Alles over Osmium

Osmium - een zeldzaam metaal, behoort tot de platinagroep. Het werd in Engeland ontdekt als resultaat van experimenten met de reactie van platina. De naam osmium wordt in het Grieks gegeven en betekent "geur" ​​in vertaling. Wat is dit nobele metaal? Wat zijn de kenmerken en wat is het gebruik ervan?

De ontdekking van dit element gebeurde bij toeval in 1803 door de Britse chemici Smithson Tennant en William H. Wallastan. Als resultaat van experimenten met de reactie van platina op een mengsel van zuren (zwavelzuur en salpeterzuur), vertoonde het resulterende neerslag een onaangenaam aroma dat deed denken aan de stank van chloor en rotte radijs. Soortgelijke experimenten zijn uitgevoerd door Colle Descotti, Antoine de Fourcoy en Vauclins in Frankrijk. Als resultaat van hun onderzoek vonden ze ook een onbekende stof in een onoplosbaar neerslag van platina.

De ontdekking van deze chemische elementen werd aan de Royal Society in Londen gepresenteerd door een schriftelijke boodschap van Tennant van 21 juni 1804. In het periodiek systeem van chemische elementen bevindt het metaal zich onder het volgnummer 76. Metaal wordt niet in zijn pure vorm gevonden door klompjes, daarom wordt de chemische formule in opgeloste vorm gepresenteerd.

Element mining is van gerecyclede materialen. door scheiding van iridium-, platina-, platina-palladiumerts of koper- en nikkelerts. De jaarlijkse productie van het hele element in de wereld is niet groter dan 1 ton.

De grootste deposito's ter wereld zijn het vermelden waard, zoals gebieden Oeral en Siberië in Rusland, de noordelijke staat Alaska en westelijke staat Californië in Amerika Canada in Noord-Amerika Columbia in Zuid-Amerika en sommige Zuid-Afrikaanse landen, Australiëeiland Tasmanië. Momenteel wordt overwogen een aanzienlijke hoeveelheid osmium af te zetten Bushel complex in Zuid-Afrika, ze krijgen daar de meeste spullen. Aangezien de grootste metaalafzettingen zich in Zuid-Afrika bevinden, zijn de wereldprijzen voor dit zeldzame aardmetaal vrij hoog. Kazachstan Het wordt beschouwd als de enige grote exporteur van osmium-187 ter wereld. Hoewel China reserves van platina-erts heeft, heeft het niet veel osmium.

De stof wordt in poedervorm opgeslagen en omdat deze niet smelt in de vorm van kristallen, is het vanwege de fysische eigenschappen niet mogelijk om er een merkteken op te zetten. Voor de vervaardiging van blokken van dit metaal wordt elektronenstraal- of boogverwarming uit poeder gebruikt; verwarming in een smeltkroes wordt ook gebruikt.

Osmium ziet eruit als een zilverblauw metaal. Dit is een van de dichtste elementen, de dichtheid is 22.600 kilogram per kubieke meter, maar tegelijkertijd is de stof vrij kwetsbaar, breekt gemakkelijk en brokkelt af. Het heeft een hoog soortelijk gewicht en kan zelfs bij vrij hoge temperatuurinvloeden schijnen. Vanwege de parameters en de aanzienlijke smelttemperatuur is het moeilijk te bewerken. In de natuur bestaat het in de vorm van zeven isotopen, waarvan er zes als stabiel worden beschouwd, dit zijn osmium-184, osmium-187, osmium-188, osmium-189, osmium-190 en osmium-192. Radioactieve metaalisotopen met massagetallen van 162 tot 197 werden in het laboratorium verkregen en sommige nucleaire isomeren werden ook kunstmatig verkregen.

Bijna alle verbindingen met dit metaal veroorzaken schade aan inwendige organen, visuele en auditieve stoornissen. Bij vergiftiging door osmiumparen kunnen onomkeerbare stoornissen in het lichaam en de dood optreden. Wetenschappers voerden experimenten uit op dieren, met als resultaat de snelle ontwikkeling van bloedarmoede, het ontbreken van een normale longfunctie. Er werd geconcludeerd dat dit een zich snel ontwikkelend oedeem is. Osmiumtetraoxide, dat in de geneeskunde wordt gebruikt, is een zeer agressieve stof. Het heeft de meest vieze geur ter wereld. Bij vergiftiging lijdt de huid, deze verandert van kleur in groen of zwart, vaak gaat dit gepaard met zweren en scheuren die erg lang nodig hebben om te genezen.

Werknemers van industriële gebouwen lopen het grootste risico; volgens alle veiligheidsnormen werken ze alleen in ademhalingstoestellen en speciale kleding. Alle containers met osmiumoxide zijn verzegeld en opgeslagen volgens de voorschriften. Om Nevyanskitische mineralen te verkrijgen, wordt platina door middel van aqua regia omgezet in een oplossing. Vervolgens wordt het resulterende neerslag behandeld met zink in een 8-voudige hoeveelheid - deze legering wordt relatief gemakkelijk omgezet in een poedertoestand, die vervolgens wordt versmolten met bariumperoxide. De volgende stap is de verwerking van de resulterende massa met behulp van aqua regia, destillatie door een apparaat voor de scheiding van osmiumtetroxide.

Door de stof aan een alkalische oplossing bloot te stellen, wordt zout verkregen. Zoutoplossing is aangetast hyposulfietHierdoor slaat het metaal met behulp van ammoniumchloride al neer in de vorm van een Fremy-zout. Het neerslag wordt gewassen, gefilterd en gecalcineerd. Het resultaat van al deze acties is sponsachtig osmium. Vervolgens wordt het met zuren gereinigd, in een elektrische oven onder een waterstofstroom hersteld en gekoeld. Dus ontvang osmiummonsters tot 99,9%.

Vanuit chemisch oogpunt zijn de eigenschappen van dit element verbazingwekkend. De volgende worden als de meest elementaire beschouwd.

1. Osmium reageert helemaal niet met alkaliën en zuren. Vormt in water oplosbare osmata in reactie met basische smeltingen. Interactie met een mengsel van salpeterzuur en zoutzuur geeft een extreem langzame reactie.
2. Zeer giftig, zelfs bij microscopisch kleine doses. Bijzonder giftig is osmiumoxide dat vrijkomt uit platina.
3. Het is onmogelijk om de kooktemperatuur van het metaal te bepalen, omdat het bijzonder vuurvast is.
4. Metaal in poeder reageert gemakkelijk met de volgende stoffen: pure zuurstof, halogenen, zwavelzuur of salpeterzuur.
5. In verschillende verbindingen ontvangt het oxidegetallen van -2 tot +8. De meest voorkomende zijn +2, +3, +4 en +8.
6. Geschikt voor het vormen van clusterverbindingen.
7. De belangrijkste mineralen zijn gerelateerd aan vaste oplossingen en worden weergegeven door legeringen van iridium met osmium - dit zijn sysertskiet en nevyanskiet. Bovendien heeft syrskiet een andere naam - iridium osmium en nevyanskite - osmisty iridium.

Dichtheid Osmium is ongeveer 22,61 gram per kubieke centimeter. De kristallen hebben een prachtige zilverachtige glans, met verschillende tinten van grijs tot blauw. De blokken hebben een donkerblauwe kleur, in het poederviolet. Alle metalen hebben een zilverachtige glans. De giftigheid van het element staat het gebruik ervan in de sieradenindustrie niet toe. De belangrijkste fysieke eigenschappen worden als zodanig opgemerkt.

1. Het smeltpunt van dit element is vrij hoog, smelten is mogelijk bij een temperatuur van meer dan 3000 graden Celsius.
2. Het metaal heeft geen magnetische eigenschappen.
3. Verbazingwekkende hardheid. Legeringen waaraan dit metaal is toegevoegd, krijgen een verhoogde slijtvastheid, duurzaamheid, anticorrosie en weerstand tegen mechanische belasting.
4. Het kookpunt is 5012 ºC.
5. De hardheid van Mohs is 7.
6. De hardheid van Vickers is 3-4 GPa.

Vanwege de aanzienlijke kosten van het element zelf wordt dit metaal zelden gebruikt in massaproductie. De reikwijdte van osmium wordt voornamelijk vertegenwoordigd door de industrie in de chemische industrie, waar het wordt gebruikt als katalysator. Osmiumtetraoxide wordt gebruikt als onderdeel van sommige medicijnen. In laboratoriumtests wordt het gebruikt voor het kleuren van levende weefsels, het zorgt voor het behoud van de celstructuur.

In de lucht- en ruimtevaartindustrie wordt osmium gebruikt in elektronische apparatuur van apparatuur voor luchtvaart en rakettechnologie, evenals bij de fabricage atoomwapens. Door het ontbreken van magnetische eigenschappen, metaal wordt gebruikt bij de productie van merkhorloges zoals Rolex. Hiervoor wordt een legering van osmium met platina gebruikt chirurgische implantaten maken - Dit zijn pacemakers of pulmonale rompkleppen.

1. Bij een druk van ongeveer 770 GPa interageert osmium met elektronen in interne orbitalen, de structuur van de stof blijft ongewijzigd.
2. Osmium in rotsen bevat een half procent van de totale massa van ertsafzettingen.
3. Vanwege de hoge dichtheid het uiterlijk en de daadwerkelijke massa van het metaal zijn heel verschillend. Een plastic fles van 0,5 liter gevuld met dit metaalpoeder zal dus zwaarder zijn dan een emmer van 10 liter gevuld met water.
4. Dit metaal zit in de top vijf kostbaar.
5. De kosten van een triple ounce osmium zijn een bedrijfsgeheim, in open bronnen vindt u de geschatte prijs voor 1 gram stof.
6. Vanwege de vuurvastheid van osmium genoteerd in de geschiedenis van de elektrische lamp. De Duitse wetenschapper K. Auer von Welsbach deed een voorstel om een ​​filament van osmium in een kolenbol te vervangen. De lampen bleken 3 keer minder energie-intensief te zijn en de verlichting verbeterde aanzienlijk. Toegegeven, hij werd al snel vervangen door het meer gebruikelijke tantaal, dat op zijn beurt werd vervangen door wolfraam.
7. Een vergelijkbare situatie deed zich voor bij zeldzaam metaal en bij de productie van ammoniak. De momenteel gebruikte ammoniaksynthesemethode, ontwikkeld in 1908 door de chemicus Fritz Haber uit Duitsland, is onmogelijk zonder het gebruik van katalysatoren.Aanvankelijk toonden de katalysatoren die op dat moment werden gebruikt hun eigenschappen alleen in de aanwezigheid van significante temperatuuromstandigheden en hadden ze geen hoog rendement, dus het zoeken naar een vervanging was zeer relevant. Wetenschappers van het laboratorium van de Higher Technical School in Karlsruhe hebben voorgesteld het gebruik van fijn gedispergeerd osmium in de vorm van een katalytisch element. De testresultaten bevestigden dat dit idee de moeite waard was, de katalytische temperatuur daalde met meer dan 100 ºC en de ammoniakproductie steeg aanzienlijk. Toegegeven, ze weigerden later osmium, maar het hielp bij het oplossen van zo'n belangrijk probleem.

Osmium en andere zeldzame en unieke metalen spelen belangrijke rol in verschillende industrieën. Zelfs met al zijn giftigheid, redt het de levens en gezondheid van mensen.

Je kunt meer informatie over osmium krijgen in de volgende video.