Vše o Osmium

Osmium - vzácný kov, patří do skupiny platiny. Byl objeven v Anglii v důsledku experimentů na reakci platiny. Název osmium je uveden v řečtině a v překladu znamená „zápach“. Co je to ušlechtilý kov? Jaké jsou jeho vlastnosti a jaké je jeho použití?

K objevu tohoto prvku došlo náhodou v roce 1803 britští chemici Smithson Tennant a William H. Wallastan. V důsledku experimentů s reakcí platiny na směs kyselin (sírová a dusičná) měla výsledná sraženina nepříjemnou vůni připomínající zápach chloru a shnilé ředkvičky. Podobné experimenty provedli Colle Descotti, Antoine de Fourcoy a Vauclins ve Francii. V důsledku svého výzkumu také našli neznámou látku v nerozpustné sraženině z platiny.

Objev těchto chemických prvků byl představen Královské společnosti v Londýně písemnou zprávou z Tennant ze dne 21. června 1804. V periodické tabulce chemických prvků je kov umístěn pod pořadovým číslem 76. Kov se nenachází ve své čisté formě nugety, proto je jeho chemický vzorec prezentován v rozpuštěné formě.

Těžba prvků je z recyklovaných materiálů. v důsledku jeho oddělení od iridiové, platinové, platinové palladiové rudy nebo měděných a niklových rud. Roční produkce celého prvku na světě nepřesahuje velikost 1 tuny.

Největší vklady na světě stojí za zmínku Pohoří Ural a Sibiř v Rusku, severním státě Aljaška a západní stát Kalifornie v Americe Kanada v Severní Americe Columbia v Jižní Americe a některé Jihoafrické země, Austrálieostrov Tasmánie. V současné době se uvažuje o významném ložisku osmium Bushelův komplex v Jižní Africe, dostanou tam nejvíce věcí. Vzhledem k tomu, že největší ložiska kovů jsou v Jižní Africe, světové ceny tohoto kovu vzácných zemin jsou poměrně vysoké. Kazachstán Je považován za jediný hlavní vývozce osmium-187 na světě. Ačkoli Čína má zásoby platinové rudy, nemá významné množství osmium.

Látka je uložena v práškové formě a protože se netaví ve formě krystalů, není možné na ni kvůli své fyzikální vlastnosti dát značku. Pro výrobu ingotů tohoto kovu se používá ohřev elektronovým paprskem nebo obloukem z prášku, rovněž se používá ohřev v kelímku.

Osmium vypadá jako stříbrně modrý kov. Je to jeden z nejhustších prvků, jeho hustota je 22 600 kilogramů na metr krychlový, ale zároveň je látka křehká, snadno se rozpadá a rozpadá se. Má vysokou měrnou hmotnost a je schopen svítit i při velmi vysokých teplotních vlivech. Vzhledem k parametrům a významné teplotě tání je obtížné jej obrobit. V přírodě existuje ve formě sedmi izotopů, z nichž šest je považováno za stabilní, jedná se o osmium-184, osmium-187, osmium-188, osmium-189, osmium-190 a osmium-192. Laboratorně byly získány izotopy radioaktivních kovů s hmotnostními čísly 162 až 197 a uměle byly získány i některé jaderné izomery.

Téměř všechny sloučeniny s tímto kovem způsobují poškození vnitřních orgánů, zrakové, sluchové poruchy. V případě otravy dvojicemi osmium se mohou v těle objevit nevratné poruchy a smrt. Vědci prováděli experimenty na zvířatech, jejichž výsledkem byl rychlý vývoj anémie, nedostatek normální plicní funkce. Byl učiněn závěr, že se jedná o rychle se vyvíjející edém. Oxid osmičelý, který se používá v medicíně, je velmi agresivní látkou. Má nejhorší vůni na světě. Při otravě pokožka trpí, mění barvu na zelenou nebo černou, často je to doprovázeno vředy a praskliny, které se zahojí velmi dlouho.

Zaměstnanci průmyslových areálů jsou vystaveni nejvyššímu riziku, podle všech bezpečnostních norem pracují pouze v respirátorech a speciálním oblečení. Všechny nádoby obsahující oxid osmium jsou uzavřeny a skladovány v souladu s předpisy. Pro získání minerálů Nevyanskitu je platina přeměněna na roztok pomocí aqua regia. Potom se výsledná sraženina zpracuje zinkem v 8-násobném množství - tato slitina se relativně snadno převede do práškového stavu, který se potom spojí s peroxidem barnatým. Dalším krokem je zpracování výsledné hmoty pomocí aqua regia, destilace zařízením pro separaci oxidu osmičelého.

Vystavením látky alkalickému roztoku se získá sůl. Je ovlivněn solný roztok hyposulfitV důsledku toho se s pomocí chloridu amonného kov vysráží již ve formě fremy soli. Sraženina se promyje, filtruje a kalcinuje. Výsledkem všech těchto akcí je houbovité osmium. Následně je vyčištěn kyselinami, obnoven v elektrické peci pod proudem vodíku a ochlazen. Takže získejte vzorky osmium až do 99,9%.

Vlastnosti tohoto prvku z hlediska chemie jsou úžasné. Následující jsou považovány za nejzákladnější z nich.

1. Osmium vůbec nereaguje s alkáliemi a kyselinami. Vytváří ve vodě rozpustné osmata v reakci s alkalickými taveninami. Interakce se směsí kyseliny dusičné a kyseliny chlorovodíkové dává extrémně pomalou reakci.
2. Vysoce toxický i při mikroskopických dávkách. Zejména toxický je oxid osmičitý uvolňovaný z platiny.
3. Je nemožné stanovit teplotu varu kovu, protože je zvláště žáruvzdorný.
4. Kov v prášku snadno reaguje s následujícími látkami: čistý kyslík, halogeny, kyselina sírová nebo kyselina dusičná.
5. V různých sloučeninách dostává čísla oxidů od -2 do +8. Nejběžnější jsou +2, +3, +4 a +8.
6. Jsou schopné tvořit klastrové sloučeniny.
7. Hlavní minerály se vztahují k pevným roztokům a jsou představovány slitinami iridia s osmiem - jedná se o sysertskit a nevyanskit. Kromě toho má syrskit jiné jméno - iridium osmium a nevyanskite - osmisty iridium.

Hustota Osmium je přibližně 22,61 gramů na krychlový centimetr. Krystaly mají krásný stříbrný lesk, s různými odstíny od šedé do modré. Ingoty vykazují tmavě modrou barvu v fialovém prášku. Celý kov má stříbrný lesk. Toxicita prvku neumožňuje jeho použití v klenotnictví. Hlavní fyzikální vlastnosti jsou známy.

1. Teplota tání tohoto prvku je poměrně vysoká, tání je možné při teplotě vyšší než 3 000 stupňů Celsia.
2. Kov nemá žádné magnetické vlastnosti.
3. Úžasná tvrdost. Slitiny s přidáním tohoto kovu získají zvýšenou odolnost proti opotřebení, trvanlivost, antikorozní ochranu a odolnost proti mechanickému namáhání.
4. Bod varu je 5012 ° C.
5. Mohsova tvrdost je 7.
6. Tvrdost podle Vickerse je 3-4 GPa.

Vzhledem ke značným nákladům na samotný prvek se tento kov zřídka používá v hromadné průmyslové výrobě. Rozsah osmium je hlavně zastoupen průmyslem v chemickém průmyslu, kde se používá jako katalyzátor. Oxid osmičelý se používá jako součást některých léků. V laboratorních testech se používá pro barvení živých tkání, zajišťuje zachování buněčné struktury.

V leteckém průmyslu se používá osmium v elektronickém vybavení zařízení pro leteckou a raketovou technologii, stejně jako ve výrobě jaderné zbraně. Kvůli nedostatku magnetických vlastností kov se používá při výrobě značkových hodinek, jako je Rolex. Používá se slitina osmium s platinou vytváření chirurgických implantátů - Jedná se o kardiostimulátory nebo plicní kufry.

1. Při tlaku asi 770 GPa osmium interaguje s elektrony ve vnitřních orbitálech, struktura látky zůstává nezměněna.
2. Osmium v horninách obsahuje půl procenta celkové hmotnosti ložisek rudy.
3. Vzhledem k vysoké hustotě vzhled a skutečná hmotnost kovu jsou velmi odlišné. 0,5-litrová plastová láhev naplněná tímto kovovým práškem bude těžší než 10-litrová nádoba naplněná vodou.
4. Tento kov je mezi prvními pěti nákladné.
5. Náklady na trojnásobnou unci osmium jsou obchodním tajemstvím, v otevřených zdrojích najdete přibližnou cenu za 1 gram látky.
6. Díky žáruvzdornosti osmiumu zaznamenané v historii elektrické lampy. Vědec K. Auer von Welsbach z Německa navrhl nahradit vlákno osmium v ​​uhlí. Žárovky se ukázaly být třikrát méně náročné na energii a osvětlení se výrazně zlepšilo. Pravda, on byl brzy nahrazen více obyčejným tantal, který, podle pořadí, byl nahrazený wolframem.
7. Podobná situace nastala u vzácných kovů a při výrobě amoniaku. Metoda syntézy amoniaku, která se v současnosti používá, vyvinutá v roce 1908 chemikem Fritzem Haberem z Německa, je bez použití katalyzátorů nemožná.Zpočátku katalyzátory použité v té době vykazovaly své vlastnosti pouze v přítomnosti významných teplotních podmínek a neměly vysokou účinnost, takže hledání náhrady bylo velmi relevantní. Vědci z laboratoře Vyšší technické školy v Karlsruhe navrhli použití jemně rozptýleného osmium ve formě katalytického prvku. Výsledky testu potvrdily, že tato myšlenka stála za to, katalytická teplota se snížila o více než 100 ° C a výstup amoniaku se výrazně zvýšil. Pravda, později odmítli osmium, ale pomohlo to vyřešit takový důležitý problém.

Hraje Osmium a další vzácné a jedinečné kovy významnou roli v různých průmyslových odvětvích. I přes veškerou toxicitu zachraňuje životy a zdraví lidí.

Další informace o osmiu získáte v dalším videu.