ทั้งหมดเกี่ยวกับ Osmium

ออสเมียม - โลหะหายากอยู่ในกลุ่มแพลตตินัม มันถูกค้นพบในอังกฤษจากการทดลองปฏิกิริยาของทองคำ ชื่อ osmium มีให้ในภาษากรีกและแปลว่า "กลิ่น" ในการแปล โลหะอันสูงส่งนี้คืออะไร? ฟีเจอร์ของมันคืออะไรและมีการใช้งานอย่างไร?

การค้นพบองค์ประกอบนี้เกิดขึ้นโดยบังเอิญในปี 1803 โดยนักเคมีชาวอังกฤษ Smithson Tennant และ William H. Wallastan จากการทดลองเกี่ยวกับปฏิกิริยาของแพลตตินั่มในส่วนผสมของกรด (ซัลฟูริกและไนตริก) การตกตะกอนที่เกิดขึ้นแสดงให้เห็นถึงกลิ่นอันไม่พึงประสงค์ที่ชวนให้นึกถึงคละคลุ้งและหัวไชเท้าเน่า การทดลองที่คล้ายกันดำเนินการโดย Colle Descotti, Antoine de Fourcoy และ Vauclins ในฝรั่งเศส จากการวิจัยของพวกเขาพวกเขายังพบสารที่ไม่รู้จักในตะกอนที่ไม่ละลายน้ำจากทองคำขาว

การค้นพบองค์ประกอบทางเคมีเหล่านี้ถูกนำเสนอต่อราชสมาคมในลอนดอนโดยข้อความที่เป็นลายลักษณ์อักษรจากนันต์ลงวันที่ 21 มิถุนายน 1804 ในตารางธาตุองค์ประกอบทางเคมีโลหะจะอยู่ภายใต้หมายเลขลำดับ 76 โลหะไม่พบในรูปแบบบริสุทธิ์โดยนักเก็ตดังนั้นสูตรทางเคมีของมันจึงถูกนำเสนอในรูปแบบที่ละลาย

องค์ประกอบการขุดมาจากวัสดุรีไซเคิล อันเป็นผลมาจากการแยกออกจากอิริเดียมแพลทินัมทองคำขาวแพลเลเดียมหรือทองแดงและแร่นิกเกิล ผลผลิตประจำปีขององค์ประกอบทั้งหมดในโลกไม่เกินขนาด 1 ตัน

เงินฝากที่ใหญ่ที่สุดในโลกนั้นมีค่าที่ควรสังเกตเช่น เทือกเขาอูราล และ ไซบีเรีย ในรัสเซียรัฐทางเหนือ มลรัฐอะแลสกา และรัฐทางตะวันตก แคลิฟอร์เนีย ในอเมริกา แคนาดา ในอเมริกาเหนือ โคลอมเบีย ในอเมริกาใต้และบางส่วน ประเทศแอฟริกาใต้, ออสเตรเลียเกาะ แทสมาเนีย. ขณะนี้มีการพิจารณาการฝากที่สำคัญของออสเมียม บูชเชลคอมเพล็กซ์ในแอฟริกาใต้พวกเขาได้รับสิ่งที่ดีที่สุด ระบุว่าเงินฝากโลหะที่ใหญ่ที่สุดอยู่ในแอฟริกาใต้ราคาโลกสำหรับโลหะหายากแห่งนี้มีราคาค่อนข้างสูง คาซัคสถาน ถือว่าเป็นผู้ส่งออกรายใหญ่เพียงรายเดียวของ osmium-187 ในโลก แม้ว่าจีนจะมีแร่ทองคำสำรองอยู่ แต่ก็ไม่ได้มีปริมาณของแร่ธาตุออสเมียม

สารถูกเก็บในรูปแบบผงและเนื่องจากไม่ละลายในรูปแบบของผลึกจึงไม่สามารถใส่เครื่องหมายเพราะคุณสมบัติทางกายภาพของมัน สำหรับการผลิตโลหะของโลหะนี้ใช้ลำแสงอิเล็กตรอนหรืออาร์คร้อนจากผงใช้ความร้อนในเบ้าหลอม

Osmium ดูเหมือนโลหะสีเงินสีฟ้า นี่เป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่หนาแน่นที่สุดความหนาแน่นของมันอยู่ที่ 22,600 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร แต่ในเวลาเดียวกันสารนั้นค่อนข้างบอบบางแตกง่ายและแตกหัก มันมีความถ่วงจำเพาะสูงและสามารถส่องแสงได้แม้ในอุณหภูมิที่ค่อนข้างสูง เนื่องจากพารามิเตอร์และอุณหภูมิการหลอมเหลวที่สำคัญทำให้การกลึงเป็นเรื่องยาก ตามธรรมชาติแล้วมันมีอยู่ในรูปของไอโซโทปเจ็ดชนิดซึ่งหกชนิดนั้นมีความเสถียรซึ่ง ได้แก่ osmium-184, osmium-187, osmium-188, osmium-188, osmium-189, osmium-190 และ osmium-192 ไอโซโทปโลหะที่มีกัมมันตภาพรังสีซึ่งมีมวลอยู่ระหว่าง 162 ถึง 197 นั้นได้จากห้องปฏิบัติการและไอโซโทปนิวเคลียร์บางตัวก็ถูกประดิษฐ์ขึ้นมาด้วย

สารประกอบเกือบทั้งหมดด้วยโลหะนี้ทำให้เกิดความเสียหายต่ออวัยวะภายใน, ความผิดปกติของการได้ยิน, การได้ยิน ในกรณีของการเป็นพิษจากคู่ osmium, ความผิดปกติกลับไม่ได้ในร่างกายและความตายสามารถเกิดขึ้นได้ นักวิทยาศาสตร์ทำการทดลองกับสัตว์ซึ่งผลลัพธ์คือการพัฒนาอย่างรวดเร็วของโรคโลหิตจางขาดการทำงานของปอดตามปกติ สรุปได้ว่านี่เป็นอาการบวมน้ำที่กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว Osmium tetraoxide ซึ่งใช้ในทางการแพทย์เป็นสารที่ก้าวร้าวมาก มันมีกลิ่นที่ชั่วช้าที่สุดในโลก เมื่อได้รับพิษผิวหนังจะเปลี่ยนสีเป็นสีเขียวหรือสีดำซึ่งมักจะมาพร้อมกับแผลและรอยแตกที่ต้องใช้เวลานานในการรักษา

พนักงานของโรงงานอุตสาหกรรมมีความเสี่ยงสูงสุดตามมาตรฐานความปลอดภัยพวกเขาทำงานเฉพาะในเครื่องช่วยหายใจและเสื้อผ้าพิเศษ ภาชนะบรรจุทั้งหมดที่มี osmium ออกไซด์จะถูกปิดผนึกและเก็บรักษาตามระเบียบ เพื่อให้ได้แร่ Nevyanskite ทองคำขาวจะถูกแปลงเป็นสารละลายโดยใช้ Aqua Regia จากนั้นการตกตะกอนที่เกิดขึ้นจะได้รับการปฏิบัติด้วยสังกะสีในปริมาณ 8 เท่า - โลหะผสมดังกล่าวสามารถแปลงสภาพเป็นผงได้ง่ายซึ่งจะถูกหลอมรวมด้วยแบเรียมเปอร์ออกไซด์ ขั้นตอนต่อไปคือการประมวลผลของมวลที่เกิดขึ้นโดยใช้ aqua regia การกลั่นผ่านอุปกรณ์สำหรับการแยกออสเทมออกไซด์

โดยการเปิดเผยสารไปยังสารละลายด่างจะได้รับเกลือ สารละลายเกลือได้รับผลกระทบ hyposulfiteเป็นผลให้ด้วยความช่วยเหลือของแอมโมเนียมคลอไรด์โลหะตกตะกอนแล้วในรูปแบบของเกลือ Fremy ตะกอนจะถูกล้างกรองและเผา ผลที่ได้จากการกระทำทั้งหมดเหล่านี้คือ spongy osmium ต่อจากนั้นทำความสะอาดด้วยกรดเรียกคืนในเตาไฟฟ้าภายใต้กระแสของไฮโดรเจนและระบายความร้อนด้วย ดังนั้น รับตัวอย่างออสเมียมสูงถึง 99.9%

คุณสมบัติขององค์ประกอบนี้จากมุมมองของเคมีเป็นที่น่าอัศจรรย์ ต่อไปนี้จะถือว่าเป็นพื้นฐานที่สุดของพวกเขา

1. Osmium ไม่ทำปฏิกิริยากับด่างและกรดเลย รูปแบบ osmata ที่ละลายน้ำได้ในการทำปฏิกิริยากับละลายอัลคาไลน์ การโต้ตอบกับส่วนผสมของกรดไนตริกและกรดไฮโดรคลอริกทำให้เกิดปฏิกิริยาช้ามาก
2. เป็นพิษมากแม้ในขนาดที่เล็กมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งความเป็นพิษคือ osmium ออกไซด์ที่ปล่อยจากแพลตตินัม
3. ไม่สามารถระบุอุณหภูมิการเดือดของโลหะเนื่องจากเป็นวัสดุทนไฟโดยเฉพาะ
4. โลหะในผงทำปฏิกิริยากับสารได้ง่าย: ออกซิเจนบริสุทธิ์, ฮาโลเจน, กรดซัลฟูริกหรือกรดไนตริก
5. ในสารประกอบต่าง ๆ จะได้รับหมายเลขออกไซด์ตั้งแต่ -2 ถึง +8 ที่พบมากที่สุดคือ +2, +3, +4 และ +8
6. มีความสามารถในการขึ้นรูปสารประกอบคลัสเตอร์
7. แร่ธาตุหลักเกี่ยวข้องกับการแก้ปัญหาที่เป็นของแข็งและมีอิริเดียมผสมกับออสเซียมเป็นตัวแทนซึ่งเป็น sysertskite และ nevyanskite ยิ่งไปกว่านั้น Syrskite มีชื่อแตกต่างกัน - iridium osmium และ nevyanskite - irmium osmisty

ความหนาแน่น Osmium ประมาณ 22.61 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ผลึกมีเงาสีเงินสวยงามมีโทนสีต่าง ๆ ตั้งแต่สีเทาถึงสีน้ำเงิน แท่งโลหะมีสีฟ้าเข้มในผงสีม่วง โลหะทั้งหมดมีเงาสีเงิน ความเป็นพิษขององค์ประกอบไม่อนุญาตให้ใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องประดับ คุณสมบัติทางกายภาพหลักจะถูกบันทึกไว้เช่นนี้

1. จุดหลอมเหลวขององค์ประกอบนี้ค่อนข้างสูงสามารถละลายได้ที่อุณหภูมิมากกว่า 3,000 องศาเซลเซียส
2. โลหะไม่มีคุณสมบัติแม่เหล็ก
3. ความแข็งที่น่าทึ่ง โลหะผสมที่มีการเพิ่มของโลหะนี้ได้รับความต้านทานการสึกหรอที่เพิ่มขึ้น, ความทนทาน, การป้องกันสนิมและความต้านทานต่อความเครียดเชิงกล
4. จุดเดือดคือ 5012 ºC
5. ค่าความแข็ง Mohs คือ 7
6. ความแข็งของ Vickers อยู่ที่ 3-4 GPa

เนื่องจากค่าใช้จ่ายที่สำคัญขององค์ประกอบตัวเองโลหะนี้ไม่ค่อยได้ใช้ในการผลิตภาคอุตสาหกรรม ขอบเขตของออสเมียมนั้นส่วนใหญ่แสดงโดยอุตสาหกรรมในอุตสาหกรรมเคมีซึ่งมันถูกใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา Osmium tetraoxide ใช้เป็นส่วนหนึ่งของยาบางชนิด ในการทดสอบในห้องปฏิบัติการจะใช้สำหรับการย้อมสีเนื้อเยื่อที่มีชีวิตช่วยให้มั่นใจได้ถึงการเก็บรักษาโครงสร้างของเซลล์

ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศนั้นมีการใช้สารออสเมียม ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของอุปกรณ์สำหรับการบินและเทคโนโลยีจรวด เช่นเดียวกับในการผลิต อาวุธนิวเคลียร์ เนื่องจากการขาดคุณสมบัติแม่เหล็ก โลหะที่ใช้ในการผลิตนาฬิกาแบรนด์เช่น Rolex ใช้โลหะผสมของออสเมียมกับแพลตตินัม การสร้างรากฟันเทียมศัลยกรรม - สิ่งเหล่านี้คือเครื่องกระตุ้นหัวใจหรือวาล์วลำต้นปอด

1. ที่ความดันประมาณ 770 GPa, osmium จะทำปฏิกิริยากับอิเล็กตรอนในวงโคจรภายใน โครงสร้างของสารยังคงไม่เปลี่ยนแปลง
2. ออสเมียม ในหินประกอบด้วยแร่ครึ่งเปอร์เซ็นต์ของมวลรวมของแร่
3. เนื่องจากมีความหนาแน่นสูง รูปร่างและมวลที่แท้จริงของโลหะนั้นแตกต่างกันมาก ดังนั้นขวดพลาสติกขนาด 0.5 ลิตรที่บรรจุผงโลหะนี้จะหนักกว่าถัง 10 ลิตรที่เต็มไปด้วยน้ำ
4. โลหะนี้อยู่ในห้าอันดับแรก แพง.
5. ราคาของออสเมียมสามออนซ์เป็นความลับทางการค้าในโอเพ่นซอร์สคุณสามารถค้นหาราคาโดยประมาณสำหรับ 1 กรัมของสาร
6. อันเนื่องมาจากการหักเหของออสเมียม บันทึกไว้ในประวัติศาสตร์ของหลอดไฟฟ้า นักวิทยาศาสตร์ K. Auer von Welsbach จากประเทศเยอรมนีได้เสนอให้เปลี่ยนไส้หลอดของ osmium ในหลอดไฟถ่านหิน หลอดไฟกลายเป็นประหยัดพลังงานน้อยลง 3 เท่าและปรับแสงสว่างได้ดีขึ้นอย่างเด่นชัด จริง ๆ แล้วเขาก็ถูกแทนที่ด้วยแทนทาลัมทั่วไปซึ่งในที่สุดก็ถูกแทนที่ด้วยทังสเตน
7. สถานการณ์ที่คล้ายกันเกิดขึ้นกับโลหะหายากและในการผลิตแอมโมเนีย วิธีการสังเคราะห์แอมโมเนียที่ใช้ในปัจจุบันพัฒนาขึ้นในปี 1908 โดยนักเคมี Fritz Haber จากประเทศเยอรมนีเป็นไปไม่ได้หากไม่มีการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเริ่มแรกตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในเวลานั้นแสดงคุณสมบัติของพวกเขาเฉพาะเมื่อมีสภาวะอุณหภูมิที่สำคัญและไม่มีประสิทธิภาพสูงดังนั้นการค้นหาการแทนที่มีความเกี่ยวข้องมาก นักวิทยาศาสตร์จากห้องปฏิบัติการของโรงเรียนเทคนิคระดับสูงในคาร์ลสรูเฮ่ได้เสนอการใช้งานของออสเมียมที่กระจัดกระจายอย่างประณีตในรูปขององค์ประกอบตัวเร่งปฏิกิริยา ผลการทดสอบยืนยันว่าแนวคิดนี้คุ้มค่าอุณหภูมิตัวเร่งปฏิกิริยาลดลงมากกว่า 100 ºCและแอมโมเนียเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ จริงอยู่พวกเขาปฏิเสธออสเมียม แต่มันช่วยในการแก้ปัญหาสำคัญเช่นนี้

Osmium และโลหะหายากและมีเอกลักษณ์อื่น ๆ เล่น บทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมต่าง ๆ. แม้จะมีความเป็นพิษทั้งหมด แต่ยังช่วยชีวิตและสุขภาพของผู้คน

คุณสามารถรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ osmium ได้ในวิดีโอหน้า