Платинистый иридий это минерал разновидность минерала иридий физические свойства, описание, месторождения и фото камень платинистый иридий

Иридий. Описание и свойства иридия

Иридий металл выпадает в осадок после растворения платины в серной кислоте. После реакции металл становится черного цвета. Однако, его название переводят как «радуга».

Дело в том, что соли иридия – это кладезь красок. Соединения с хлором – коричневые; с фтором – желтые; с бромом – синие.

Вот и получил элемент имя греческой богини Ириды, а она, как известно, повелевала радугой.

 Открыл металл-хамелеон Смитсон Теннат. Сделал это англичанин в 1804-ом году. Из того, что осадок иридия остается после реакции платины с концентрированной кислотой, следует, что радужный элемент практически непобедим. Растворяют его только перекись натрия и расплавленная щелочь.

Уникальны не только свойства иридия, редок и он сам. Геологи предполагают, что в недрах Земли его всего одна десятимиллиардная доля. Одна унция, а это всего около 30-ти граммов, стоит больше, тысячи долларов. Источником иридия служит не только платина, но и медно-никелевые руды. Правда, и в них содержание редкого металла ничтожно.

 Столь малую концентрацию иридия в земной коре ученые объясняют его внеземным происхождением. Считается, что иридий принесли метеориты и астероиды, упавшие на планету за все время ее существования.

Иначе, замечают специалисты, тяжелых металлов (к каковым относится и иридий) вовсе не должно быть в земной коре. При образовании планеты все тяжелые элементы осели в ядре. Оно находится под таким давлением, что никакие силы не могут выбросить хоть грамм центра Земли на ее поверхность.

Вывод, замечают ученые, напрашивается сам собой. Тем более, что наличие иридия в метеоритах – факт зафиксированный.

 По слоям земной коры, в которых высока концентрация радужного металла, геологи даже делают выводы о силе «космической атаки» на Землю в тот или иной период ее существования. Иридий космический, но нужен для вполне земных дел.

Из него, к примеру, делают формы для выращивания кристаллов. В таких резервуарах можно получить любой камень, ведь элемент, как указывалось, не вступает в 99% химических реакций.

То есть, формы из иридия совершенно «равнодушны» к растворам, помещенным в них.

 Не обходится без элемента и производство техники. Электрические контакты изготавливают именно из сплава иридия и платины. Кстати, топливные баки для космических кораблей тоже сделаны из сплава на основе радужного элемента. В автомобилях же, иридий применяют в свечах зажигания.

 Электроды из редкого металла нашли применение и в медицине. Врачи выяснили, что если вживить электроды в головной мозг человека, можно излечить его от целого списка болезней. Главное, правильно рассчитать частоту сигнала, подаваемого на элементы. Болезнь Паркинсона лечит электрический сигнал в 25 Гц. Большая частота облегчает симптомы шизофрении и эпилепсии.

 На слуху словосочетание «радиоактивный иридий». Изотопы элемента используют при облучении больных раком, дабы остановить разрастание тканей. Чаще всего, редкий металл помещают в ампулу и вживляют в «тело» опухоли.

 Из иридия изготавливают глазные протезы, добавляют металл в аппараты для улучшения слуха. Иридиевые покрытия спасают другие металлы от коррозии. Ей металл не подвержен даже при температуре в 2 тысячи градусов Цельсия. Но, наносить защитный слой обязательно электролитическим путем. Иначе, держаться на основе защитный слой не будет.

 Если знать, что в перьевых и шариковых ручках тоже используют иридий, становится понятно, почему некоторые экземпляры письменных принадлежностей столько стоят. Цену им добавляют не только известные фирмы-производители, но и шарики из редкого элемента на концах перьев или чернильных стержней.

 Из сплава иридия с платиной делают некоторые инструменты для хирургии. Им нет сноса, как и украшениям, «родившимся» из тандема платины и радужного металла. Элемент №77 (таково его положение в таблице Менделеева) в ювелирные изделия из платины потому и добавляют, что без иридия она слишком мягка, не держит форму. Кольцо или серьга из чистой платины сомнется даже от легкого нажатия.

 Правда, изделия, в составе которых есть иридий, дорогостоящие. Не только потому, что голубовато-серебристый металл уже причислили к драгоценным, но и потому что плавится он при температуре в несколько тысяч градусов.

То есть получить сплав иридия с чем-либо не так-то просто. Нужна специальная и весьма недешевая аппаратура.

Вот и выходит, что за небольшое иридиевое кольцо без каких-либо камней просят в среднем около 3 тысяч долларов.

 Поставщиками металла №77 на мировой рынок являются: — Канада, Россия, ЮАР. В недрах последней страны иридия, как и платиновых и золотоносных залежей, больше всего. При общих запасах иридия в 15 тысяч тонн, в землях ЮАР скрываются 10 тысяч из них.

Так, в 2009-ом году мировое производство редкого металла снизилось сразу на 13%. Все потому, что из-за внутренних проблем, элемент стали меньше добывать в Южно-Африканской республике. Ощутился дефицит иридия, цены на него подскочили.

Так что, хоть ЮАР и развивающаяся страна, но без нее не могут развиваться и другие государства.

Среди предприятий, лидером в производстве иридия признана компания Lonmin. Она выпускает на рынок треть от общемировых объемов этого металла. Остается, надеется, что метеориты продолжат падать на землю, да так чтобы не нанести вреда людям. Иначе, вред им нанесет истощение запасов не только редкого, но и крайне, нужного человечеству металла.

Металл иридий: история, свойства, как получают и где используют

Иридий – металл и химический элемент. Элемент стоит в таблице Менделеева под атомным номером 77. Считается выходцем из благородных пород, твёрдый, имеет бело-золотой цвет.

История открытия Иридия

Минерал существует в чистом виде, но первые упоминания об изотопном металле связаны с падением на Землю железоникелевого метеорита. Столкновение с Землёй метеорита произошло 65 млн лет назад, в эпоху трицерапторов и дипладоков.

В Земле упавший объект оставил след, последствия которого видны и сегодня.

Образовался кратер в 180 километров глубиной, пыль, поднявшаяся из-за нарушения земной коры и падения метеорита, заставила Землю пребывать во мгле 14 дней, случились извержения вулканов на территории Азии, Индостана и Мадагаскара.

Так, он лежал в Земле все 65 млн лет, пока его не обнаружили по случайности люди, искавшие платину и нашедшие её на месте старого кратера.

Как земной элемент, иридий был обнаружен в 1804 году, учёным С. Теннатом. В результате проведения процедур по изучению платиновых минералов и выявления в них осмия, был обнаружен иридий.

Вот так Юкатанская катастрофа привела к тому, что в периодической таблице появился Иридий.

Происхождение металла

Иридий – платаноид, являющийся продуктом многофазового ядерного синтезирования элементов. На планете среди других металлов (из 1005) он занимает всего лишь 3%-ое значение, что означает нечастое его обнаружение. Учёные считают, что иридий скрыт в земном ядре или же в расплавленном железоникелевом слое (внешнее ядро).

В земной коре встречается в виде сплава с осмием или платиной.

Как получают

О том, что этот металл встречается только в сплавах, мы уже сказали. Но каким образом возможно получить иридий?
Источником породы является анодный шлам медноникелевого производства. Продукт – шлам насыщают, после чего, под действием «царской водки», переводят из состояния твёрдого в жидкое, в виде соединений хлорида H2[PtCl6].

В результате химики получают жидкую смесь металлов и добавляют в неё хлорид аммония NH4Cl. После чего производят выведение осадка из платины, а потом получают комплекс иридия (NH4)2[IrCl6]. (NH4)2[IrCl6] прокаливают при помощи кислорода и азота. На выходе получаете металлический иридий.

Места добычи

Химический элемент встречается в сплавовом виде в складчатых земных породах гор России, перетонитовых породах, расположенных в ЮАР, Кении, Южной Америке и т. д.

Где есть платина, там есть и иридий.

О характеристиках металла, как химического элемента:

ХарактеристикаОбозначение, значение

Иридий обозначается символом
Ir

Номер в таблице Менделеева
77

Вес атома
192,22 а.е.м.

Степени окисления
От 1 до 6 (5 не входит)

Плотность при комнатной температуре
22,7 г/см^3

Плотность в жидком состоянии
19,39 г/см^3

Плавление
При 2300 градусов по Цельсию

Кипение жидкого иридия
При 45 градусах Цельсия

Имеет кристаллическую решётку
Гранецентрированного куба

Элемент встречается разных цветов, самый распространённый – белый – KIrF6, лимонный – IrF5, золотой – K3IrCl6, светло-зелёный – Na3IrBr6, розовый – Cs3IrI6, малиновый – Na2IrBr6, тёмно-синий – IrI3. Разнообразие цветов обусловлено наличием в иридии различных солей.

Свойства и особенности

Имеет три синтетических изотопа (191,192,193). Каждый изотоп встречается в сплавовом иридии одиночно и отвечает за какие-либо особенности металла, которые отразятся на его будущем применении.

Не встречается в чистом виде в природных условиях. Только с каким-либо элементом, как примесь.

Используется для усиления металлических конструкций и сплавов.

У иридия есть свойство укреплять и усиливать те соединения (физические и химические), в которые он добавляется.

Не теряет своих качеств при смешивании с другими химическими элементами, множественной переплавке и т. д.

В природе есть вид иридия, в котором смешаны два изотопа – 191 и 193. Такой изотопный металл считается самым крепким и долговечным.

Иридий высоко инертен, считается драгоценным металлом.

Иридий не окисляется при взаимодействии с солевыми остатками, кислотами, воздухом и высокими температурами. Как такового окисления не происходит. Но могут случаться впрыски иридия в незначительном количестве, в виде оксида металла IrO2.

При температуре более 1300 градусов по Цельсию иридий не сразу же плавится, выделяя частично оксид IrO3.

Металл плохо поддаётся обработкам. Реакция достаточная для обработки иридия, его перегонка и придание формы происходит при красном световом излучении.

Металл воспроизводят искусственно, однако, по государственным нормам.

Большое количество требуется для строительства дорог и создания механизмов автомобилей, но в ювелирной промышленности иридий не часто используется.

В зависимости от того, с каким металлом сплавлен иридий, зависит и его цена.

К примеру, если он был найден, как примесь к золоту или платине, то основной будет цена золота за грамм плюс процентная стоимость иридия, в зависимости от его содержания в сплаве. Обычно это значение равняется – 10%.

Высокая цена, от 940 рублей за 1 грамм иридия, обусловлена тем, что процесс отшелушивания, отделения и дальнейшей обработки металла трудоёмок.

В ближайшем будущем стоимость за 1 грамм вырастет, скорее всего, с 1719 рублей до 2500 рублей.

Иридий нетоксичен, не играет никакой важной биологической роли, но в природе встречается смертельно опасный вид иридия – IrF6 (гексафторид). Гексафторид вызывает мгновенное удушение при вдыхании паров.

Где применяется

В основном применяют не сам иридий, а его сплавы с металлами.

Сплав из иридия и платины применяют для изготовления посуды, для проведения химических опытов, создания хирургического инвентаря, ювелирных украшений и нерастворимых анодов. Ещё медно-иридиевую смесь используют для прибороточного строения. Этот сплав является особо прочным, его используют для покрытия сварочных узлов в строительных объектах.

Также иридий смешивают с гафнием, в таком случае сплав послужит инструментом для создания топливных баков.

Когда изотопный металл смешивают с вольфрамом, родием или же рением, то из полученной субстанции изготавливают термопары. Термопары – приборы для измерения температур более 2000 градусов.

Иридий, совместно с церием, латаном применяют в производстве катодов.

А вот один иридий, без вспомогательных элементов, используют для создания наконечников перьевых ручек.

Иридий применяют в крупных промышленных масштабах для создания иридиевых свеч сгорания. Такие свечи прослужат на 3 года дольше, чем обычные и выдержат пробег автомашины на 160 тысяч километров больше, чем стандартные.

За счёт иридия облегчилось строение дефектоскопов, которые выявляют все недостатки механизмов ручного запуска.

За счёт иридия, в жаростойких тиглях выращивают кристаллы, которые необходимы для лазерной техники. Благодаря учёным и этому дару природы, стала возможной операция по лазерной коррекции зрения, по лазерному дроблению камней в почках и т. д.

Область применения металла велика, однако стоимость его довольно высокая, поэтому часто иридий заменяют синтетическими химозными элементами, которые уступают природному аналогу во всём.

Это незаменимый благородный металл, который необходим для функционирования машин, строительных объектов, создания прочных механизмов и прочего.

Иридий

Иридий — химический элемент с атомным номером 77 в периодической системе, обозначается символом Ir (лат. Iridium), белого цвета. Твёрдый переходный металл, благородный металл.

История

Открыт в 1804 английским химиком С. Теннантом, который изучал состав платиновых минералов.

Происхождение названия

Название (от греч. Iris, родительный падеж íridos — радуга) получил благодаря разнообразной окраске своих солей.

Нахождение в природе

Иридий — очень редкий элемент, содержание в земной коре 1·10–7% по массе. В природе встречается в виде сплавов с осмием (осмистый иридий), платиной, родием, рутением и другими платиновыми металлами. В рассеянной форме (10–4% по массе) содержится в сульфидных медно-никелевых железосодержащих рудах.

Получение

Основной источник иридия — анодные шламы медно-никелевого производства. Полученный шлам обогащают. Потом, действуя на него царской водкой, при нагревании переводят в раствор платину, палладий, родий, иридий и рутений в виде хлоридных комплексов H2[PtCl6], H2[PdCl4], H3[RhCl6], H2[IrCl6] и H2[RuCl6].

Осмий остается в нерастворимом осадке. Из полученного раствора добавлением хлорида аммония NH4Cl сначала осаждают комплекс платины (NH4)2[PtCl6], а затем комплекс иридия (NH4)2[IrCl6] и рутения (NH4)2[RuCl6].

При прокаливании (NH4)2[IrCl6] на воздухе получают металлический иридий: (NH4)2[IrCl6] = Ir + N2 + 6HCl + H2.

Физические свойства

Иридий — тяжелый серебристо-белый металл. Решетка кубическая гранецентрированная, а=0,38387 нм.

Некоторые физические свойства отражены в таблице (см. выше)

Химические свойства

Металлический иридий

Отличается высокой химической стойкостью. В ряду стандартных потенциалов расположен правее водорода. На воздухе иридий устойчив, с кислотами-неокислителями и водой не реагирует.

С неметаллами взаимодействует только в мелкораздробленном состоянии при температуре красного каления. Взаимодействие с кислородом происходит только при температуре выше 1000°C, при этом образуется диоксид иридия IrO2.

Оксиды иридия не растворяются в воде, кислотах и щелочах.

Компактный иридий при температурах до 100°C не реагирует со всеми известными кислотами и их смесями, в том числе и с царской водкой. Для перевода этих металлов в растворимые в воде хлорокомплексы порошок, содержащий эти металлы, хлорируют при нагревании в присутствии комплексообразователя NaCl: Ir + 2Cl2 + 2NaCl = Na2[IrCl6].

Соединения

• Гидроксид Ir(OH)4 (IrO2·2H2O) образуется при нейтрализации растворов хлороиридатов(IV) в присутствии окислителей. Осадок Ir2O3· xH2O выпадает при нейтрализации щелочью хлороиридатов (III) и легко окисляется на воздухе до IrO2. Гидроксиды иридия практически не растворяются в воде. В растворимую форму оксиды иридия переводят, окисляя их в присутствии комплексообразователя:

IrO2 + 4HCl + 2NaCl = Na2[IrCl6] + 2H2O.

• Высшая степень окисления +6 проявляется у иридия в гексафториде IrF6. Это очень сильный окислитель, способный окислить даже воду:

2IrF6 + 10H2O = 2Ir(OH)4 + 12HF + O2, или NO: NO + IrF6 = NO+[IrF6]– .

Как и для других d-элементов, для иридия характерно образование комплексных соединений с координационным числом 6.

• Из-за большого радиуса ионов и влияния степени окисления на электронный (оптический) спектр соединений, образует большое количество цветных соединений.
• Известно большое число иридийорганических соединений со связью Ir—C.

Применение

Из чистого иридия изготавливают тигли для выращивания монокристаллов драгоценных камней и лазерных материалов, фольгу для неамальгамирующихся катодов, ответственные детали контрольно-измерительных приборов. Иридий используется для иридирования поверхностей изделий.

Радиоактивный изотоп 192Ir(период полураспада 73,831 сут) используют в качестве портативного источника γ-излучения для радиографических исследований трубопроводов и радиотерапии онкологических заболеваний.

До 1960 международным эталоном метра служил изготовленный из платино-иридиевого сплава брус, находящийся в Международном бюро мер и весов в Севре. На одной из плоскостей этого бруса нанесены два штриха, на расстоянии 1 м друг от друга.

Особый интерес в качестве источника(аккумулятора) энергии вызывает ядерный изомер иридий-192m2(период полураспада 241 год). Иридий используется также для изготовления перьев для ручек. Небольшой шарик из иридия можно встретить на кончиках перьев, особенно хорошо его видно на золотых перьях, где он отличается по цвету от самого пера.

Биологическая роль

Не играет никакой биологической роли. Цельный иридий нетоксичен, но некоторые соединения иридия, например, IrF6, очень ядовиты.

Ссылки

Категории:

• Химические элементы
• Переходные металлы
• Благородные металлы

Иридий

Иридий

Атомный номер
77

Внешний вид простого вещества

Свойства атома

Атомная масса(молярная масса)
192,22 а. е. м. (г/моль)

Радиус атома
136 пм

Энергия ионизации(первый электрон)
868,1 (9,00) кДж/моль (эВ)

Электронная конфигурация
[Xe] 4f14 5d7 6s2

Химические свойства

Ковалентный радиус
127 пм

Радиус иона
(+4e) 68 пм

Электроотрицательность(по Полингу)
2,20

Электродный потенциал
Ir←Ir3+ 1,00 В

Степени окисления
6, 4, 3, 2, 1, 0, −1

Термодинамические свойства простого вещества

Плотность
22,5 г/см³

Молярная теплоёмкость
25,1 Дж/(K·моль)

Теплопроводность
147 Вт/(м·K)

Температура плавления
2683 K

Теплота плавления
27,61 кДж/моль

Температура кипения
4403 K

Теплота испарения
604 кДж/моль

Молярный объём
8,54 см³/моль

Кристаллическая решётка простого вещества

Структура решётки
кубическаягранецентрированая

Параметры решётки
3,840 Å

Отношение c/a
n/a

Температура Дебая
430,00 K

192,22

[Xe]4f145d76s2

Иридий — элемент химический с атомным номером 77 в ПСХЭ периодической системе, обозначается символом Ir (ridium). Иридий — очень твёрдый, тугоплавкий, серебристо-белый переходный металл платиновой группы, обладающий высокой плотностью и уступающий по этому параметру только осмию. Имеет высокую коррозионную стойкость даже при температуре 2000 °C.

Иридий был открыт в 1803 году английским химиком С. Теннантом одновременно с осмием, которые в качестве примесей присутствовали в природной платине, доставленной из Южной Америки. Название (Iris — радуга) получил благодаря разнообразной окраске своих солей.

Нахождение в природе

Содержание иридия в земной коре ничтожно мало (10−7 масс. %). Он встречается гораздо реже золота и платины и вместе с родием, рением и рутением относится к наименее распространённым элементам.

Однако иридий относительно часто встречается в метеоритах и не исключено, что реальное содержание металла на планете гораздо выше: его высокая плотность и высокое сродство к железу (сидерофильность) могли привести к смещению иридия вглубь Земли, в ядро планеты, в процессе её формирования из расплава.

Иридий содержится в таких минералах, как невьянскит, сысертскит и ауросмирид.

Получение

Основной источник получения иридия — анодные шламы медно-никелевого производства. Из концентрата металлов платиновой группы отделяют Au, Pd, Pt и др.

Остаток, содержащий Ru, Os и Ir, сплавляют с KNO3 и КОН, плав выщелачивают водой, раствор окисляют Сl2, отгоняют OsO4 и RuO4, а осадок, содержащий иридий, сплавляют с Na2O2 и NaOH, плав обрабатывают царской водкой и раствором NH4Cl, осаждая иридий в виде (NH4)2[IrCl6], который затем прокаливают, получая металлический Ir. Перспективен метод извлечения иридия из растворов экстракцией гексахлороиридатов высшими алифатическими аминами. Для отделения иридия от неблагородных металлов перспективно использование ионного обмена. Для извлечения иридия из минералов группы осмистого иридия минералы сплавляют с ВаО2, обрабатывают соляной кислотой и царской водкой, отгоняют OsO4 и осаждают иридий в виде (NH4)2[IrCl6].

Физические свойства

Тяжёлый серебристо-белый металл, с необычайной лёгкостью поддающийся механической обработке.
Решётка кубическая гранецентрированная, а0=0,38387 нм
Электрическое сопротивление — 5,3·10−8Ом·м (при 0 °C)
Коэффициент линейного расширения — 6,5×10−6 град
Модуль нормальной упругости — 52,029×106 кг/мм²

Химические свойства

Металлический иридий

Основные соединения

Соединения двухвалентного иридия

• IrCl2 — блестящие тёмно-зелёные кристаллы. Плохо растворяется в кислотах и щёлочах. При нагревании до 773 °C разлагается на IrCl и хлор, а выше 798 °C — на составные элементы. Получают нагреванием металлического иридия или IrCl3 в токе хлора при 763 °C.

• IrS — блестящее тёмно-синее твёрдое вещество. Мало растворим в воде и кислотах. Растворяется в сульфиде калия. Получают нагреванием металлического иридия в парах серы.

• Ir2O3 — твёрдое тёмно-синее вещество. Малорастворим в воде и этаноле. Растворяется в серной кислоте. Получают при лёгком прокаливании сульфида иридия (III).

• IrCl3 — летучее соединение оливково-зелёного цвета. Плотность — 5,30 г/см³. Малорастворим в воде, щелочах и кислотах. При 765 °C разлагается на IrCl2 и хлор, при 773 °C на IrCl и хлор, а выше 798 °C — на составные элементы. Получают действием хлора на нагретый до 600 °C иридий.

• IrBr3 — оливково-зелёные кристаллы. Растворяется в воде, мало растворим в спирте. Дегидратируется при нагревании до 105—120 °C. При сильном нагревании разлагается на элементы. Получают взаимодействием IrO2 с бромоводородной кислотой.

• Ir2S3 — твёрдое коричневое вещество. Разлагается на элементы при нагревании выше 1050 °C. Мало растворим в воде. Растворяется в азотной кислоте и растворе сульфида калия. Получают действием сероводорода на хлорид иридия (III) или нагреванием порошкообразного металлического иридия с серой при температуре не выше 1050 °C в вакууме.

• IrO2 — чёрные тетрагональные кристаллы с решёткой типа рутила. Плотность — 3,15 г/см³. Малорастворим в воде, этаноле и кислотах. Восстанавливается до металла водородом. Термически диссоциирует на элементы при нагревании. Получают нагреванием порошкообразного иридия на воздухе или в кислороде при 700 °C, нагреванием IrO2*nН2О.

• IrF4 — жёлтая маслянистая жидкость, разлагающаяся на воздухе и гидролизующаяся водой. tпл 106 °C. Получают нагреванием IrF6 с порошком иридия при 150 °C.

• IrCl4— гигроскопичное коричневое твёрдое вещество. Растворяется в холодной воде и разлагается тёплой (водой). Получают нагреванием (600—700 °C) металлического иридия с хлором при повышенном давлении.

• IrBr4 — расплывающееся на воздухе синее вещество. Растворяется в этаноле; в воде (с разложением), диссоциирует при нагревании на элементы. Получают взаимодействием IrO2 с бромоводородной кислотой при низкой температуре.

• IrS2 — твёрдое коричневое вещество. Малорастворим в воде. Получают пропусканием сероводорода через растворы солей иридия (IV) или нагреванием порошкообразного металлического иридия с серой без доступа воздуха в вакууме.

Соединения шестивалентного иридия

• IrF6 — жёлтые тетрагональные кристаллы. tпл 44 °C, tкип 53 °C, плотность — 6,0 г/см³. Под действием металлического иридия превращается в IrF4, восстанавливается водородом до металлического иридия. Получают нагреванием иридия в атмосфере фтора в трубке из флюорита. Очень сильный окислитель, способный окислить даже воду:

2IrF6 + 10H2O = 2Ir(OH)4 + 12HF + O2, или NO:
NO + IrF6 = NO+[IrF6]-

• IrS3 — серый, малорастворимый в воде порошок. Получают нагреванием порошкообразного металлического иридия с избытком серы в вакууме. Строго говоря. не является соединением шестивалетного иридия, так как содержит связь S-S.

• Ir(OH)4 (IrO2*2H2O) образуется при нейтрализации растворов хлороиридатов(IV) в присутствии окислителей. Осадок Ir2O3*nН2О выпадает при нейтрализации щёлочью хлороиридатов (III) и легко окисляется на воздухе до IrO2. Практически нерастворим в воде.

Применение

Особый интерес в качестве источника(аккумулятора) энергии вызывает ядерный изотоп иридий-192m2(период полураспада 241 год). Иридий используется также для изготовления перьев для ручек.

Небольшой шарик из иридия можно встретить на кончиках перьев, особенно хорошо его видно на золотых перьях, где он отличается по цвету от самого пера.

Сплавы с W и Th — материалы термоэлектрических генераторов, с Hf — материалы для топливных баков в космических аппаратах, с Rh, Re, W — материалы для термопар, эксплуатируемых выше 2000 °C, с La и Се — материалы термоэмиссионных катодов.

Биологическая роль

Не играет никакой биологической роли. Металлический иридий нетоксичен, но некоторые соединения иридия, например, IrF6, очень ядовиты.

Дополнительные материалы по иридию

Металлы платиновой группы

Периодическая система химических элементов Менделеева:

Иридий

Иридий металл, который первоначально стали извлекать из платины. Отличительной особенностью солей, содержащих иридий, является их способность при разных условиях окрашиваться в разные цвета. В связи с этой особенностью элемент получил свое название, которое происходит от греческого слова, переведенного словом «радуга».

В природе иридий можно встретить в виде осмистого иридия. Часто иридий добывается рядом или вместе с самородной платиной. В природе нет самородного иридия.

По своему внешнему виду иридий представляет собой серебристо белый металл, который отличается высокой твердостью и прочностью. Считается, что иридий – один из самых тяжелых металлов. Плотность иридия составляет 22,65 г/см3.

Каковы основные свойства иридия? В первую очередь можно отметить, что этот металл проявляет высокую стойкость к коррозии.

Даже если на иридий воздействуют различными кислотами при повышенной или при нормальной температуре, его внешний вид не изменяется. Самое интересное, что в отличии от платины и золота иридий невозможно растворить в «царской водке».

Иридий окисляется, только если на него воздействуют перекисью натрия и расплавленными щелочами.

Чистый иридий можно получить, если подвергнуть специальную обработку осмистого иридия, а также, если в виде остатков после обработки платины. Перед тем, как получить иридий из платины должны быть извлечены осмий, сама платина, палладий и рутений.

Где применяют иридий? Обычно, из чистого иридия изготавливают детали оборудования для выдувания стекла, используют его как покрытие.

Стоит, однако, сказать, что покрытие из иридия не отличается особой прочностью, так как он с трудом наносится на металл.

Исключения составляют покрытия, которые получают, применяя электролитический путь напыления при температуре шестьсот градусов.

Часто иридий применяют для того, чтобы улучшить некоторые свойства металлов. Таким образом, некоторым металлам придают твердость и прочность. Так если в составе платины будет всего 10% иридия, ее твердость повышается втрое. Из подобных сплавов изготавливаются жаростойкие тигли (лабораторная посуда).

В ювелирном деле иридий также применяется достаточно широко. Украшения, которые сделаны их платиново-иридиевого сплава, украшенные драгоценными камнями почти не изнашиваются.  Иногда из этого сплава изготавливаются хирургические инструменты.

Если говорить о стоимости иридия, то она достаточно высока, так классическое кольцо без драгоценных камней может стоить больше двух с половиной тысяч долларов.

Иридий

Иридий — химический элемент с атомным номером 77 в периодической системе, обозначается символом Ir (лат. Iridium).

История открытия иридия

В 1804 году английский химик Смитсон Теннант, исследуя черный порошок, остающийся после растворения самородной платины в царской водке, открыл в нем два новых элемента. Соли одного из них были окрашены буквально во все цвета радуги.

Теннанту не пришлось долго ломать голову в поисках подходящего для него имени: элемент был назван иридием, так как по-гречески “ириоэйдес” – радужный. Судьбы платиновых металлов переплелись настолько тесно, что рассказ об одном из них немыслим без упоминания о других. В 1840 году профессор Казанского университета К. К. Клаус заинтересовался проблемами переработки уральской платиновой руды.

По его просьбе петербургский Монетный двор прислал ему пробы платиновых остатков – нерастворимого осадка, образующегося после обработки сырой платины царской водкой.

“При самом начале работы, – писал позднее ученый, – я был удивлен богатством моего остатка, ибо извлек из него, кроме 10% платины, немалое количество иридия, родия, осмия, несколько палладия и смесь различных металлов особенного содержания…

” Если в первое время Клаус ставил перед собой лишь чисто практическую цель- найти способ переработки остатков платиновой руды в платину, то уже вскоре эти исследования приобрели более глубокий научный характер и полностью захватили ученого.

“Два полных года, – вспоминал Клаус, – я кряхтел над этим с раннего утра до поздней ночи, жил только в лаборатории, там обедал и пил чай, и при этом стал ужасным эмпириком”. Последнее утверждение имело вполне конкретный смысл: по словам А. М. Бутлерова – ученика Клауса, тот “имел привычку…

при растворении платиновых руд в царской водке мешать жидкость прямо всеми пятью пальцами и определял крепость непрореагировавших кислот на вкус”.

Впрочем, это было свойственно не только Клаусу, но и другим химикам старой школы, которые, получив какое-либо вещество, всегда “дегустировали” его (до середины XIX века при описании свойств вещества необходимо было указать и его вкус), подвергая себя большой опасности: так, знаменитый шведский ученый Карл Шееле погиб, попробовав на вкус полученную им безводную синильную кислоту.

Труды Клауса увенчались успехом: способ переработки платиновых остатков был найден, и теперь ученому предстояло ехать в Петербург, чтобы сообщить об этом министру финансов Е. Ф. Канкрину, заинтересованному в удачном решении проблемы.

Для поездки в столицу Клаус вынужден был занять 90 рублей у одного из своих друзей (вернуть долг ученый смог лишь спустя несколько лет, когда приобрел всемирную известность). По приезде вПетербург Клаус был уже через два дня принят министром и добился от него санкции на получение необходимых для продолжения исследований материалов.

Ему были выданы 1/2 фунта платиновых остатков и 1/4 фунта сырой платины. Вернувшись в Казань, ученый вновь с головой окунулся в работу, которая продолжалась много лет и дала блестящие результаты. Важнейшим из них стало открытие в 1844 году неизвестного ранее химического элемента – последнего”русского члена платинового семейства”.

“Уже при первой работе, – писал Клаус, – я заметил присутствие нового тела, но сначала не нашел способа отделения его от примесей. Более целого года трудился я над этим предметом, но наконец открыл легкий и верный способ добывания его в чистом состоянии. Этот новый металл, который назван мною рутением в честь нашего отечества (от латинского названия России – С. В.

), принадлежит без сомнения к телам весьма любопытным”. Но открытие Клауса не сразу получило признание. Первые пробы соединений нового элемента ученый послал в Стокгольм Й.Я. Берцелиусу, пользовавшемуся огромным авторитетом у всех химиков. Каково же было разочарование Клауса, когда он узнал, что, по мнению этого маститого ученого, присланное ему вещество не содержит новый элемент, а представляет собой плохо очищенное соединение иридия. Убежденный в своей правоте Клаус снова и снова проводил опыты, забывая порой об элементарных мерах защиты. Правда, спустя несколько лет ученый предупреждал своих коллег: “При работе с осмиевым иридием надобно остерегаться от паров осмиевой кислоты. Это весьма летучее вещество принадлежит к самым вредным телам и действует преимущественно на легкие и на глаза, производя сильные воспаления. Я много терпел от нее”. Слишком велико было желание Клауса убедить научный мир в том, что действительно открыт новый элемент, и он, наконец, сумел это сделать. Препараты соединений рутения опять были посланы Берцелиусу, и тот, проведя тщательные исследования, понял, что прежде ошибался в своих выводах. “Примите мои искренние поздравления с превосходными открытиями и изящной их обработкой, – писал он Клаусу, – благодаря им Ваше имя будет неизгладимо начертано в истории химии”.

Итогом напряженной работы Клауса стал опубликованный в 1845 году труд”Химическое исследование остатков уральской платиновой руды и металла рутения”, в котором впервые были всесторонне описаны и свойства иридия, причем сам Клаус отмечал, что иридием он занимался больше, чем другими металлами платиновой группы. Рекомендации ученого стали научной базой для создания технологии получения иридия и других платиноидов.

Нахождение иридия в природе

Содержание иридия в земной коре ничтожно мало (10−7 масс. %). Он встречается гораздо реже золота и платины и вместе с родием, рением и рутением относится к наименее распространённым элементам.

Однако иридий относительно часто встречается в метеоритах и не исключено, что реальное содержание металла на планете гораздо выше: его высокая плотность и высокое сродство к железу (сидерофильность) могли привести к смещению иридия вглубь Земли, в ядро планеты, в процессе её формирования из расплава.

Физические свойства иридия

Тяжёлый серебристо-белый металл, из-за своей твердости плохо поддающийся механической обработке.
Решётка кубическая гранецентрированная, а0=0,38387 нм
Электрическое сопротивление — 5,3·10−8Ом·м (при 0 °C)
Коэффициент линейного расширения — 6,5×10−6 град
Модуль нормальной упругости — 52,029×106 кг/мм²

Химические свойства иридия

Важнейшие соединения с металлом иридий

Гидроксид иридия(III) Ir(OH)3, точнее гидратированный оксид иридия(III) Ir2O3*nH2O осадок зеленого цвета, получается осаждением из раствора хлороиридата (III) натрия Na3[IrCl6]. Соединения иридия(III) – восстановители, Ir(OH)3 кислородом окисляется до Ir(OH)4. Ir2O3 при нагревании диспропорционирует на Ir и IrO2.

Оксид иридия (IV). IrO2 получается в виде сине-черного порошка при разложении гидроксида или окислением иридия. Резисторный материал.
Гидроксид иридия (IV) Ir(OH)4. Темно-синее аморфное вещество, в воде, растворах кислот и щелочей не растворимо, кроме концентрированной серной кислоты.

Получается при щелочном гидролизе (NH4)2[IrCl6].
Галогениды. Продуктом прямого взаимодействия иридия с фтором является гексафторид иридия IrF6. Это соединение очень активно, оно не только реагирует с водой по уравнению
IrF6 + 5H2O = Ir(OH)4 + 6HF + 1/2O2,
но окисляет даже хлор, причем образуются IrF4 и ClF.

Используется для нанесения покрытий.
Хлориды иридия(III) и (IV), кристаллы, гидролизуются водой. Характерно образование комплексных хлоридов при взаимодействии с хлоридами щелочных металлов: Na3[IrCl6] – зеленые кристаллы, Na2[IrCl6] – темно-красный, растворим, гексахлороиридаты(IV) калия и аммония – малорастворимы.

Соли иридия. Вообще иридий образует мало обычных солей. Соли иридия(III) с комплексными катионами аналогичны соответствующим солям хрома (III) и кобальта(III), представляют собой прочные комплексные соединения [Ir(NH3)6]X3, [Ir(OH2)(NH3)5]X3, [IrX(NH3)5]X2.

Карбонилы иридия: желто-зеленый Ir2(CO)8, возгоняется, и ярко-желтый Ir4(CO)12, при нагревании разлагается. Используются для нанесения покрытий.

Помимо уже известного вам иридия-192, имеется еще 14 радиоактивных изотопов этого элемента с массовыми числами от 182 до 198. У самого тяжелого изотопа – самая короткая жизнь: его период полураспада меньше минуты.

Любопытно, что период полураспада иридия-183 – ровно час. Стабильных же изотопов у элемента всего два – иридий-191 и иридий-193. На долю более “весомого” из них в природной смеси приходится примерно 62 % атомов.

С изотопом иридия связано открытие так называемого эффекта Мссбауэра, на котором основаны поразительно точные методы измерения малых величин и слабых явлений, широко применяемые в физике, химии, биологии, геологии.

Этот эффект (или, выражаясь строго научно, резонансное ядерное поглощение гамма -квантов в твердых телах без отдачи) был обнаружен молодым физиком из ФРГ Рудольфом Мссбауэром в 1958 году. За несколько лет до этого, когда учеба в Высшем техническом училище в Мюнхене подходила к концу, он стал подыскивать тему для дипломной работы.

Один из профессоров любезно предложил студенту длинный перечень тем. Как вспоминает сам Мссбауэр, ни одна из них не пришлась ему по вкусу, кроме последней (кстати, тринадцатой по счету), главное достоинство которой, по мнению будущего физика, заключалось в том, что он не имел о ней ни малейшего представления. Речь шла о резонансном поглощении гамма- квантов атомными ядрами.

“Самым главным, – вспоминает физик, – было то, что меня ткнули носом в это дело”. И “это дело” пошло на лад. Сначала был защищен диплом, спустя два года пришел черед диссертации, а еще через год состоялось открытие. Работая в Гейдельберге, в Институте медицинских исследований имени Макса Планка, ученый продолжал заниматься резонансным поглощением.

Специальным счетчиком он определял число гамма- квантов, прошедших через металлический иридий, точнее, через один из его изотопов; источниками этих гамма- квантов были возбужденные атомные ядра того же самого изотопа.

Ядра, пребывающие в обычном состоянии, могут также “возбудиться”, но для этого они должны, поглотив гамма-квант, получить такое количество энергии, которое в точности соответствует разности между энергиями ядра в возбужденном и основном состояниях (это поглощение и называется резонансным). Обычно же энергия гамма -квантов оказывается чуть меньше, чем нужно, так как часть ее теряется при испускании на отдачу испускающего ядра (нечто подобное происходит, например, при выстреле из пушки или ружья).

Чтобы устранить некоторые побочные процессы, способные исказить результаты опытов, Мссбауэр решил охладить иридий до температуры жидкого азота.

При этом он полагал, что из-за уменьшения скорости движения ядер резонансное поглощение уменьшится, а число прошедших через иридий гамма -квантов соответственно возрастет (того же мнения придерживались и другие физики). К удивлению экспериментатора все оказалось наоборот.

В чем же причина? Ученый делает вывод: в твердых телах при достаточно низкой температуре отдачу воспринимает не отдельное ядро, а все вещество в целом, и поэтому потери энергии на отдачу исчезающе малы, т. е. энергия гамма -кванта точно

равна разности энергии ядра в возбужденном и основном состояниях. Это открытие было признано одним из наиболее важных научных событий нашего времени (в 1961 году Мссбауэр удостоен Нобелевской премии). Сегодня эффект Мссбауэра обнаружен уже на нескольких десятках элементов, но история науки навсегда связала открытие этого важнейшего физического явления с героем нашего рассказа – иридием.

Получение иридия

Основной источник получения иридия — анодные шламы медно-никелевого производства. Из концентрата металлов платиновой группы отделяют Au, Pd, Pt и др.

Остаток, содержащий Ru, Os и Ir, сплавляют с KNO3 и КОН, сплав выщелачивают водой, раствор окисляют Cl2, отгоняют OsO4 и RuO4, а осадок, содержащий иридий, сплавляют с Na2O2 и NaOH, сплав обрабатывают царской водкой и раствором NH4Cl, осаждая иридий в виде (NH4)2[IrCl6], который затем прокаливают, получая металлический Ir. Перспективен метод извлечения иридия из растворов экстракцией гексахлороиридатов высшими алифатическими аминами. Для отделения иридия от неблагородных металлов перспективно использование ионного обмена. Для извлечения иридия из минералов группы осмистого иридия минералы сплавляют с ВаО2, обрабатывают соляной кислотой и царской водкой, отгоняют OsO4 и осаждают иридий в виде (NH4)2[IrCl6].

В наше время чистый иридий выделяют из самородного осмиридия и из остатков платиновых руд, но прежде из них, действуя различными реагентами, извлекают платину, осмий, палладий и рутений и лишь после этого наступает очередь иридия.

Полученный при этом порошок либо прессуют в полуфабрикаты и сплавляют, либо переплавляют в электрических печах в атмосфере аргона.

При обычной температуре иридий хрупок и не поддается никакой обработке, но в горячем состоянии он более “сговорчив” и позволяет себя ковать.

Применение иридия

Сплавы с W и Th — материалы термоэлектрических генераторов, с Hf — материалы для топливных баков в космических аппаратах, с Rh, Re, W — материалы для термопар, эксплуатируемых выше 2000 °C, с La и Се — материалы термоэмиссионных катодов.

Иридий используется также для изготовления перьев для ручек. Небольшой шарик из иридия можно встретить на кончиках перьев и чернильных стержней, особенно хорошо его видно на золотых перьях, где он отличается по цвету от самого пера.

10 самых дорогих драгоценных металлов в мире (фото)

Представляем вашему вниманию самые ценные и дорогие драгметаллы. Оказывается в мире есть материалы на много дороже платины и золота, о которых мы та хорошо знаем.

Для начала разберёмся с природными драгоценными металлами. Обращаем внимания, что цены могут быть устаревшими, но порядок расположения по стоимости драгметаллов не изменился.

1. Родий $ 225,1 за 1 грамм

Открыт в 1803 году. Мировые запасы родия оценивают всего в несколько тонн, а ежегодную добычу измеряют сотней килограммов.

Родий – настолько дорогой металл, что чаще всего его применяют только в тех областях, где он совершенно незаменим. 98% родия идёт на выпуск автомобильных катализаторов. За последние годы нужда в родии выросла в 10–13 раз.

Высокая стоимость металла заставила искать равнозначные заменители, что делают в США, Японии и в других развитых странах.

2. Платина $ 70 за 1 грамм

Платина была известна еще в Древнем Египте, Греции, Эфиопии и Южной Америке. Поначалу платину считали белым золотом, но применения найти не могли из-за трудности ее обработки. Первыми платину применили фальшивомонетчики, так как дешевый, достаточно тяжелый (по сравнению с серебром и золотом) металл с высокой плотностью мог утяжелять монеты.

3. Золото $ 45 за 1 грамм

Золото — главный драгоценный металл, признанный таковым по всему миру с древнейших времён.

Золото словно самой природой создано для чеканки монет и производства ювелирных украшений: оно встречается исключительно в чистом виде, пластично и устойчиво к коррозии, однородно, компактно, короче, — идеальный, в некотором смысле, металл. Сейчас можно золото купить и в ювелирных магазинах, и в банках.

4. Осмий $ 25 за 1 грамм

Греческое слово osme (запах) дало имя открытому 200 лет назад платиновому металлу осмию. Ему действительно присущ неприятный раздражающий запах, похожий на смесь хлорки и чеснока. В природе чистый осмий не найден и известен лишь связанным в минералах другим платиновым металлом — иридием.

Такие минералы есть в Сибири, на Урале, а за рубежом — в Южной Африке, США, Колумбии и Канаде. Осмия очень мало в земной коре, он чрезвычайно рассеян и потому дорог. Из-за этого осмий используют лишь там, где при его малых затратах можно получить значительный эффект. США, например, ввозят за год немногим больше 100 килограммов осмия, в основном для производства лекарства — кортизона.

Совсем немного осмия потребляет химическая промышленность для изготовления катализаторов.

5. Иридий $ 20 за грамм

Иридий был открыт в 1803 г. Иридий – серебристо-белый металл, по внешнему виду напоминающий олово, очень твердый, тяжелый и прочный, но хрупкий. Самостоятельное применение иридия достаточно редко и чаще всего его используют в качестве лигатуры. Добавление 10% иридия к относительно мягкой платине делает ее тверже почти втрое.

Для ювелиров это качество иридия совершенно незаменимо, так как украшения из платиново-иридиевого сплава очень красивы и практически не изнашиваются. Любопытно, что этот же сплав применяется для изготовления эталонов веса и длины. Также его используют для изготовления электроконтактов, хирургических инструментов, точных химических весов.

Из иридия делают кончики перьев дорогих авторучек. Сплавы иридия с платиной применяют в биомедицине и аэрокосмической технике. За год в мире расходуется чуть больше тонны иридия.

Две трети поглощает химическая промышленность, остальной иридий используют в различных каталитических процессах, в ювелирных и стоматологических сплавах, а также для производства тиглей и боевых лазеров. Этот платиновый металл почти целиком поступает из ЮАР.

6. Рутений $ 17 за 1 грамм

Металл назван в честь России (от позднелатинского слова Ruthenia — Россия). Это тоже твердый и в то же время весьма хрупкий металл, самый редкий из платиновой группы.

Его используют при изготовлении проводов, контактов, электродов, лабораторной посуды, ювелирных изделий.

В Западной Европе и Японии все больше металла идет на производство резисторов и печатных схем в электронной промышленности, а также для получения хлора и разных щелочей. Этот металл целиком поступает из ЮАР.

7. Палладий $ 16 за 1 грамм

У палладия красивый, почти белый, цвет. Он самый легкий, легкоплавкий, гибкий и пластичный из всех платиновых металлов, легко прокатывается, протягивается в проволоку, отлично полируется и не тускнеет, стоек к коррозии.

В последнее время палладий постепенно занимает достойное место в ювелирных коллекциях.

Легковесность и невысокая цена палладия позволяет дизайнерам воплощать в этом металле самые смелые фантазии и создавать различные по стилям и ценовым категориям изделия, что делает палладий одним из самых популярных металлов платиновой группы.

8. Серебро — $ 1 за 1 грамм

Серебро известно человечеству с древнейших времён. Это связано с тем, что в свое время серебро, равно как и золото, часто встречались в самородном виде — его не приходилось выплавлять из руд.

Применяется в ювелирном деле, для чеканки монет, в фотографии, электронике, как покрытие для зеркал и т. д.

Области применения серебра постоянно расширяются и его применение это не только сплавы, но и химические соединения.

Ну а теперь перейдём к изотопам. Цены здесь просто астрономические. Расскажем только о двух металлах: самом дорогом и самом востребованном

1. Калифорний-252 — $ 6 500 000 за 1 грамм

Мировой запас калифорния составляет несколько граммов, вероятно, никак не более 5 г. На Земле только 2 реактора могут нарабатывать его. Один реактор — в России, другой — в США. Каждый из реакторов производит по 20–40 микрограмм в год. Калифорний невероятно дорог. Какие же свойства, несмотря на это, делают этот изотоп столь необходимым?

Калифорний-252 имеет период полураспада 2,6 года. При этом самопроизвольно делится 3% всех атомов и при каждом делении выделяется четыре нейтрона. 1 г в секунду выделяет 2,4 биллиарда нейтронов.

Это соответствует нейтронному потоку среднего ядерного реактора! Если бы такое нейтронное излучение захотели получить классическим путем из радиево-бериллиевого источника, то для этого потребовалось бы 200 кг радия. Столь огромного запаса радия вообще не существует на Земле.

Даже такое невидимое глазом количество, как 1 мкг калифорния-252, дает более 2 миллионов нейтронов в секунду. Поэтому калифорний-252 в последнее время используют в медицине в качестве точечного источника нейтронов с большой плотностью потока для локальной обработки злокачественных опухолей.

2. Осмий-187 — $ 10 000 за 1 грамм

Почему у химического вещества такая высокая продажная стоимость? Этому есть простые объяснения: во-первых, очень небольшое количество этого изотопа в природе. Во-вторых, огромная трудоёмкость разделения изотопов.

Получить осмий-187 до недавнего времени можно было только методом масс-сепарации на уникальных центрифугах, только по одной технологии – разделения изотопов радиоактивных элементов. Масс-центрифуги круглосуточно вращаются. Процедура получения осмия-187 длится около 9 месяцев.

Осмий представляет собой мелкокристаллический порошок черного цвета с фиолетовым оттенком. Являясь самым плотным веществом на Земле.