Tudo sobre irídio

A maioria das pessoas tem uma boa ideia de ferro e alumínio, prata e ouro. Mas existem elementos químicos que desempenham um papel um pouco menor na vida do mundo moderno, mas são indevidamente pouco conhecidos entre os não especialistas. É importante corrigir essa falha, incluindo aprender tudo sobre iridia.

Deve ser dito imediatamente que irídio é um metal. Portanto, possui todas as propriedades típicas de outros metais. Esse elemento químico denotado por uma combinação de caracteres latinos Ir. Na tabela periódica, ocupa Cage 77. A descoberta do irídio ocorreu em 1803, como parte do mesmo estudo em que o cientista inglês Tennant também isolou o ósmio.

A matéria-prima inicial para a produção desses elementos foi o minério de platina entregue da América do Sul. Inicialmente, os metais foram isolados na forma de um precipitado, que a "água régia" não assumiu. O estudo revelou a presença de várias substâncias até então desconhecidas. O elemento recebeu sua designação verbal porque seus sais parecem iridescentes com um arco-íris.

O irídio quimicamente puro não tem a cor do arco-íris. Mas é caracterizado por uma cor branca prateada bastante atraente. Propriedades tóxicas não foram confirmadas. No entanto, certos compostos de irídio podem ser perigosos para os humanos. O flúor deste elemento é especialmente venenoso.

Várias empresas russas e estrangeiras estão envolvidas na produção e refino de irídio. Quase toda a produção desse metal é produto do subprocessamento das matérias-primas da platina. Embora o irídio não seja roxo, ele contém naturalmente 2 isótopos. Os elementos 191 e 193 são estáveis.Mas uma série de isótopos obtidos artificialmente têm propriedades radioativas pronunciadas, sua meia-vida é curta.

A resistência e a dureza do irídio são muito grandes. É quase impossível processar este metal mecanicamente. Infusibilidade a cor branca prateada desse elemento é grande o suficiente. Especialistas incluem irídio no grupo da platina. A dureza na escala de Mohs é 6,5. O ponto de fusão em graus atinge 2.466 graus. O irídio, no entanto, começa a ferver apenas a 4428 graus. O calor de fusão é 27610 J / mol. Calor fervente - 604000 J / mol. Os especialistas determinaram o volume molar em 8,54 metros cúbicos. veja por uma toupeira.

A estrutura de cristal deste elemento é cúbica, as bordas dos cristais são os topos do cubo. O 191º isótopo é responsável por 37,3% dos átomos de irídio. Os 62,3% restantes são representados pelo 193º isótopo. A densidade deste elemento (ou caso contrário, a gravidade específica) chega a 22400 kg por 1 m3.

Mas os próprios átomos de irídio raramente entram em alguma reação. Este elemento se distingue por sua excelente passividade química.... É completamente insolúvel em água e não se altera de forma alguma, mesmo após contato prolongado com o ar. Se a temperatura da substância for inferior a 100 graus, ela não reagirá nem mesmo com a água régia, muito menos com outros ácidos e suas combinações. A reação com flúor é possível a 400 graus, para a reação com cloro ou enxofre é necessário aquecer o irídio até que fique vermelho.

Existem 4 cloretos conhecidos, nos quais o número de átomos de cloro varia de 1 a 4. O efeito do oxigênio é perceptível em temperaturas não inferiores a 1000 graus. O produto dessa interação é o dióxido de irídio, uma substância praticamente insolúvel em água. A solubilidade pode ser aumentada por oxidação usando um agente complexante. O mais alto estado de oxidação em condições normais pode ser alcançado apenas em hexafluoreto de irídio.

Em temperaturas extremamente baixas, aparecem compostos com valências de 7 e 8. A formação de sais complexos (catiônicos e aniônicos) é possível. Observa-se que o metal altamente aquecido pode corroer o ácido clorídrico saturado com oxigênio. Os químicos atribuem um papel importante a:

• hidróxidos;
• cloretos;
• haletos;
• óxido;
• para carbonilas de irídio.

A obtenção de irídio na natureza é muito dificultada por sua grande raridade. No ambiente natural, esse metal está sempre misturado com substâncias relacionadas. Se este elemento for encontrado em qualquer lugar, a platina ou metais de seu grupo devem ser encontrados nas proximidades. Alguns minérios contendo níquel e cobre incluem irídio na forma dispersa. A parte principal deste elemento é extraída de matéria inerte em:

• ÁFRICA DO SUL;
• Canadá;
• o estado norte-americano da Califórnia;
• depósitos na ilha da Tasmânia (propriedade da União Australiana);
• Indonésia (na ilha de Kalimantan);
• diferentes áreas da ilha da Nova Guiné.

O irídio misturado ao ósmio é extraído em antigas dobras de montanhas localizadas nos mesmos países. Empresas de África do Sul... Não é à toa que a produção deste país afeta diretamente o equilíbrio entre oferta e demanda, o que não se pode dizer de produtos de outras regiões do planeta. De acordo com os conceitos científicos existentes, a raridade do irídio se deve ao fato de ter chegado ao nosso planeta apenas em meteoritos e, portanto, é responsável por um milionésimo de um por cento da massa da crosta terrestre.

No entanto, alguns especialistas discordam disso. Eles insistem que apenas uma pequena parte de todos os depósitos de irídio são explorados e adequados para o desenvolvimento no nível das tecnologias modernas. Os depósitos, que surgiram na antiguidade geológica profunda, contêm em camadas separadas de irídio centenas de vezes mais do que as rochas já exploradas.

Hoje, o irídio é extraído apenas após o término da extração dos principais minerais.... São ouro, níquel, platina ou cobre. Quando o depósito está próximo ao esgotamento, o minério começa a ser processado com reagentes especiais que liberam rutênio, ósmio e paládio. Só depois deles é que chega a vez de receber o elemento "arco-íris". Avançar:

• refino de minério;
• esmague-o em pó;
• este pó é prensado;
• as peças prensadas são refundidas em fornos elétricos, com movimento contínuo de jato de argônio.

Uma grande quantidade de metal é recuperada da lama anódica deixada pela produção de cobre-níquel. Inicialmente, o lodo é enriquecido. Platina e outros metais, incluindo irídio, são convertidos em solução sob a ação da água régia quente. Ósmio acaba no sedimento não dissolvido. Complexos de platina, irídio e rutênio são precipitados sucessivamente da solução sob a ação do cloreto de amônio.

Cerca de 66% do irídio extraído usado na indústria química... Todos os outros setores da economia compartilham o restante. Nas últimas décadas, o valor joalheiro do "metal roxo" tem crescido continuamente.... Desde o final da década de 1990, anéis e joias de ouro incrustadas têm sido feitos periodicamente com ele. Importante: as joias são feitas não tanto de irídio puro, mas de sua liga de platina. Um aditivo de 10% é suficiente para aumentar a resistência da peça e do produto acabado em até 3 vezes sem um aumento significativo no custo.

Em outras indústrias, as ligas de irídio também estão claramente à frente do metal puro. A capacidade de aumentar a dureza e a resistência dos produtos com uma pequena adição é muito apreciada pelos tecnólogos. Assim, aditivos de irídio são usados ​​para aumentar a resistência ao desgaste dos fios para tubos eletrônicos. O metal duro é simplesmente colocado sobre molibdênio ou tungstênio. A sinterização subsequente ocorre em uma prensa em alta temperatura.

E aqui é necessário falar especialmente sobre o uso do irídio na indústria química. Lá, suas ligas são necessárias para a obtenção de pratos resistentes a diversos reagentes e a altas temperaturas. O iridium também é um excelente catalisador. Um aumento na reatividade é especialmente evidente na produção de ácido nítrico... E se você precisar dissolver o ouro em água régia, é quase certo que os tecnólogos escolherão exatamente os copos feitos de liga de platina-irídio.

Onde eles cozinham cristais para dispositivos a laser, você pode frequentemente encontrar cadinhos de platina-irídio. Metal totalmente puro é adequado para peças de instrumentos industriais e de laboratório de alta precisão. O bocal de irídio é usado e vidraceirosquando precisam fazer vidro refratário. Mas esta é apenas uma pequena parte das aplicações do elemento surpreendente.

Os especialistas observaram há muito tempo que essas velas duram mais.... No início, eles foram usados ​​principalmente para carros esportivos. Hoje, eles se tornaram mais baratos e estão disponíveis para quase todos os proprietários de automóveis. Ligas de irídio também são necessárias para os criadores Instrumentos cirúrgicos... Eles são cada vez mais usados ​​na fabricação de peças individuais de marcapasso.

É curioso que a moeda de “10 francos” produzida em Ruanda seja feita de irídio de qualidade gema (padrão 999). Este metal também é usado em catalisadores automotivos. Como a platina, ajuda a acelerar a purificação dos gases de escapamento. Mas você pode encontrar irídio na caneta-tinteiro mais comum. Lá você pode às vezes ver uma bola colorida incomum na ponta de uma caneta ou bastão de tinta.

O Iridium era usado principalmente em componentes de rádio há várias décadas. Mais frequentemente, grupos de contato foram feitos a partir dele, bem como componentes que podem ser muito quentes.Esta solução permite garantir a durabilidade dos produtos. O isótopo irídio-192 é um dos radionuclídeos artificiais. É produzido para uso não destrutivo para verificar as características de soldas, ligas de aço e alumínio.

Uma liga de ósmio com irídio é usada para fazer agulhas de bússola. E termopares, que combinam eletrodos de irídio e convencionais, são usados ​​para pesquisas físicas. Só eles podem registrar diretamente uma temperatura de cerca de 3000 graus. O preço dessas estruturas é muito alto. Não é economicamente viável usá-los na indústria convencional.

Eletrodo Iridium Titanium - um dos desenvolvimentos relativamente novos no campo da eletrólise. A substância refratária é pulverizada sobre uma base de folha de titânio. Neste caso, apenas o argônio está na câmara de trabalho. Os eletrodos podem ser parecidos com uma grade ou uma placa. Esses eletrodos:

• resistente a altas temperaturas;
• resistente a tensões, densidades e correntes significativas;
• não corroa;
• mais econômico do que eletrodos com adição de platina (devido a um recurso significativamente mais longo).

Pequenos recipientes com isótopos radioativos de irídio são procurados na metalurgia. Os raios gama são parcialmente absorvidos pela carga. Portanto, é possível determinar qual é o nível da carga dentro do forno.

Você também pode apontar para aplicações do 77º elemento, como:

• obtenção de ligas de molibdênio e tungstênio, que são mais resistentes em altas temperaturas;
• aumentando a resistência do titânio e do cromo aos ácidos;
• produção de geradores termelétricos;
• fabricação de cátodos termiônicos (juntamente com lantânio e cério);
• criação de tanques de combustível para foguetes espaciais (em liga de háfnio);
• produção de propeno a partir de metano e acetileno;
• um aditivo de catalisadores de platina para a produção de óxidos de nitrogênio (precursores do ácido nítrico) - mas esse processo tecnológico já não é muito relevante;
• obtenção de unidades de medida de referência (mais precisamente, isso requer uma liga de platina-irídio).

Os sais de irídio são muito variados em cores. Portanto, dependendo do número de átomos de cloro ligados, o composto pode ter cores vermelho cobre, verde escuro, oliva ou marrom. O difluoreto de irídio é amarelo. Os compostos com ozônio e bromo são de cor azul. O irídio puro tem resistência à corrosão muito alta, mesmo quando aquecido a 2.000 graus.

Em rochas de origem terrestre, a concentração de compostos de irídio é muito baixa.... Aumenta significativamente apenas em rochas com origem em meteoritos. Este critério permite aos pesquisadores estabelecer fatos importantes sobre várias estruturas geológicas. Apenas algumas toneladas de irídio são produzidas na Terra.

Para outras propriedades e usos do irídio, veja o próximo vídeo.