikese pinnal ...

huvitav välimus osmium. Sulatusest tahkudes moodustab osmium kõvasid ja rabedaid kristalle, mille hõbedast läiget varjutab hallikassinine (ja isegi sinine) toon. Osmiumi välised eelised võivad juveliirid meelitada, kuid metalli kõrge keemiline aktiivsus ja selle ühendite toksilisus välistavad selle plaatinoidi kasutamise võimaluse ehetes.

Osmiumi kasutamine

Hüdrogeenimisel kasutatakse osmiumkatalüsaatoreid orgaanilised ühendid, ravimite tootmisel, ammoniaagi sünteesil. Tõsi, metalli kõrge hind sunnib tööstureid otsima taskukohaseid asendusi ning tänapäeval on osmium keemiatööstuses üha harvem.

Tahkest ja mittemagnetilisest osmiumist valmistatakse ülitäpsetele mõõteriistadele teljed, toed ja tugipesad. Ja kuigi rubiintoed on kõvemad ja odavamad kui osmiumtoed, eelistatakse instrumentide jaoks mõnikord metalli vastupidavust.

Osmium on ohtlik ja nõuab ettevaatust

Osmiumi oksüdeerumist on peaaegu võimatu vältida kui metall puutub kokku õhuhapnikuga. Seetõttu osmiumi mis tahes kasutamise kohta

Ordinaalelement aatomnumbriga 76 tolli keemiline süsteem DI. Mendelejev nimetas osmiumiks. Tahkel kujul on metall sinakate varjunditega särav hõbevalge värv. Raskmetalliks peetud osmiumi tihedus on 22,6 g/cm3. Kuid samal ajal on see habras ja sellest saab teha pulbrit. Sellises olekus metalli avastas inglise keemik S. Tennant. Siirdemetall, osa plaatina rühmast. Peenes olekus saab seda toatemperatuuril oksüdeerida.

Osmiumi omadused

Väärismetall on kõige tihedam (22,61 g/cm3) ja tulekindel. Osmiumi füüsikalised omadused on järgmised:

1. Sulab temperatuuril 3047 °C, keeb temperatuuril 5025 °C, ei ole taaskasutatav mehaaniliselt, ei saa lahustada happes ja "kuninglikus viinas".

2. Sellel on ebameeldiv lõhn, mis meenutab küüslaugu ja valgendi segu, mida lisatakse plaatinasulamile kõvaduse ja elastsuse andmiseks.

3. Aatommass osmium on 190,23 g/mol.

4. Isotoop 187 on reeniumi isotoobi lagunemise tulemus. Keemilise inertsuse tõttu kasutatakse osmiumisulamit agressiivses happelises keskkonnas.

5. Metall on hästi jahvatatud, pulbri kujul lilla lahustub aeglaselt hapetes, reageerib selliste ühenditega nagu väävel, seleen, telluur ja fosfor.

6. Rabenenud olekus reageerib see elavhõbedaga, mille tulemuseks on osmiumamalgaam.

7. Teiste ainetega suheldes eritab halba lõhna.

8. Väliselt näevad kristallid ilusad välja. Pärast tema mõjutamist kõrge temperatuur see sulab, moodustades kõvad ja rabedad kristallid. Metalli värvus on hõbedase läikega hall-sinine.

Juveliirid võiksid hinnata selle välisandmeid, kuid selle mürgisuse ja keemilise koostoime tõttu teiste elementidega ei kasutata seda ehete tootmiseks.

Maakoor on 0,5% sellest metallist, peamiselt maa keskpunktis - tuumas. Metallitükk, nagu muna, kaalub ühe kilogrammi. Kui selle aine pulber valatakse 0,5-liitrisesse anumasse, on selle kaal 16 kg.

Väärismetalli keemilised omadused on järgmised:

• tahkes olekus oksüdeerub temperatuuril üle 400 C, pulbris reageerib juba toatemperatuuril (OsO4);
• kuumutamisel suhtleb väävli, kloori, fluori, väävli ja muude keemiliste elementidega;
• see ei lahustu keevas vesinikkloriidhappes, kuid peeneks jaotunud kujul ühineb lämmastikhappe molekulidega ja oksüdeerub: Os + 8HNO3 = OsO4 + 4H2O + 8NO2;
• must osmiumdioksiid OsO2 eraldatakse dehüdratsiooniga lämmastikuatmosfääris;
• Osmium (IV) hüdroksüülOs(OH)4 (OsO2 2H2O) saadakse metalli(VI) soolade redutseerimisel.

Looduses on kuus isotoopi, üks 186 isotoobist laguneb alfarühma ühenditeks. Osmiumi olemasolu on kõige pikem - 194, mille poolestusaeg on kaks aastat. Osmium erineb vähe oma kolleegidest plaatinoidide rühmas (ruteenium, pallaadium, osmium, iriidium, plaatina), kuid ületab teisi metalle oma tiheduse ja võime tõttu keeda väga kõrgel temperatuuril.

Looduses esineb looduslikul kujul tahke lahusena iriidiumiga (mineraalid nevyanskiit ja süsertskiit).

Rakendus

Osmiumi lisamine erinevatele sulamitele muudab need stabiilsemaks, vastupidavamaks, ei allu mehhaniseerimisele ja korrosioonile.

1. Elektrokeemiatööstus: kasutatakse volframi-, nikli- ja koobaltiühendites. Kõik tooted on vastupidavad.
2. Plaatinarühma metalli lisamine metalltoodetesse suurendab nende tugevust. Teravate terade, meditsiinitoodete ja tehniliste toodete valmistamiseks on vaja väga vähe ainet.
3. Otsaga täitesulepead ei kulu kauaks.
4. Kardioloogias: metall leidis oma otstarbe implantaatides (südamestimulaatoris) ja kopsutüve klappide asendamises.
5. Koos volframiga kasutatakse seda elektrilampide hõõgniitide tootmiseks.
6. Sellel puudub magnetiline külgetõmme, tänu millele on see leidnud oma rakenduse kellaosade valmistamisel.
7. Sellest saadud katalüsaatoreid kasutatakse ravimite valmistamisel, sünteesitakse ammoniaaki. Selle metalli kõrgeimat oksiidi kasutatakse tehisravimite tootmisel ja laboris – need värvivad mikroskoobi all kudesid.
8. Täismetalli kasutatakse ülitäpsete mõõteriistade tugede ja telgede valmistamisel. Oma kõvaduse tõttu kasutatakse metalli instrumentide valmistamisel.
9. Osmium 187 ja teisi isotoope kasutatakse rasketööstuses: raketitööstuses, lennukites, sõjavarustus. Tänu oma vastupidavusele aitab see vastu pidada ekstreemsetes tingimustes.

Avastamise ajalugu

Osmium on väärismetall. Kuid see on vastuolus selle staatusega: kreeka keeles tähendab "osme" lõhna, st keemiliselt aktiivset. Ja õilsus viitab selle aine inertsusele.

Osmium avastati 1803. aastal. Inglise keemik S. Tennant katsetas koostöös William H. Wollastoniga osmiumi lahustamist aqua regias, kuid sellest ei tulnud midagi välja. Sarnased katsed viisid läbi prantsuse keemikud Collet-Descoti, Antoine de Fourcroix ja Vauquelin. Nad leidsid selles elemendis plaatinamaagi lahustumatu sademe. keemiline element saanud nimeks Pten, kreekakeelsest sõnast tähendab lendamist. Selle kogemusega tõestasid nad kahe olemasolu keemilised ained- osmium ja iriidium.

Kus see looduses asub ja kuidas seda saadakse

Looduses väärismetalli tükkides ei eksisteeri. Seda kaevandatakse järgmistest kivimitest - süsertskiit, nevyanskite, osmiiride ja sarsite. See on osa vase-, molübdeeni- ja niklimaagidest. Mõnede teadete kohaselt leidub seda arseeni- ja väävliühendites.

Aine osakaal planeedil on 0,000005% kõigi kivimite kogumassist. Looduses ühineb osmium iriidiumiga, mille protsent jääb vahemikku 10–50. Selle metalli varud on Aafrikas, Tasmaanias, Austraalias, USA-s, Kanadas, Colombias ja Venemaal. Kõige rikas riik osmiumisisalduse poolest - Lõuna-Aafrika (Bushveldi kompleksi maardla). Väärismetalli võib leida loodusliku plaatina sulamitest, kuid sagedamini osmiumi ja iriidiumi sulamitest.

Purune olek on eksistentsi kõige vastuvõetavam vorm. Selles vormis siseneb ta paremini keemilised reaktsioonid ja allutatakse kuumtöötlus. Plaatinarühma metalli saab saada järgmistel viisidel:

• elektronkiire kasutamine;
• kaare kuumutamine;
• tiiglita tsoonisulatamise rakendamine.

Saadud kristallid viimane viis väga kallis. Kellelgi on õnnestunud pulbrist kristalle kasvatada, kuid meetod on keeruline ja aeganõudev.

Hind

Looduses on üsna vähe metalli ja osmiumi kaevandamine on kulukas projekt, mistõttu selle hind turul tuleneb sellest. XX sajandi 60-70ndatel oli väärismetall mitu korda kallim kui kuld. Nad müüsid odavalt, kuid seda hinnati kallilt, seetõttu olid turul pakutavad pakkumised vapustavad: grammi metalli hinnati 10 tuhandele ja 200 tuhandele dollarile. Kulda ei väärtustata nii palju kui tema plaatinagruppi.

Miks on osmium ohtlik?

Osmiumiga keemiline ühend kahjustab inimorganeid. Aurude sissehingamine põhjustab surmav tulemus. Mürgistusega loomadel täheldati aneemiat ja kopsufunktsiooni häireid.

Kas teadsite, et osmiumtetraoksiid OsO4 on üsna agressiivne ühend ja selle mürgitamisel tekivad nahale rohelised või mustad mullid. Inimesel pole kerge, sest selle ravimine võtab kaua aega.

Need, kes töötavad ohtlikes tööstusharudes, peaksid enda suhtes ettevaatlikud olema. Selleks väljastavad ettevõtted kaitseülikondi ja respiraatoreid.