Alles über Osmium

Osmium - ein seltenes Metall, gehört zur Platingruppe. Es wurde in England als Ergebnis von Experimenten zur Reaktion von Platin entdeckt. Der Name Osmium wird im Griechischen gegeben und bedeutet in der Übersetzung „Geruch“. Was ist das für ein Edelmetall? Was sind seine Funktionen und was ist seine Verwendung?

Die Entdeckung dieses Elements erfolgte zufällig im Jahr 1803 durch die britischen Chemiker Smithson Tennant und William H. Wallastan. Als Ergebnis von Experimenten zur Reaktion von Platin auf einem Gemisch von Säuren (Schwefelsäure und Salpetersäure) zeigte der resultierende Niederschlag ein unangenehmes Aroma, das an den Gestank von Chlor und faulem Rettich erinnert. Ähnliche Experimente wurden von Colle Descotti, Antoine de Fourcoy und Vauclins in Frankreich durchgeführt. Als Ergebnis ihrer Forschung fanden sie auch eine unbekannte Substanz in einem unlöslichen Niederschlag aus Platin.

Die Entdeckung dieser chemischen Elemente wurde der Royal Society in London durch eine schriftliche Nachricht von Tennant vom 21. Juni 1804 vorgestellt. Im Periodensystem der chemischen Elemente befindet sich das Metall unter der Ordnungszahl 76. Metall wird von Nuggets nicht in seiner reinen Form gefunden, daher wird seine chemische Formel in gelöster Form dargestellt.

Der Elementabbau erfolgt aus recycelten Materialien. infolge seiner Trennung von Iridium-, Platin-, Platin-Palladium-Erz oder Kupfer- und Nickelerzen. Die jährliche Produktion des gesamten Elements der Welt überschreitet nicht die Größe von 1 Tonne.

Die größten Lagerstätten der Welt sind erwähnenswert Uralgebirge und Sibirien in Russland der nördliche Staat Alaska und westlicher Staat Kalifornien in Amerika Kanada in Nordamerika Columbia in Südamerika und einigen Südafrikanische Länder, Australien, die Insel Tasmanien. Derzeit wird eine signifikante Ablagerung von Osmium in Betracht gezogen Scheffelkomplex in SüdafrikaDort bekommen sie das meiste Zeug. Angesichts der Tatsache, dass sich die größten Metallvorkommen in Südafrika befinden, sind die Weltmarktpreise für dieses Seltenerdmetall recht hoch. Kasachstan Es gilt als der einzige große Exporteur von Osmium-187 in der Welt. Obwohl China über Platinerzreserven verfügt, verfügt es nicht über eine signifikante Menge an Osmium.

Die Substanz wird in Pulverform gelagert und da sie nicht in Form von Kristallen schmilzt, ist es aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften nicht möglich, sie zu markieren. Zur Herstellung von Barren aus diesem Metall wird eine Elektronenstrahl- oder Lichtbogenerwärmung aus Pulver verwendet, wobei auch eine Erwärmung in einem Tiegel verwendet wird.

Osmium sieht aus wie ein silberblaues Metall. Dies ist eines der dichtesten Elemente, seine Dichte beträgt 22.600 Kilogramm pro Kubikmeter, aber gleichzeitig ist die Substanz ziemlich zerbrechlich, bricht leicht und zerbröckelt. Es hat ein hohes spezifisches Gewicht und kann auch bei relativ hohen Temperatureinflüssen glänzen. Aufgrund der Parameter und der signifikanten Schmelztemperatur ist es schwierig, es zu bearbeiten. In der Natur liegt es in Form von sieben Isotopen vor, von denen sechs als stabil gelten. Dies sind Osmium-184, Osmium-187, Osmium-188, Osmium-189, Osmium-190 und Osmium-192. Radioaktive Metallisotope mit Massenzahlen von 162 bis 197 wurden im Labor erhalten, und einige Kernisomere wurden auch künstlich erhalten.

Fast alle Verbindungen mit diesem Metall schädigen innere Organe, Seh- und Hörstörungen. Bei einer Vergiftung durch Osmiumpaare können irreversible Störungen im Körper und Tod auftreten. Wissenschaftler führten Tierversuche durch, deren Ergebnisse die rasche Entwicklung einer Anämie und das Fehlen einer normalen Lungenfunktion waren. Es wurde der Schluss gezogen, dass dies ein sich schnell entwickelndes Ödem ist. Osmiumtetraoxid, das in der Medizin verwendet wird, ist eine sehr aggressive Substanz. Es hat den übelsten Geruch der Welt. Bei einer Vergiftung leidet die Haut, sie verfärbt sich grün oder schwarz, oft geht dies mit Geschwüren und Rissen einher, deren Heilung sehr lange dauert.

Mitarbeiter von Industriegebäuden sind dem höchsten Risiko ausgesetzt. Nach allen Sicherheitsstandards arbeiten sie nur in Atemschutzmasken und Spezialkleidung. Alle osmiumoxidhaltigen Behälter werden gemäß den Vorschriften versiegelt und gelagert. Um Nevyanskite-Mineralien zu erhalten, wird Platin mittels Königswasser in eine Lösung umgewandelt. Dann wird der resultierende Niederschlag in einer 8-fachen Menge mit Zink behandelt - diese Legierung wird relativ leicht in einen Pulverzustand umgewandelt, der dann mit Bariumperoxid verschmolzen wird. Der nächste Schritt ist die Verarbeitung der resultierenden Masse unter Verwendung von Königswasser, Destillation durch eine Vorrichtung zur Trennung von Osmiumtetroxid.

Durch Aussetzen der Substanz gegenüber einer Alkalilösung wird Salz erhalten. Salzlösung ist betroffen HyposulfitInfolgedessen fällt das Metall mit Hilfe von Ammoniumchlorid bereits in Form eines Fremy-Salzes aus. Der Niederschlag wird gewaschen, filtriert und kalziniert. Das Ergebnis all dieser Aktionen ist schwammiges Osmium. Anschließend wird es mit Säuren gereinigt, in einem Elektroofen unter einem Wasserstoffstrom wiederhergestellt und abgekühlt. Also erhalten Osmiumproben bis zu 99,9%.

Die Eigenschaften dieses Elements sind aus chemischer Sicht erstaunlich. Die folgenden werden als die grundlegendsten von ihnen angesehen.

1. Osmium reagiert überhaupt nicht mit Laugen und Säuren. Bildet in Reaktion mit alkalischen Schmelzen wasserlösliche Osmata. Die Wechselwirkung mit einem Gemisch aus Salpetersäure und Salzsäure führt zu einer extrem langsamen Reaktion.
2. Sehr giftig, auch bei mikroskopischen Dosen. Besonders giftig ist aus Platin freigesetztes Osmiumoxid.
3. Es ist unmöglich, die Siedetemperatur des Metalls zu bestimmen, da es besonders feuerfest ist.
4. Metall in Pulverform reagiert leicht mit folgenden Substanzen: reiner Sauerstoff, Halogene, Schwefel- oder Salpetersäure.
5. In verschiedenen Verbindungen erhält es Oxidzahlen von -2 bis +8. Am häufigsten sind +2, +3, +4 und +8.
6. Kann Clusterverbindungen bilden.
7. Die Hauptmineralien sind mit festen Lösungen verwandt und werden durch Iridiumlegierungen mit Osmium dargestellt - dies sind Sysertskit und Nevyanskit. Darüber hinaus hat Syrskit einen anderen Namen - Iridiumosmium und Nevyanskit - Osmisty Iridium.

Dichte Osmium ist ungefähr 22,61 Gramm pro Kubikzentimeter. Die Kristalle haben einen schönen silbernen Schimmer mit verschiedenen Farbtönen von grau bis blau. Die Barren zeigen eine dunkelblaue Farbe im Pulverviolett. Alles Metall hat einen silbrigen Glanz. Die Toxizität des Elements erlaubt seine Verwendung in der Schmuckindustrie nicht. Die wichtigsten physikalischen Eigenschaften sind z.

1. Der Schmelzpunkt dieses Elements ist ziemlich hoch, ein Schmelzen ist bei einer Temperatur von mehr als 3000 Grad Celsius möglich.
2. Das Metall hat keine magnetischen Eigenschaften.
3. Erstaunliche Härte. Legierungen mit diesem Zusatz erhalten eine erhöhte Verschleißfestigkeit, Haltbarkeit, Korrosionsschutz und Beständigkeit gegen mechanische Beanspruchung.
4. Der Siedepunkt beträgt 5012 ºC.
5. Die Mohs-Härte beträgt 7.
6. Die Vickers-Härte beträgt 3-4 GPa.

Aufgrund der erheblichen Kosten des Elements selbst wird dieses Metall in der industriellen Massenproduktion selten verwendet. Der Umfang von Osmium wird hauptsächlich von der Industrie in der chemischen Industrie vertreten, wo es als Katalysator verwendet wird. Osmiumtetraoxid wird als Teil einiger Medikamente verwendet. In Labortests wird es zur Färbung lebender Gewebe verwendet, um die Erhaltung der Zellstruktur zu gewährleisten.

In der Luft- und Raumfahrtindustrie wird Osmium verwendet in elektronischen Geräten von Geräten für die Luftfahrt- und Raketentechnologie, sowie in der Herstellung Atomwaffen. Aufgrund des Mangels an magnetischen Eigenschaften, Metall wird zur Herstellung von Markenuhren wie Rolex verwendet. Für wird eine Legierung aus Osmium mit Platin verwendet chirurgische Implantate erstellen - Dies sind Herzschrittmacher oder Lungenstammklappen.

1. Bei einem Druck von etwa 770 GPa interagiert Osmium mit Elektronen in inneren Orbitalen. Die Struktur des Stoffes bleibt unverändert.
2. Osmium in Gesteinen enthält ein halbes Prozent der Gesamtmasse der Erzvorkommen.
3. Aufgrund der hohen Dichte Das Aussehen und die tatsächliche Masse des Metalls sind sehr unterschiedlich. Eine mit diesem Metallpulver gefüllte 0,5-Liter-Plastikflasche ist also schwerer als ein mit Wasser gefüllter 10-Liter-Eimer.
4. Dieses Metall ist in den Top 5 teuer.
5. Die Kosten für eine dreifache Unze Osmium sind ein GeschäftsgeheimnisIn Open Source finden Sie den ungefähren Preis für 1 Gramm Substanz.
6. Aufgrund der Feuerfestigkeit von Osmium in der Geschichte der elektrischen Lampe notiert. Der Wissenschaftler K. Auer von Welsbach aus Deutschland schlug vor, ein Osmiumfilament in einer Kohlebirne zu ersetzen. Die Glühbirnen erwiesen sich als dreimal weniger energieintensiv und die Beleuchtung verbesserte sich deutlich. Zwar wurde er bald durch das häufigere Tantal ersetzt, das wiederum durch Wolfram ersetzt wurde.
7. Eine ähnliche Situation ereignete sich bei Seltenmetallen und bei der Ammoniakproduktion. Die derzeit verwendete Ammoniaksynthesemethode, die 1908 vom Chemiker Fritz Haber aus Deutschland entwickelt wurde, ist ohne den Einsatz von Katalysatoren nicht möglich.Anfänglich zeigten die zu diesem Zeitpunkt verwendeten Katalysatoren ihre Eigenschaften nur in Gegenwart signifikanter Temperaturbedingungen und hatten keine hohe Effizienz, so dass die Suche nach einem Ersatz sehr relevant war. Wissenschaftler des Labors der Technischen Hochschule in Karlsruhe haben die Verwendung von fein dispergiertem Osmium in Form eines katalytischen Elements vorgeschlagen. Die Testergebnisse bestätigten, dass sich diese Idee lohnte, die katalytische Temperatur um mehr als 100 ºC abnahm und der Ammoniakausstoß signifikant anstieg. Zwar lehnten sie später Osmium ab, aber es half bei der Lösung eines so wichtigen Problems.

Osmium und andere seltene und einzigartige Metalle spielen eine Rolle bedeutende Rolle in verschiedenen Branchen. Trotz all seiner Toxizität rettet es das Leben und die Gesundheit der Menschen.

Weitere Informationen zu Osmium finden Sie im nächsten Video.