Tudo sobre Osmium

Ósmio - um metal raro, pertence ao grupo da platina. Foi descoberto na Inglaterra como resultado de experimentos sobre a reação da platina. O nome ósmio é dado em grego e significa "cheiro" na tradução. O que é esse metal nobre? Quais são as suas características e para que serve?

A descoberta desse elemento aconteceu por acaso em 1803 pelos químicos britânicos Smithson Tennant e William H. Wallastan. Como resultado de experiências sobre a reação da platina em uma mistura de ácidos (sulfúrico e nítrico), o precipitado resultante mostrou um aroma desagradável que lembra o fedor de cloro e rabanete podre. Experiências semelhantes foram realizadas por Colle Descotti, Antoine de Fourcoy e Vauclins na França. Como resultado de suas pesquisas, eles também encontraram uma substância desconhecida em um precipitado insolúvel da platina.

A descoberta desses elementos químicos foi apresentada à Royal Society em Londres por uma mensagem escrita da Tennant de 21 de junho de 1804. Na tabela periódica de elementos químicos, o metal está localizado sob o número ordinal 76. O metal não é encontrado em sua forma pura por pepitas; portanto, sua fórmula química é apresentada em forma dissolvida.

A mineração de elementos é de materiais reciclados. como resultado de sua separação de irídio, platina, minério de platina-paládio ou minérios de cobre e níquel. A produção anual de todo o elemento no mundo não excede o tamanho de 1 tonelada.

Os maiores depósitos do mundo merecem destaque em áreas como Montanhas Urais e Sibéria na Rússia, o estado do norte Alasca e estado ocidental Califórnia na américa Canadá na America do Norte Columbia na América do Sul e alguns Países da África do Sul, Austráliailha Tasmânia. Atualmente, um depósito significativo de ósmio é considerado Complexo de alqueires na África do Sul, eles obtêm o máximo de coisas lá. Dado que os maiores depósitos de metal estão na África do Sul, os preços mundiais desse metal de terras raras são bastante altos. Cazaquistão É considerado o único grande exportador de ósmio-187 do mundo. Embora a China possua reservas de minério de platina, ela não possui uma quantidade significativa de ósmio.

A substância é armazenada na forma de pó e, como não derrete na forma de cristais, não é possível marcar uma marca devido às suas propriedades físicas. Para a fabricação de lingotes desse metal, é utilizado aquecimento por feixe de elétrons ou arco a partir de pó; também é usado aquecimento em um cadinho.

Osmium parece um metal azul prateado. Este é um dos elementos mais densos, sua densidade é de 22.600 kg por metro cúbico, mas, ao mesmo tempo, a substância é bastante frágil, facilmente quebra e se desfaz. Tem uma gravidade específica alta e é capaz de brilhar mesmo com influências de temperatura razoavelmente altas. Devido aos parâmetros e à temperatura de fusão significativa, é difícil usiná-lo. Na natureza, existe na forma de sete isótopos, seis dos quais são considerados estáveis, os quais são ósmio-184, ósmio-187, ósmio-188, ósmio-189, ósmio-190 e ósmio-192. Isótopos metálicos radioativos com números de massa de 162 a 197 foram obtidos em laboratório, e alguns isômeros nucleares também foram obtidos artificialmente.

Quase todos os compostos com esse metal causam danos aos órgãos internos, distúrbios visuais e auditivos. Em caso de envenenamento por pares de ósmio, podem ocorrer distúrbios irreversíveis no corpo e morte. Os cientistas realizaram experimentos em animais, cujos resultados foram o rápido desenvolvimento da anemia, a falta de função pulmonar normal. Concluiu-se que este é um edema de rápido desenvolvimento. O tetraóxido de ósmio, usado em medicina, é uma substância muito agressiva. Tem o cheiro mais vil do mundo. Ao envenenar, a pele sofre, ela muda de cor para verde ou preto, geralmente acompanhada de úlceras e rachaduras que levam muito tempo para cicatrizar.

Os funcionários de instalações industriais estão em maior risco; de acordo com todos os padrões de segurança, eles trabalham apenas em respiradores e roupas especiais. Todos os recipientes que contêm óxido de ósmio são selados e armazenados de acordo com os regulamentos. Para obter minerais Nevyanskite, a platina é convertida em solução por meio de aqua regia. Em seguida, o precipitado resultante é tratado com zinco em uma quantidade de 8 vezes - esta liga é relativamente facilmente convertida no estado de pó, que é então fundido com peróxido de bário. O próximo passo é o processamento da massa resultante usando aqua regia, destilação através de um aparelho para a separação de tetróxido de ósmio.

Ao expor a substância a uma solução alcalina, é obtido sal. Solução salina é afetada hipossulfitoComo resultado, com a ajuda do cloreto de amônio, o metal já precipita na forma de um sal Fremy. O precipitado é lavado, filtrado e calcinado. O resultado de todas essas ações é ósmio esponjoso. Posteriormente, é limpo com ácidos, restaurado em um forno elétrico sob uma corrente de hidrogênio e resfriado. Então receber amostras de ósmio até 99,9%.

As propriedades deste elemento, do ponto de vista da química, são surpreendentes. O seguinte é considerado o mais básico deles.

1. O ósmio não reage de maneira alguma com álcalis e ácidos. Forma osmatos solúveis em água em reação com fundidos alcalinos. A interação com uma mistura de ácidos nítrico e clorídrico produz uma reação extremamente lenta.
2. Muito tóxico, mesmo em doses microscópicas. Especialmente tóxico é o óxido de ósmio liberado da platina.
3. É impossível determinar a temperatura de ebulição do metal, uma vez que é particularmente refratário.
4. O metal em pó reage facilmente com as seguintes substâncias: oxigênio puro, halogênio, ácidos sulfúrico ou nítrico.
5. Em vários compostos, recebe números de óxidos de -2 a +8. Os mais comuns são +2, +3, +4 e +8.
6. Capaz de formar compostos de cluster.
7. Os principais minerais estão relacionados a soluções sólidas e são representados por ligas de irídio com ósmio - são sysertskite e nevyanskite. Além disso, syrskite tem um nome diferente - irídio osmium e nevyanskita - osmistia irídio.

Densidade O ósmio é de aproximadamente 22,61 gramas por centímetro cúbico. Os cristais têm um belo brilho prateado, com várias tonalidades de cinza a azul. Os lingotes mostram uma cor azul escura, no pó violeta. Todo o metal tem um brilho prateado. A toxicidade do elemento não permite seu uso na indústria de joias. As principais propriedades físicas são apontadas como tais.

1. O ponto de fusão deste elemento é bastante alto, a fusão é possível a uma temperatura superior a 3000 graus Celsius.
2. O metal não possui propriedades magnéticas.
3. Dureza incrível. As ligas com a adição deste metal adquirem maior resistência ao desgaste, durabilidade, anticorrosão e resistência ao estresse mecânico.
4. O ponto de ebulição é 5012 ºC.
5. A dureza de Mohs é 7.
6. A dureza Vickers é de 3-4 GPa.

Devido ao custo significativo do próprio elemento, esse metal raramente é usado na produção industrial em massa. O escopo do ósmio é representado principalmente pela indústria da indústria química, onde é usado como catalisador. O tetraóxido de ósmio é usado como parte de alguns medicamentos. Em testes de laboratório, é usado para colorir tecidos vivos, garante a preservação da estrutura celular.

Na indústria aeroespacial, o ósmio é usado em equipamentos eletrônicos de equipamentos para aviação e tecnologia de foguetes, bem como na fabricação armas nucleares. Devido à falta de propriedades magnéticas, O metal é usado na fabricação de relógios de marca, como a Rolex. Uma liga de ósmio com platina é usada para criando implantes cirúrgicos - São marcapassos ou válvulas do tronco pulmonar.

1. A uma pressão de cerca de 770 GPa, o ósmio interage com elétrons nos orbitais internos, a estrutura da substância permanece inalterada.
2. Ósmio nas rochas contém meio por cento da massa total de depósitos de minério.
3. Devido à alta densidade a aparência e a massa real do metal são muito diferentes. Portanto, uma garrafa de plástico de 0,5 litro cheia desse pó de metal será mais pesada que um balde de 10 litros cheio de água.
4. Este metal está entre os cinco primeiros caro.
5. O custo de uma onça tripla de ósmio é um segredo comercial, em fontes abertas, você pode encontrar o preço aproximado de 1 grama de substância.
6. Devido à refratariedade do ósmio observado na história da lâmpada elétrica. O cientista K. Auer von Welsbach, da Alemanha, fez uma proposta para substituir um filamento de ósmio em uma lâmpada de carvão. As lâmpadas acabaram sendo 3 vezes menos intensivas em energia e a iluminação melhorou acentuadamente. É verdade que ele logo foi substituído pelo tântalo mais comum, que, por sua vez, foi substituído pelo tungstênio.
7. Uma situação semelhante aconteceu com metais raros e na produção de amônia. O método de síntese de amônia atualmente utilizado, desenvolvido em 1908 pelo químico Fritz Haber da Alemanha, é impossível sem o uso de catalisadores.Inicialmente, os catalisadores utilizados na época mostravam suas propriedades apenas na presença de condições significativas de temperatura e não apresentavam alta eficiência, portanto, a busca por uma substituição era muito relevante. Cientistas do laboratório da Escola Técnica Superior em Karlsruhe propuseram o uso de ósmio finamente disperso na forma de um elemento catalítico. Os resultados dos testes confirmaram que essa ideia valia a pena, a temperatura catalítica diminuiu mais de 100 ºC e a produção de amônia aumentou significativamente. É verdade que mais tarde recusaram o ósmio, mas isso ajudou a resolver um problema tão importante.

Ósmio e outros metais raros e únicos papel significativo em várias indústrias. Mesmo com toda a sua toxicidade, salva a vida e a saúde das pessoas.

Você pode obter mais informações sobre ósmio no próximo vídeo.