Όλοι για το Οσμίου

Οσμίου - ένα σπάνιο μέταλλο, ανήκει στην ομάδα πλατίνας. Ανακαλύφθηκε στην Αγγλία ως αποτέλεσμα πειραμάτων στην αντίδραση της πλατίνας. Το όνομα osmium δίνεται στα ελληνικά και σημαίνει "μυρωδιά" στη μετάφραση. Τι είναι αυτό το ευγενές μέταλλο; Ποια είναι τα χαρακτηριστικά του και ποια είναι η χρήση του;

Η ανακάλυψη αυτού του στοιχείου συνέβη τυχαία το 1803 από τους βρετανούς χημικούς Smithson Tennant και William H. Wallastan. Ως αποτέλεσμα πειραμάτων στην αντίδραση λευκοχρύσου σε ένα μείγμα οξέων (θειικό και νιτρικό), το προκύπτον ίζημα έδειξε ένα δυσάρεστο άρωμα που θυμίζει το βρώμικο χλώριο και το σάπιο ραπανάκι. Παρόμοια πειράματα πραγματοποιήθηκαν από τους Colle Descotti, Antoine de Fourcoy και Vauclins στη Γαλλία. Ως αποτέλεσμα της έρευνάς τους, βρήκαν επίσης μια άγνωστη ουσία σε ένα αδιάλυτο ίζημα από λευκόχρυσο.

Η ανακάλυψη αυτών των χημικών στοιχείων παρουσιάστηκε στην Royal Society στο Λονδίνο με γραπτό μήνυμα από την Tennant της 21ης ​​Ιουνίου 1804. Στον περιοδικό πίνακα των χημικών στοιχείων, το μέταλλο βρίσκεται κάτω από τον αριθμό σειράς 76. Το μέταλλο δεν βρίσκεται σε καθαρή μορφή από ψήγματα, επομένως η χημική του σύνθεση παρουσιάζεται σε διαλυμένη μορφή.

Το εξόρυγμα στοιχείου προέρχεται από ανακυκλωμένα υλικά. ως αποτέλεσμα του διαχωρισμού από ιρίδιο, λευκόχρυσο, μετάλλευμα πλατίνας-παλλαδίου ή χαλκό και νικέλιο. Η ετήσια παραγωγή του συνόλου του στοιχείου στον κόσμο δεν υπερβαίνει το μέγεθος ενός τόνου.

Οι μεγαλύτερες καταθέσεις στον κόσμο αξίζει να σημειωθούν τέτοιες περιοχές όπως Βουνά Ουράλ και Σιβηρία στη Ρωσία, το βόρειο κράτος Αλάσκα και τη δυτική πολιτεία Καλιφόρνια στην Αμερική Καναδά στη Βόρεια Αμερική Κολομβία στη Νότια Αμερική και μερικούς Χώρες της Νότιας Αφρικής, Αυστραλίανησί Τασμανία. Επί του παρόντος, εξετάζεται μια σημαντική ποσότητα οσμίου Bushel στη Νότιο Αφρική, παίρνουν τα περισσότερα πράγματα εκεί. Δεδομένου ότι οι μεγαλύτερες μεταλλικές αποθέσεις βρίσκονται στη Νότια Αφρική, οι παγκόσμιες τιμές αυτού του σπάνιου μετάλλου είναι αρκετά υψηλές. Καζακστάν θεωρείται ο μόνος σημαντικός εξαγωγέας οσμίου-187 στον κόσμο. Αν και η Κίνα διαθέτει αποθέματα λευκοχρύσου πλατίνας, δεν έχει σημαντική ποσότητα οσμίου.

Η ουσία αποθηκεύεται σε μορφή σκόνης και δεδομένου ότι δεν τήκεται με τη μορφή κρυστάλλων, δεν είναι δυνατή η τοποθέτηση ενός σημείου επ 'αυτής λόγω των φυσικών ιδιοτήτων της. Για την κατασκευή πλινθωμάτων αυτού του μετάλλου χρησιμοποιείται θερμότητα με δέσμη ηλεκτρονίων ή τόξο από σκόνη · χρησιμοποιείται επίσης θέρμανση σε χωνευτήριο.

Το όσμμιο μοιάζει με ένα μεταλλικό άργυρο. Αυτό είναι ένα από τα πιο πυκνά στοιχεία, η πυκνότητα του είναι 22.600 χιλιόγραμμα ανά κυβικό μέτρο, αλλά ταυτόχρονα η ουσία είναι αρκετά εύθραυστη, σπάει εύκολα και καταρρέει. Έχει υψηλό ειδικό βάρος και είναι σε θέση να λάμπει ακόμα και σε επιδράσεις αρκετά υψηλών θερμοκρασιών. Λόγω των παραμέτρων και της σημαντικής θερμοκρασίας τήξης, είναι δύσκολο να το μηχανήσουμε. Στη φύση, υπάρχει υπό τη μορφή επτά ισοτόπων, έξι από τα οποία θεωρούνται σταθερά, όπως οσμίου-184, οσμίου-187, οσμίου-188, οσμίου-189, οσμίου-190 και οσμίου-192. Τα ραδιενεργά μεταλλικά ισότοπα με αριθμούς μάζας από 162 έως 197 ελήφθησαν εργαστηριακά και ορισμένα πυρηνικά ισομερή λήφθηκαν επίσης τεχνητά.

Σχεδόν όλες οι ενώσεις με αυτό το μέταλλο προκαλούν βλάβη στα εσωτερικά όργανα, οπτικές, ακουστικές διαταραχές. Σε περίπτωση δηλητηρίασης από ζεύγη οσμίου, μπορεί να εμφανιστούν μη αναστρέψιμες διαταραχές στο σώμα και θάνατος. Οι επιστήμονες πραγματοποίησαν πειράματα σε ζώα, τα αποτελέσματα των οποίων ήταν η ταχεία ανάπτυξη αναιμίας, η έλλειψη φυσιολογικής πνευμονικής λειτουργίας. Το συμπέρασμα ήταν ότι αυτό είναι ένα ταχέως αναπτυσσόμενο οίδημα. Το τετραοξείδιο του οσμίου, το οποίο χρησιμοποιείται στην ιατρική, είναι μια πολύ επιθετική ουσία. Έχει την πιο άσχημη μυρωδιά στον κόσμο. Όταν δηλητηρίαση, το δέρμα πάσχει, αλλάζει το χρώμα σε πράσινο ή μαύρο, συχνά αυτό συνοδεύεται από έλκη και ρωγμές που θα χρειαστούν πολύ χρόνο για να θεραπευτούν.

Οι εργαζόμενοι σε βιομηχανικούς χώρους διατρέχουν τον υψηλότερο κίνδυνο, σύμφωνα με όλα τα πρότυπα ασφαλείας, εργάζονται μόνο σε αναπνευστήρες και ειδικά ενδύματα. Όλα τα δοχεία που περιέχουν οξείδιο οσμίου σφραγίζονται και αποθηκεύονται σύμφωνα με τους κανονισμούς. Για την απόκτηση ορυκτών Nevyanskite, η πλατίνα μετατρέπεται σε διάλυμα με aqua regia. Στη συνέχεια, το προκύπτον ίζημα επεξεργάζεται με ψευδάργυρο σε 8 φορές - αυτό το κράμα μετατρέπεται σχετικά εύκολα σε κατάσταση σκόνης, η οποία στη συνέχεια συντήκεται με υπεροξείδιο του βαρίου. Το επόμενο βήμα είναι η επεξεργασία της προκύπτουσας μάζας με χρήση υδατοδιανομής, απόσταξη μέσω συσκευής για τον διαχωρισμό τετροξειδίου του οσμίου.

Με την έκθεση της ουσίας σε αλκαλικό διάλυμα, λαμβάνεται άλας. Αλάτι διάλυμα επηρεάζεται υποθειώδεςΩς αποτέλεσμα, με τη βοήθεια χλωριούχου αμμωνίου, το μέταλλο κατακρημνίζεται ήδη με τη μορφή άλατος Fremy. Το ίζημα πλένεται, διηθείται και πλένεται. Το αποτέλεσμα όλων αυτών των ενεργειών είναι ο σπογγώδης οσμίου. Στη συνέχεια καθαρίζεται με οξέα, αποκαθίσταται σε ηλεκτρικό κλίβανο υπό ρεύμα υδρογόνου και ψύχεται. Έτσι λαμβάνουν δείγματα οσμίου μέχρι 99,9%.

Οι ιδιότητες αυτού του στοιχείου, από την άποψη της χημείας, είναι εκπληκτικές. Τα ακόλουθα θεωρούνται τα πιο βασικά από αυτά.

1. Το όσμιο δεν αντιδρά καθόλου με αλκάλια και οξέα. Δημιουργεί υδατοδιαλυτά όσμματα σε αντίδραση με αλκαλικά τήγματα. Η αλληλεπίδραση με ένα μείγμα νιτρικού και υδροχλωρικού οξέος δίνει εξαιρετικά αργή αντίδραση.
2. Πολύ τοξικό, ακόμη και σε μικροσκοπικές δόσεις. Ιδιαίτερα τοξικό είναι το οξείδιο του οσμίου που απελευθερώνεται από την πλατίνα.
3. Είναι αδύνατον να προσδιοριστεί η θερμοκρασία βρασμού του μετάλλου, επειδή είναι ιδιαίτερα ανθεκτική.
4. Το μέταλλο σε σκόνη αντιδρά εύκολα με τις ακόλουθες ουσίες: καθαρό οξυγόνο, αλογόνα, θειικό ή νιτρικό οξύ.
5. Σε διάφορες ενώσεις λαμβάνει αριθμούς οξειδίων από -2 έως +8. Τα πιο συνηθισμένα είναι τα +2, +3, +4 και +8.
6. Δυνατότητα σχηματισμού ενώσεων συμπλέγματος.
7. Τα κύρια μεταλλεύματα σχετίζονται με στερεά διαλύματα και αντιπροσωπεύονται από κράματα ιριδίου με οσμίου - αυτά είναι sysertskite και nevyanskite. Επιπλέον, το syrskite έχει διαφορετικό όνομα - iridium osmium, και nevyanskite - osmisty iridium.

Πυκνότητα Το όσμιο είναι περίπου 22,61 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό. Οι κρύσταλλοι έχουν μια όμορφη ασημένια λάμψη, με διάφορες αποχρώσεις από γκρι σε μπλε. Τα πλινθώματα εμφανίζουν σκούρο μπλε χρώμα, στη βιολετί σε σκόνη. Όλα τα μέταλλα έχουν ασημένια λάμψη. Η τοξικότητα του στοιχείου δεν επιτρέπει τη χρήση του στη βιομηχανία κοσμημάτων. Οι κύριες φυσικές ιδιότητες σημειώνονται όπως.

1. Το σημείο τήξης αυτού του στοιχείου είναι αρκετά υψηλό, η τήξη είναι δυνατή σε θερμοκρασία μεγαλύτερη των 3000 βαθμών Κελσίου.
2. Το μέταλλο δεν έχει μαγνητικές ιδιότητες.
3. Καταπληκτική σκληρότητα. Τα κράματα με την προσθήκη αυτού του μετάλλου αποκτούν αυξημένη αντοχή στη φθορά, ανθεκτικότητα, αντιδιαβρωτική προστασία και αντοχή στη μηχανική καταπόνηση.
4. Το σημείο βρασμού είναι 5012 ºC.
5. Η σκληρότητα του Mohs είναι 7.
6. Η σκληρότητα Vickers είναι 3-4 GPa.

Λόγω του σημαντικού κόστους του ίδιου του στοιχείου, το μέταλλο σπάνια χρησιμοποιείται στη μαζική βιομηχανική παραγωγή. Το πεδίο του οσμίου αντιπροσωπεύεται κυρίως από τη βιομηχανία στη χημική βιομηχανία, όπου χρησιμοποιείται ως καταλύτης. Το τετραοξείδιο του οσμίου χρησιμοποιείται ως μέρος ορισμένων φαρμάκων. Σε εργαστηριακές εξετάσεις, χρησιμοποιείται για τη χρώση ζωντανών ιστών, εξασφαλίζει τη διατήρηση της κυτταρικής δομής.

Στη βιομηχανία αεροδιαστημικής χρησιμοποιείται οσμίου σε ηλεκτρονικό εξοπλισμό εξοπλισμού για την αεροπορία και την τεχνολογία πυραύλων, καθώς και στην κατασκευή πυρηνικά όπλα. Λόγω της έλλειψης μαγνητικών ιδιοτήτων, μέταλλο χρησιμοποιείται στην κατασκευή επώνυμων ρολογιών όπως το Rolex. Χρησιμοποιείται κράμα οσμίου με λευκόχρυσο δημιουργώντας χειρουργικά εμφυτεύματα - Αυτοί είναι βηματοδότες ή βαλβίδες πνευμονικού κορμού.

1. Σε μία πίεση περίπου 770 GPa, το οσμίου αλληλεπιδρά με ηλεκτρόνια σε εσωτερικά τροχιακά, η δομή της ουσίας παραμένει αμετάβλητη.
2. Οσμίου σε πετρώματα περιέχει μισό τοις εκατό της συνολικής μάζας των καταλοίπων ορυκτών.
3. Λόγω της υψηλής πυκνότητας η εμφάνιση και η πραγματική μάζα του μετάλλου είναι πολύ διαφορετικές. Έτσι, μια πλαστική φιάλη 0.5 λίτρων γεμάτη με αυτή τη μεταλλική σκόνη θα είναι βαρύτερη από έναν κάδο 10 λίτρων γεμάτο με νερό.
4. Αυτό το μέταλλο βρίσκεται στην κορυφή των πέντε δαπανηρή.
5. Το κόστος μιας τριπλής ουγγιάς οσμίου είναι εμπορικό μυστικό, σε ανοικτές πηγές μπορείτε να βρείτε την κατά προσέγγιση τιμή για 1 γραμμάριο ουσίας.
6. Λόγω της ανεπάρκειας του οσμίου που σημειώνεται στην ιστορία του ηλεκτρικού λαμπτήρα. Ο επιστήμονας Κ. Auer von Welsbach από τη Γερμανία πρότεινε να αντικατασταθεί ένα νήμα οσμίου σε ένα βολβό άνθρακα. Οι βολβοί αποδείχτηκαν 3 φορές λιγότερο έντασης ενέργειας και ο φωτισμός βελτιώθηκε σημαντικά. Είναι αλήθεια ότι αντικαταστάθηκε σύντομα από το πιο κοινό ταντάλιο, το οποίο με τη σειρά του αντικαταστάθηκε από βολφράμιο.
7. Μια παρόμοια κατάσταση συνέβη και με το σπάνιο μέταλλο και την παραγωγή αμμωνίας. Η μέθοδος σύνθεσης αμμωνίας που χρησιμοποιείται σήμερα, που αναπτύχθηκε το 1908 από τον χημικό Fritz Haber από τη Γερμανία, είναι αδύνατη χωρίς τη χρήση καταλυτών.Αρχικά, οι καταλύτες που χρησιμοποιήθηκαν εκείνη την εποχή έδειξαν τις ιδιότητές τους μόνο παρουσία σημαντικών συνθηκών θερμοκρασίας και δεν είχαν υψηλή απόδοση, οπότε η αναζήτηση αντικατάστασης ήταν πολύ σημαντική. Οι επιστήμονες από το εργαστήριο της Ανώτατης Τεχνικής Σχολής στην Καρλσρούη υπέβαλαν πρόταση σχετικά με τη χρήση λεπτώς διεσπαρμένου οσμίου με τη μορφή καταλυτικού στοιχείου. Τα αποτελέσματα των δοκιμών επιβεβαίωσαν ότι η ιδέα αυτή ήταν χρήσιμη, η καταλυτική θερμοκρασία μειώθηκε περισσότερο από 100 ºC και η παραγωγή αμμωνίας αυξήθηκε σημαντικά. Είναι αλήθεια ότι αργότερα απέρριψαν το όσμιο, αλλά βοήθησαν στην επίλυση ενός τόσο σημαντικού προβλήματος.

Οσμίου και άλλα σπάνια και μοναδικά μέταλλα παίζουν σημαντικό ρόλο σε διάφορους κλάδους. Ακόμη και με όλη την τοξικότητά του, σώζει ζωές και ανθρώπινη υγεία.

Μπορείτε να λάβετε περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το osmium στο επόμενο βίντεο.