Tout sur l'osmium

Osmium - un métal rare, appartient au groupe du platine. Il a été découvert en Angleterre à la suite d'expériences sur la réaction du platine. Le nom osmium est donné en grec et signifie «odeur» en traduction. Quel est ce métal noble? Quelles sont ses fonctionnalités et quelle est son utilisation?

La découverte de cet élément s'est produite par hasard en 1803 par les chimistes britanniques Smithson Tennant et William H. Wallastan. À la suite d'expériences sur la réaction du platine sur un mélange d'acides (sulfurique et nitrique), le précipité résultant a montré un arôme désagréable rappelant la puanteur du chlore et du radis pourri. Des expériences similaires ont été menées par Colle Descotti, Antoine de Fourcoy et Vauclins en France. À la suite de leurs recherches, ils ont également trouvé une substance inconnue dans un précipité insoluble de platine.

La découverte de ces éléments chimiques a été présentée à la Royal Society de Londres par un message écrit de Tennant daté du 21 juin 1804. Dans le tableau périodique des éléments chimiques, le métal est situé sous le nombre ordinal 76. Le métal n'est pas trouvé sous sa forme pure par les pépites, donc sa formule chimique est présentée sous forme dissoute.

L'extraction des éléments provient de matériaux recyclés. en raison de sa séparation de l'iridium, du platine, du minerai de platine-palladium ou des minerais de cuivre et de nickel. La production annuelle de l'élément entier dans le monde ne dépasse pas la taille de 1 tonne.

Les gisements les plus importants du monde méritent d’être Montagnes de l'Oural et Sibérie en Russie, l'état du nord Alaska et l'état occidental Californie en amérique Le Canada en Amérique du Nord Columbia en Amérique du Sud et certains Pays sud-africains, Australieîle Tasmanie. Actuellement, un important dépôt d'osmium est considéré Complexe de boisseaux en Afrique du Sud, ils obtiennent le plus de choses là-bas. Étant donné que les plus grands gisements de métaux se trouvent en Afrique du Sud, les prix mondiaux de ce métal des terres rares sont assez élevés. Kazakhstan Il est considéré comme le seul grand exportateur d'osmium-187 au monde. Bien que la Chine ait des réserves de minerai de platine, elle n'a pas une quantité significative d'osmium.

La substance est stockée sous forme de poudre et comme elle ne fond pas sous forme de cristaux, il n'est pas possible de la marquer en raison de ses propriétés physiques. Pour la fabrication de lingots de ce métal, un chauffage par faisceau d'électrons ou à arc à partir de poudre est utilisé; le chauffage dans un creuset est également utilisé.

L'osmium ressemble à un métal bleu argenté. C'est l'un des éléments les plus denses, sa densité est de 22 600 kilogrammes par mètre cube, mais en même temps, la substance est assez fragile, se casse et s'effrite facilement. Il a une gravité spécifique élevée et peut briller même à des influences de température assez élevées. En raison des paramètres et de la température de fusion importante, il est difficile à usiner. Dans la nature, il existe sous la forme de sept isotopes, dont six sont considérés comme stables, ce sont l'osmium-184, l'osmium-187, l'osmium-188, l'osmium-189, l'osmium-190 et l'osmium-192. Des isotopes de métaux radioactifs avec des nombres de masse de 162 à 197 ont été obtenus en laboratoire, et certains isomères nucléaires ont également été obtenus artificiellement.

Presque tous les composés avec ce métal causent des dommages aux organes internes, des troubles visuels et auditifs. En cas d'empoisonnement par des paires d'osmium, des troubles irréversibles du corps et la mort peuvent survenir. Les scientifiques ont mené des expériences sur des animaux, dont les résultats ont été le développement rapide de l'anémie, le manque de fonction pulmonaire normale. Il a été conclu qu'il s'agit d'un œdème en développement rapide. Le tétraoxyde d'osmium, utilisé en médecine, est une substance très agressive. Il a l'odeur la plus vile du monde. Lors d'un empoisonnement, la peau souffre, elle change de couleur en vert ou noir, souvent accompagnée d'ulcères et de fissures qui prendront très longtemps à guérir.

Les employés des locaux industriels sont les plus exposés; selon toutes les normes de sécurité, ils ne travaillent que dans des respirateurs et des vêtements spéciaux. Tous les conteneurs contenant de l'oxyde d'osmium sont scellés et stockés conformément à la réglementation. Pour obtenir les minéraux de Nevyanskite, le platine est converti en solution au moyen d'aqua regia. Ensuite, le précipité résultant est traité avec du zinc en une quantité de 8 fois - cet alliage est relativement facilement converti en un état de poudre, qui est ensuite fusionné avec du peroxyde de baryum. L'étape suivante est le traitement de la masse résultante en utilisant de l'eau régale, une distillation à travers un appareil pour la séparation du tétroxyde d'osmium.

En exposant la substance à une solution alcaline, on obtient du sel. La solution de sel est affectée hyposulfiteEn conséquence, à l'aide de chlorure d'ammonium, le métal précipite déjà sous la forme d'un sel de Fremy. Le précipité est lavé, filtré et calciné. Le résultat de toutes ces actions est l'osmium spongieux. Par la suite, il est nettoyé avec des acides, restauré dans un four électrique sous courant d'hydrogène et refroidi. Alors recevoir des échantillons d'osmium jusqu'à 99,9%.

Les propriétés de cet élément, du point de vue de la chimie, sont étonnantes. Les éléments suivants sont considérés comme les plus élémentaires d'entre eux.

1. L'osmium ne réagit pas du tout avec les alcalis et les acides. Forme des osmates hydrosolubles en réaction avec des fondus alcalins. L'interaction avec un mélange d'acides nitrique et chlorhydrique donne une réaction extrêmement lente.
2. Très toxique, même à des doses microscopiques. L'oxyde d'osmium libéré par le platine est particulièrement toxique.
3. Il est impossible de déterminer la température d'ébullition du métal, car il est particulièrement réfractaire.
4. Le métal en poudre réagit facilement avec les substances suivantes: oxygène pur, halogènes, acides sulfuriques ou nitriques.
5. Dans divers composés, il reçoit des nombres d'oxyde de -2 à +8. Les plus courants sont +2, +3, +4 et +8.
6. Capable de former des composés en grappe.
7. Les principaux minéraux sont liés à des solutions solides et sont représentés par des alliages d'iridium avec de l'osmium - ce sont le sysertskite et le nevyanskite. De plus, la syrskite a un nom différent - iridium osmium et nevyanskite - osmisty iridium.

Densité L'osmium est d'environ 22,61 grammes par centimètre cube. Les cristaux ont une belle brillance argentée, avec diverses teintes du gris au bleu. Les lingots présentent une couleur bleu foncé, dans le violet poudré. Tout le métal a un éclat argenté. La toxicité de l'élément ne permet pas son utilisation dans l'industrie de la bijouterie. Les principales propriétés physiques sont notées telles.

1. Le point de fusion de cet élément est assez élevé, la fusion est possible à une température de plus de 3000 degrés Celsius.
2. Le métal n'a aucune propriété magnétique.
3. Dureté incroyable. Les alliages ajoutés à ce métal acquièrent une résistance à l'usure, une durabilité, une résistance à la corrosion et une résistance mécanique accrues.
4. Le point d'ébullition est de 5012 ºC.
5. La dureté Mohs est de 7.
6. La dureté Vickers est de 3-4 GPa.

En raison du coût important de l'élément lui-même, ce métal est rarement utilisé dans la production industrielle de masse. Le champ d'application de l'osmium est principalement représenté par l'industrie dans l'industrie chimique, où il est utilisé comme catalyseur. Le tétraoxyde d'osmium est utilisé dans le cadre de certains médicaments. Dans les tests de laboratoire, il est utilisé pour colorer les tissus vivants, assure la préservation de la structure cellulaire.

Dans l'industrie aérospatiale, l'osmium est utilisé dans les équipements électroniques d'équipements pour l'aviation et la technologie des fusées, ainsi que dans la fabrication armes nucléaires. En raison du manque de propriétés magnétiques, le métal est utilisé dans la fabrication de montres de marque telles que Rolex. Un alliage d'osmium avec du platine est utilisé pour création d'implants chirurgicaux - Il s'agit de stimulateurs cardiaques ou de valves pulmonaires du tronc.

1. À une pression d'environ 770 GPa, l'osmium interagit avec les électrons dans les orbitales internes, la structure de la substance reste inchangée.
2. Osmium dans les roches contient un demi pour cent de la masse totale des gisements de minerai.
3. En raison de la haute densité l'apparence et la masse réelle du métal sont très différentes. Ainsi, une bouteille en plastique de 0,5 litre remplie de cette poudre métallique sera plus lourde qu'un seau de 10 litres rempli d'eau.
4. Ce métal est dans le top cinq coûteux.
5. Le coût d'une triple once d'osmium est un secret commercial, dans les sources ouvertes, vous pouvez trouver le prix approximatif pour 1 gramme de substance.
6. En raison de la réfractarité de l'osmium noté dans l'histoire de la lampe électrique. Le scientifique allemand K. Auer von Welsbach a proposé de remplacer un filament d'osmium dans une ampoule à charbon. Les ampoules se sont avérées 3 fois moins énergivores et l'éclairage s'est nettement amélioré. Certes, il a été bientôt remplacé par le tantale plus commun, qui, à son tour, a été remplacé par du tungstène.
7. Une situation similaire s'est produite avec les métaux rares et la production d'ammoniac. La méthode de synthèse d'ammoniac actuellement utilisée, développée en 1908 par le chimiste allemand Fritz Haber, est impossible sans l'utilisation de catalyseurs.Initialement, les catalyseurs utilisés à cette époque ne montraient leurs propriétés qu'en présence de conditions de température importantes et n'avaient pas une efficacité élevée, de sorte que la recherche d'un remplacement était très pertinente. Des scientifiques du laboratoire de l'École technique supérieure de Karlsruhe ont proposé l'utilisation d'osmium finement dispersé sous la forme d'un élément catalytique. Les résultats des tests ont confirmé que cette idée valait la peine, la température catalytique a diminué de plus de 100 ºC et la production d'ammoniac a considérablement augmenté. Certes, ils ont ensuite refusé l'osmium, mais cela a aidé à résoudre un problème aussi important.

L'osmium et d'autres métaux rares et uniques jouent rôle important dans diverses industries. Même avec toute sa toxicité, il sauve la vie et la santé des gens.

Vous pouvez obtenir plus d'informations sur l'osmium dans la vidéo suivante.