Das schwerste Metall der Welt – was ist darüber bekannt? Die schwerste Substanz im Universum Das schwerste Metall der Welt Tabelle.

Osmium VS Iridium

Die Debatte darüber, welches der beiden Elemente des Periodensystems schwerer ist, reißt immer noch nicht ab. Um dieses Recht konkurrieren die beiden schwersten Elemente der Tabelle – Osmium (76) und Iridium (77). Die Dichte beider Elemente beträgt etwa 22,6 g/cm 3 .

Im Gegensatz zum klaren Spitzenreiter unter den Leichtmetallen ist bei den Schwermetallen nicht alles so einfach. Ziehen Sie daher beide Metalle in Betracht.

Iridium

Mehr als zwei Jahrhunderte sind seit den ersten Informationen über Platin, ein weißes Metall, vergangen Südamerika. Lange Zeit war man sich sicher, dass es sich um ein reines Metall handelt, genau wie Gold. Erst zu Beginn des 19. Jahrhunderts. Wollaston war in der Lage, Palladium und Rhodium aus nativem Platin zu isolieren, und 1804 fand Tennant bei der Untersuchung des schwarzen Niederschlags, der nach der Auflösung von nativem Platin in Königswasser zurückblieb, zwei weitere Elemente darin. Eines davon nannte er Osmium und das zweite - Iridium. Salze dieses Elements unter verschiedenen Bedingungen wurden in verschiedenen Farben bemalt. Diese Eigenschaft war die Grundlage des Namens: Das Wort ιρις bedeutet im Griechischen "Regenbogen".

Russischer Chemiker

1841 begann der berühmte russische Chemiker Professor Karl Karlovich Klaus mit der Untersuchung der sogenannten Platinrückstände, d.h. der unlösliche Rückstand, der nach der Behandlung von Rohplatin mit Königswasser zurückbleibt. „Gleich zu Beginn der Arbeit“, schrieb Klaus, „war ich überrascht von der Fülle meiner Überreste, denn ich extrahierte daraus neben 10 % Platin eine beträchtliche Menge Iridium, Rhodium, Osmium, einige Palladium u. a Mischung verschiedener Metalle mit besonderem Gehalt“...

Klaus informierte die Bergbehörde über den Reichtum der Überreste. Die Behörden interessierten sich für die Entdeckung des Kasaner Wissenschaftlers, die erhebliche Vorteile versprach. Damals wurde eine Münze aus Platin geprägt, und die Gewinnung des Edelmetalls aus den Überresten schien vielversprechend. Ein Jahr später gab die Münze St. Petersburg Klaus einen halben Pud Reste. Es stellte sich jedoch heraus, dass sie arm an Platin waren, und der Wissenschaftler beschloss, eine Studie über sie durchzuführen, "interessant für die Wissenschaft".

„Zwei Jahre lang“, schrieb Klaus, „war ich ständig mit dieser schwierigen, langwierigen und sogar schädlichen Forschung beschäftigt“, und 1845 veröffentlichte ich die Arbeit „Chemische Untersuchung der Überreste des Uraler Platinerzes und des Rutheniummetalls“. Dies war die erste systematische Untersuchung der Eigenschaften von Platinanaloga. Es zuerst beschrieben und Chemische Eigenschaften Iridium.

Klaus stellte fest, dass er sich mehr mit Iridium beschäftigte als mit anderen Metallen der Platingruppe. Im Kapitel Iridium wies er auf die von Berzelius gemachten Ungenauigkeiten bei der Bestimmung der Grundkonstanten dieses Elements hin und erklärte diese Ungenauigkeiten damit, dass der ehrwürdige Wissenschaftler mit Iridium arbeitete, das eine Beimischung von Ruthenium enthielt, das den Chemikern damals noch unbekannt war und erst im Zuge der „chemischen Untersuchung von Rückständen Urals Platinerz und Rutheniummetall entdeckt.

Was ist er, Iridium?

Die Atommasse von Element Nr. 77 beträgt 192,2. Im Periodensystem liegt es zwischen Osmium und Platin. Und in der Natur kommt es hauptsächlich in Form von osmischem Iridium vor – ein häufiger Begleiter von nativem Platin. Es gibt kein natives Iridium in der Natur.

Iridium ist ein silberweißes Metall, sehr hart, schwer und langlebig. Laut International Nickel & Co. ist dies das schwerste Element: Seine Dichte beträgt 22,65 g/cm 3 , und die Dichte seines ständigen Begleiters Osmium ist mit 22,61 g/cm 3 das zweitschwerste. Zwar vertreten die meisten Forscher einen anderen Standpunkt: Sie glauben, dass Iridium immer noch etwas leichter ist als Osmium.

Die natürliche Eigenschaft von Iridium (alias Platinoid!) ist eine hohe Korrosionsbeständigkeit. Es wird weder bei normalen noch bei erhöhten Temperaturen durch Säuren angegriffen. Selbst das berühmte Königswasser aus monolithischem Iridium ist „zu zäh“. Nur geschmolzenes Alkali und Natriumperoxid bewirken, dass Element Nr. 77 oxidiert.

Iridium ist beständig gegen Halogene. Es reagiert mit ihnen sehr schwer und nur bei erhöhten Temperaturen. Chlor bildet mit Iridium vier Chloride: IrCl, IrCl 2 , IrCl 3 und IrCl 4 . Iridiumtrichlorid wird am einfachsten aus Iridiumpulver gewonnen, das bei 600 °C in einen Chlorstrom gegeben wird. Die einzige Halogenverbindung, in der Iridium sechswertig ist, ist das Fluorid IrF 6 . Fein gemahlenes Iridium wird bei 1000°C und im Sauerstoffstrahl oxidiert, wobei je nach Bedingungen mehrere Verbindungen unterschiedlicher Zusammensetzung erhalten werden können.

Wie alle Metalle der Platingruppe bildet Iridium komplexe Salze. Darunter befinden sich Salze mit komplexen Kationen, zB Cl 3 und Salze mit komplexen Anionen, zB K 3 3H 2 O. Als Komplexbildner ist Iridium seinen Nachbarn nach dem Periodensystem ähnlich.

Reines Iridium wird aus nativem Osmium-Iridium und aus den Resten von Platinerzen (nachdem Platin, Osmium, Palladium und Ruthenium daraus gewonnen wurden) gewonnen. Auf die Technologie zur Gewinnung von Iridium gehen wir nicht ein und verweisen den Leser auf die Artikel „Rhodium“, „Osmium“ und „Platinum“.

Iridium wird in Form eines Pulvers gewonnen, das dann zu Halbzeugen gepresst und legiert wird oder das Pulver in Elektroöfen unter Argonatmosphäre eingeschmolzen wird. Reines Iridium kann heiß geschmiedet werden, aber bei normalen Temperaturen ist es spröde und nicht bearbeitbar.

Iridium in Aktion

Aus reinem Iridium werden Tiegel für Laborzwecke und Mundstücke zum Blasen von feuerfestem Glas hergestellt. Sie können natürlich Iridium als Beschichtung verwenden. Allerdings gibt es hier Schwierigkeiten. Auf dem üblichen elektrolytischen Weg lässt sich Iridium nur schwer auf ein anderes Metall auftragen, und die Beschichtung ist ziemlich locker. Der beste Elektrolyt wäre komplexes Iridiumhexachlorid, aber es ist in wässriger Lösung instabil, und selbst in diesem Fall lässt die Qualität der Beschichtung zu wünschen übrig.

Es wurde ein Verfahren zur elektrolytischen Herstellung von Iridiumbeschichtungen aus geschmolzenem Kalium- und Natriumcyanid bei 600°C entwickelt. Dabei bildet sich eine dichte Beschichtung mit einer Dicke von bis zu 0,08 mm.

Es ist weniger aufwendig, Iridiumbeschichtungen durch Plattieren zu erhalten. Auf das Grundmetall wird eine dünne Schicht Metallbeschichtung aufgetragen, und dann kommt dieses „Sandwich“ unter eine Heißpresse. Auf diese Weise werden mit Iridium beschichtete Wolfram- und Molybdändrähte erhalten. Ein Werkstück aus Molybdän oder Wolfram wird in ein Iridiumrohr eingelegt und im heißen Zustand geschmiedet und anschließend bei 500...600°C auf die gewünschte Dicke gezogen. Dieser Draht wird zur Herstellung von Steuergittern in Vakuumröhren verwendet.

Es ist möglich, Iridium-Beschichtungen auf chemischem Weg auf Metallen und Keramiken aufzubringen. Dazu wird beispielsweise eine Lösung eines Komplexsalzes des Iridiums mit Phenol oder einer anderen organischen Substanz erhalten. Eine solche Lösung wird auf die Oberfläche des Produkts aufgetragen, das dann in einer kontrollierten Atmosphäre auf 350...400°C erhitzt wird, d.h. in einer Atmosphäre mit kontrolliertem Redoxpotential. Unter diesen Bedingungen verdampft oder brennt organisches Material aus und die Iridiumschicht verbleibt auf dem Produkt.

Beschichtungen sind jedoch nicht die Hauptanwendung von Iridium. Dieses Metall verbessert die mechanischen und physikalisch-chemischen Eigenschaften anderer Metalle. Es wird normalerweise verwendet, um ihre Festigkeit und Härte zu erhöhen. Die Zugabe von 10 % Iridium zu relativ weichem Platin verdreifacht dessen Härte und Zugfestigkeit fast. Wenn die Iridiummenge in der Legierung auf 30% erhöht wird, erhöht sich die Härte der Legierung nicht wesentlich, aber die Zugfestigkeit verdoppelt sich erneut - bis zu 99 kg / mm 2. Da solche Legierungen eine außergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit aufweisen, werden sie zur Herstellung von hitzebeständigen Tiegeln verwendet, die starker Hitze in aggressiven Umgebungen standhalten können. In solchen Tiegeln werden insbesondere Kristalle für die Lasertechnik gezüchtet. Platin-Iridium-Legierungen ziehen auch Juweliere an - Schmuck aus diesen Legierungen ist schön und nutzt sich kaum ab. Standards werden auch aus einer Platin-Iridium-Legierung hergestellt, manchmal ein chirurgisches Instrument.

Spdavy Iridium

Iridium-Platin-Legierungen können zukünftig insbesondere in der sogenannten Schwachstromtechnik als ideales Kontaktmaterial an Bedeutung gewinnen. Jedes Mal, wenn ein gewöhnlicher Kupferkontakt hergestellt und geöffnet wird, wird ein Funke erzeugt; als Ergebnis oxidiert die Kupferoberfläche ziemlich schnell. Bei Schützen für hohe Ströme, beispielsweise für Elektromotoren, ist dieses Phänomen für die Arbeit nicht sehr nachteilig: Die Kontaktfläche wird von Zeit zu Zeit mit Schleifpapier gereinigt, und das Schütz ist wieder betriebsbereit. Aber gerade bei Schwachstromgeräten, zum Beispiel in der Kommunikationstechnik, wirkt sich eine dünne Kupferoxidschicht sehr stark auf das Gesamtsystem aus und erschwert den Stromfluss durch den Kontakt. Bei diesen Geräten ist nämlich die Einschalthäufigkeit besonders groß - es reicht aus, automatische Telefonvermittlungen (automatische Telefonvermittlungen) abzurufen. Hier kommen feuerfeste Platin-Iridium-Kontakte ins Spiel – sie können fast ewig halten! Schade ist nur, dass diese Legierungen sehr teuer sind und bisher nicht ausreichen.

Iridium wird nicht nur Platin zugesetzt. Kleine Zusätze von Element Nr. 77 zu Wolfram und Molybdän erhöhen die Festigkeit dieser Metalle bei hohen Temperaturen. Eine magere Zugabe von Iridium zu Titan (0,1%) erhöht die ohnehin schon beachtliche Säurebeständigkeit dramatisch. Gleiches gilt für Chrom. Thermoelemente aus Iridium und einer Iridium-Rhodium-Legierung (40 % Rhodium) arbeiten zuverlässig bei hohen Temperaturen in oxidierender Atmosphäre. Eine Legierung aus Iridium und Osmium wird zur Herstellung von Lötpunkten für Füllfederhalterspitzen und Kompassnadeln verwendet.

Zusammenfassend können wir sagen, dass metallisches Iridium hauptsächlich wegen seiner Konstanz verwendet wird - die Abmessungen von Metallprodukten, seine physikalischen und chemischen Eigenschaften sind konstant und sozusagen auf höchstem Niveau konstant.

Reserven auf der Erde

Wie andere Metalle der Gruppe VIII kann Iridium in der chemischen Industrie als Katalysator verwendet werden. Iridium-Nickel-Katalysatoren werden manchmal verwendet, um Propylen aus Acetylen und Methan herzustellen. Iridium war Teil der Platinkatalysatoren für die Bildung von Stickoxiden (bei der Gewinnung von Salpetersäure). Es wurde versucht, eines der Oxide von Iridium, IrO 2 , in der Porzellanindustrie als schwarze Farbe zu verwenden. Aber diese Farbe ist zu teuer ...

Die Reserven an Iridium auf der Erde sind gering, sein Gehalt in der Erdkruste wird in Millionstel Prozent berechnet. Die Produktion dieses Elements ist ebenfalls gering - nicht mehr als eine Tonne pro Jahr. Weltweit!

In dieser Hinsicht ist es schwer anzunehmen, dass sich das Schicksal von Iridium im Laufe der Zeit dramatisch ändern wird - es wird für immer ein seltenes und teures Metall bleiben. Doch dort, wo es eingesetzt wird, leistet es tadellose Dienste, und diese einzigartige Zuverlässigkeit ist ein Garant dafür, dass Wissenschaft und Industrie der Zukunft nicht auf Iridium verzichten werden.

Iridium-Wächter

In vielen chemischen und metallurgischen Industrien, wie z. B. Hochöfen, ist es sehr wichtig, den Feststoffgehalt in den Zuschlagstoffen zu kennen. Üblicherweise werden für eine solche Kontrolle sperrige Sonden verwendet, die an speziellen Sondenwinden aufgehängt sind. In den letzten Jahren wurden Sonden durch kleine Behälter mit einem künstlichen radioaktiven Isotop - Iridium-192 - ersetzt. 192 Ir-Kerne emittieren hochenergetische Gammastrahlen; die Halbwertszeit des Isotops beträgt 74,4 Tage. Ein Teil der Gammastrahlen wird von der Mischung absorbiert und Strahlungsempfänger registrieren die Abschwächung des Flusses. Letztere ist proportional zu der Strecke, die die Strahlen in der Ladung zurücklegen. Auch Iridium-192 wird erfolgreich zur Kontrolle eingesetzt Schweißnähte; Mit seiner Hilfe werden alle ungekochten Stellen und Fremdeinschlüsse eindeutig auf der Folie fixiert. Gammafehlerprüfgeräte mit Iridium-192 werden auch zur Qualitätskontrolle von Produkten aus Stahl und Aluminiumlegierungen eingesetzt.

Mössbauer-Effekt

1958 machte ein junger Physiker aus Deutschland, Rudolf Mössbauer, eine Entdeckung, die die Aufmerksamkeit aller Physiker der Welt auf sich zog. Der von Mössbauer entdeckte Effekt ermöglichte es, sehr schwache Kernphänomene mit erstaunlicher Genauigkeit zu messen. Drei Jahre nach der Entdeckung, 1961, erhielt Mössbauer für seine Arbeit den Nobelpreis. Erstmals wurde dieser Effekt an den Kernen des Iridium-192-Isotops entdeckt.

Herz schlägt schneller

Eine der interessantesten Anwendungen von Platin-Iridium-Legierungen in den letzten Jahren ist die Herstellung von elektrischen Herzstimulatoren daraus. Elektroden mit Platin-Iridium-Klemmen werden in das Herz eines Patienten mit Angina pectoris implantiert. Die Elektroden sind mit einem Empfänger verbunden, der sich ebenfalls im Körper des Patienten befindet. Der Generator mit Ringantenne befindet sich außen, beispielsweise in der Hosentasche des Patienten. Die Ringantenne ist am Gehäuse gegenüber dem Empfänger montiert. Wenn der Patient spürt, dass ein Angina-Anfall bevorsteht, schaltet er den Generator ein. Die Ringantenne empfängt Impulse, die zum Empfänger und von dort zu den Platin-Pridium-Elektroden übertragen werden. Durch die Übertragung von Impulsen an die Nerven sorgen die Elektroden dafür, dass das Herz aktiver schlägt. Jetzt sind in der UdSSR viele Krankenwagenstationen mit ähnlichen Generatoren ausgestattet. Im Falle eines Herzstillstands wird ein Einschnitt in die Schlüsselbeinvene vorgenommen, eine mit dem Generator verbundene Elektrode eingeführt, der Generator eingeschaltet und nach einigen Minuten beginnt das Herz wieder zu arbeiten.

Isotope - stabil und instabil

In früheren Notizen wurde viel über das Radioisotop Iridium-192 gesprochen, das in zahlreichen Geräten verwendet wird und sogar an einer wichtigen wissenschaftlichen Entdeckung beteiligt ist. Aber neben Iridium-192 hat dieses Element 14 weitere radioaktive Isotope mit Massenzahlen von 182 bis 198. Das schwerste Isotop ist gleichzeitig das kurzlebigste, seine Halbwertszeit beträgt weniger als eine Minute. Das Isotop Iridium-183 ist nur deshalb interessant, weil seine Halbwertszeit genau eine Stunde beträgt. Iridium hat nur zwei stabile Isotope. Der Anteil des schwereren Iridium-193 in der natürlichen Mischung beträgt 62,7 %. Der Anteil an leichtem Iridium-191 beträgt jeweils 37,3 %.

Nützliche Chlorate

Chloriridate sind komplexe Chloride von vierwertigem Iridium; ihre allgemeine Formel ist Me 2 . Dank Chloriridaten ist es im Prinzip möglich, Verbindungen ähnlicher Elemente wie Natrium und Kalium sicher zu trennen. Natriumchlorid ist wasserlöslich, Kaliumchlorid hingegen ist praktisch unlöslich. Aber für eine solche Operation sind Chloridate zu teuer, da das ursprüngliche Iridium teuer ist. Dies bedeutet jedoch nicht, dass Chloriridate generell unbrauchbar sind. Die Fähigkeit von Iridium, diese Verbindungen zu bilden, wird genutzt, um Element Nr. 77 aus einer Mischung von Platinmetallen zu isolieren.

Wenn das Element Nr. 76 unter anderen Platinmetallen aus praktischer Sicht ziemlich gewöhnlich aussieht, dann ist dieses Element aus Sicht der klassischen Chemie (wir betonen die klassische anorganische Chemie und nicht die Chemie komplexer Verbindungen). sehr bedeutend.

Zunächst einmal ist für ihn im Gegensatz zu den meisten Elementen der Gruppe VIII die Wertigkeit 8+ charakteristisch und er bildet mit Sauerstoff stabiles Tetroxid OsO 4 . Dies ist eine eigentümliche Verbindung, und anscheinend ist es kein Zufall, dass Element Nr. 76 einen Namen erhielt, der auf einer der charakteristischen Eigenschaften seines Tetroxids basiert.

Osmium wird durch Geruch erkannt

Eine solche Aussage mag paradox erscheinen: Wir sprechen schließlich nicht von einem Halogen, sondern von einem Platinmetall ...

Die Geschichte der Entdeckung von vier der fünf Platinoide ist mit den Namen zweier englischer Wissenschaftler, zweier Zeitgenossen, verbunden. William Wollaston 1803...1804 entdeckte Palladium und Rhodium, und ein anderer Engländer, Smithson Tennant (1761 ... 1815), im Jahr 1804 - Iridium und Osmium. Aber wenn Wollaston beide „seine“ Elemente in dem in Königswasser gelösten Teil des Rohplatins fand, dann hatte Tennant Glück bei der Arbeit mit dem unlöslichen Rückstand: Wie sich herausstellte, handelte es sich um eine natürliche Legierung aus Iridium und Osmium.

Derselbe Rückstand wurde von drei bekannten französischen Chemikern - Collet-Descoti, Fourcroix und Vauquelin - untersucht. Sie begannen ihre Forschung noch vor Tennant. Wie er beobachteten sie die Freisetzung von schwarzem Rauch, wenn Rohplatin aufgelöst wurde. Wie er gelang es ihnen, durch Schmelzen der unlöslichen Rückstände mit Kalilauge Verbindungen zu erhalten, die sich noch lösen ließen. Fourcroix und Vauquelin waren so überzeugt, dass es in den unlöslichen Rückständen des Rohplatins ein neues Element gibt, dass sie ihm vorab einen Namen gaben – pten – vom griechischen πτηνος – geflügelt. Aber nur Tennant gelang es, diesen Rückstand abzutrennen und die Existenz von zwei neuen Elementen nachzuweisen - Iridium und Osmium.

Der Name von Element Nr. 76 kommt vom griechischen Wort οσμη, was „Geruch“ bedeutet. Ein unangenehmer irritierender Geruch, ähnlich den Gerüchen von Chlor und Knoblauch gleichzeitig, trat auf, wenn das Produkt der Fusion von Osmiridium mit Alkali gelöst wurde. Der Träger dieses Geruchs war Osmiumanhydrid oder Osmiumtetroxid OsO 4 . Später stellte sich heraus, dass Osmium selbst genauso schlecht riechen kann, wenn auch viel schwächer. Fein gemahlen, oxidiert es allmählich an der Luft und verwandelt sich in OsO 4 ...

Osmium-Metall

Osmium ist ein zinnweißes Metall mit einem grau-blauen Farbton. Es ist das schwerste aller Metalle (seine Dichte beträgt 22,6 g/cm3) und eines der härtesten. Der Osmiumschwamm kann jedoch zu einem Pulver gemahlen werden, da er zerbrechlich ist. Osmium schmilzt bei einer Temperatur von etwa 3000 ° C, und sein Siedepunkt wurde noch nicht genau bestimmt. Es wird angenommen, dass es irgendwo um 5500 ° C liegt.

Die große Härte von Osmium (7,0 auf der Mohs-Skala) ist vielleicht eine der am weitesten verbreiteten physikalischen Eigenschaften. Osmium wird hinzugefügt harte Legierungen mit höchster Verschleißfestigkeit. Bei teuren Füllfederhaltern wird die Stiftspitze aus Legierungen von Osmium mit anderen Platinmetallen oder mit Wolfram und Kobalt verlötet. Ähnliche Legierungen werden zur Herstellung kleiner Präzisionsteile verwendet. Messgeräte Verschleiß unterliegen. Klein - weil Osmium nicht weit verbreitet ist (5 10 -6 % des Gewichts der Erdkruste), verstreut und teuer. Dies erklärt auch den begrenzten Einsatz von Osmium in der Industrie. Es geht nur dort hin, wo man mit wenig Metall eine große Wirkung erzielen kann. Zum Beispiel in der chemischen Industrie, die versucht, Osmium als Katalysator einzusetzen. Bei Hydrierungsreaktionen organischer Substanzen sind Osmium-Katalysatoren sogar effizienter als Platin-Katalysatoren.

Ein paar Worte zur Stellung von Osmium unter den anderen Platinmetallen. Äußerlich unterscheidet es sich kaum von ihnen, aber Osmium hat die höchsten Schmelz- und Siedepunkte unter allen Metallen dieser Gruppe, er ist der schwerste. Es kann auch als das am wenigsten "edle" der Platinoide angesehen werden, da es bereits bei Raumtemperatur (in fein verteiltem Zustand) durch Luftsauerstoff oxidiert wird. Und Osmium ist das teuerste aller Platinmetalle. Wenn 1966 Platin auf dem Weltmarkt 4,3-mal teurer als Gold und Iridium 5,3-mal teurer war, dann war der ähnliche Koeffizient für Osmium 7,5.

Wie andere Platinmetalle weist Osmium mehrere Wertigkeiten auf: 0, 2+, 3+, 4+, 6+ und 8+. Am häufigsten findet man Verbindungen von vier- und sechswertigem Osmium. Bei Wechselwirkung mit Sauerstoff weist es jedoch eine Wertigkeit von 8+ auf.

Wie andere Platinmetalle ist Osmium ein guter Komplexbildner, und die Chemie von Osmiumverbindungen ist nicht weniger vielfältig als etwa die von Palladium oder Ruthenium.

Anhydrid und andere

Die wichtigste Verbindung von Osmium bleibt zweifellos sein Tetroxid OsO 4 oder Osmiumanhydrid. Wie elementares Osmium hat OsO 4 katalytische Eigenschaften; OsO 4 wird bei der Synthese des wichtigsten modernen Arzneimittels - Kortison - verwendet. Bei mikroskopischen Untersuchungen von tierischen und pflanzlichen Geweben wird Osmiumtetroxid als Färbepräparat verwendet. OsO 4 ist sehr giftig, es reizt Haut und Schleimhäute stark und ist besonders schädlich für die Augen. Jede Arbeit mit diesem nützlichen Stoff erfordert äußerste Vorsicht.

Äußerlich sieht reines Osmiumtetroxid ganz gewöhnlich aus - hellgelbe Kristalle, löslich in Wasser und Tetrachlorkohlenstoff. Bei einer Temperatur von etwa 40°C (es gibt zwei Modifikationen von OsO 4 mit ähnlichen Schmelzpunkten) schmelzen sie und bei 130°C siedet Osmiumtetroxid.

Ein anderes Osmiumoxid - OsO 2 - ein wasserunlösliches schwarzes Pulver - hat keine praktische Bedeutung. Auch noch nicht gefunden praktische Anwendung und andere bekannte Verbindungen des Elements Nr. 76 - seine Chloride und Fluoride, Iodide und Oxychloride, OsS 2 -Sulfid und OsTe 2 -Tellurid - schwarze Substanzen mit Pyritstruktur sowie zahlreiche Komplexe und die meisten Osmiumlegierungen. Die einzigen Ausnahmen sind einige Legierungen des Elements Nr. 76 mit anderen Platinmetallen, Wolfram und Kobalt. Ihr Hauptverbraucher ist die Instrumentierung.

Wie wird Osmium gewonnen?

Natives Osmium kommt in der Natur nicht vor. Es ist in Mineralien immer mit einem anderen Metall der Platingruppe, Iridium, verbunden. Es gibt eine ganze Gruppe von osmischen Iridiummineralien. Das häufigste von ihnen ist Nevyanskit, eine natürliche Legierung dieser beiden Metalle. Es enthält mehr Iridium, weshalb Nevyanskit oft einfach Osmium-Iridium genannt wird. Aber ein anderes Mineral - Sysertskit - heißt Iridid-Osmium - es enthält mehr Osmium ... Diese beiden Mineralien sind schwer, mit einem metallischen Glanz, und das ist nicht überraschend - so ist ihre Zusammensetzung. Und es versteht sich von selbst, dass alle Mineralien der osmischen Iridium-Gruppe sehr selten sind.

Manchmal werden diese Mineralien unabhängig voneinander gefunden, aber häufiger ist Osmium-Iridium ein Teil von nativem Rohplatin. Die Hauptreserven dieser Mineralien konzentrieren sich auf die UdSSR (Sibirien, Ural), die USA (Alaska, Kalifornien), Kolumbien, Kanada und die Länder Südafrikas.

Natürlich wird Osmium zusammen mit Platin abgebaut, aber die Raffination von Osmium unterscheidet sich deutlich von den Methoden zur Isolierung anderer Platinmetalle. Alle von ihnen, mit Ausnahme von Ruthenium, werden aus Lösungen gefällt, während Osmium durch Destillation davon in Bezug auf das flüchtige Tetroxid erhalten wird.

Aber bevor OsO 4 abdestilliert wird, muss Osmium-Iridium von Platin getrennt werden, und dann müssen Iridium und Osmium getrennt werden.

Beim Auflösen von Platin in Königswasser bleiben die Mineralien der osmischen Iridiumgruppe im Sediment zurück: Auch dieses Lösungsmittel aller Lösungsmittel kann diese stabilsten natürlichen Legierungen nicht überwinden. Um sie in Lösung zu bringen, wird der Niederschlag mit der achtfachen Menge Zink legiert – diese Legierung lässt sich relativ leicht zu Pulver verarbeiten. Das Pulver wird mit Bariumperoxid BaO 3 gesintert, und dann wird die resultierende Masse mit einer Mischung aus Salpeter- und Salzsäure direkt in der Destillationsvorrichtung behandelt, um OsO 4 zu destillieren.

Es wird mit einer alkalischen Lösung aufgefangen und ein Salz der Zusammensetzung Na 2 OsO 4 erhalten. Eine Lösung dieses Salzes wird mit Hyposulfit behandelt, wonach Osmium mit Ammoniumchlorid in Form des Fremy-Salzes Cl 2 ausgefällt wird. Der Niederschlag wird gewaschen, filtriert und dann in einer reduzierenden Flamme gezündet. Auf diese Weise wird noch nicht ausreichend reines schwammartiges Osmium gewonnen.

Dann wird es durch Behandlung mit Säuren (HF und HCl) gereinigt und in einem Elektroofen in einem Wasserstoffstrahl weiter reduziert. Nach dem Abkühlen erhält man das Metall mit einer Reinheit von bis zu 99,9 % O 3 .

Dies ist das klassische Schema zur Gewinnung von Osmium - ein Metall, das immer noch sehr begrenzt verwendet wird, ein sehr teures Metall, aber sehr nützlich.

Je mehr desto mehr

Natürliches Osmium besteht aus sieben stabilen Isotopen mit den Massenzahlen 184, 186 ... 190 und 192. Ein interessantes Muster: Je größer die Massenzahl eines Osmium-Isotops ist, desto häufiger kommt es vor. Der Anteil des leichtesten Isotops Osmium-184 beträgt 0,018 %, der des schwersten Osmium-192 41 %. Von den künstlichen radioaktiven Isotopen des Elements 76 ist Osmium-194 mit einer Halbwertszeit von etwa 700 Tagen das langlebigste.

Osmiumcarbonyle

In den letzten Jahren interessieren sich Chemiker und Metallurgen zunehmend für Carbonyle – Verbindungen von Metallen mit CO, bei denen die Metalle formal nullwertig sind. Nickelcarbonyl wird bereits in großem Umfang in der Metallurgie verwendet, und dies lässt hoffen, dass andere ähnliche Verbindungen schließlich in der Lage sein werden, die Herstellung bestimmter wertvoller Materialien zu erleichtern. Für Osmium sind jetzt zwei Carbonyle bekannt. Os(CO) 5 -Pentacarbonyl ist unter Normalbedingungen eine farblose Flüssigkeit (Schmelzpunkt 15°C). Erhalten Sie es bei 300 ° C und 300 atm. aus Osmiumtetroxid und Kohlenmonoxid. Bei normaler Temperatur und normalem Druck wandelt sich Os(CO) 5 allmählich in ein anderes Carbonyl der Zusammensetzung Os 3 (CO) 12 um, eine gelbe kristalline Substanz, die bei 224°C schmilzt. Interessant ist die Struktur dieser Substanz: Drei Osmium-Atome bilden ein gleichseitiges Dreieck mit 2,88 Ω langen Seitenflächen, und an jeder Ecke dieses Dreiecks hängen vier CO-Moleküle.

Fluoride umstritten und unbestritten

„Die Fluoride OsF 4 , OsF 6 , OsF 8 werden aus Elementen bei 250...300°C gebildet... OsF 8 ist das flüchtigste aller Osmiumfluoride, bp. 47,5 ° "... Dieses Zitat stammt aus dem III. Band der Brief Chemical Encyclopedia, veröffentlicht 1964. Aber im III. Band der Fundamentals of General Chemistry, B.V. Nekrasov, veröffentlicht 1970, wird die Existenz von Osmiumoctafluorid OsF 8 abgelehnt. Wir zitieren: „Im Jahr 1913 wurden erstmals zwei flüchtige Osmiumfluoride erhalten, die als OsF 6 und OsF 8 beschrieben wurden. So glaubte man bis 1958, als sich herausstellte, dass sie in Wirklichkeit den Formeln OsF 5 und OsF 6 entsprechen. Somit hat OsF 8, das 45 Jahre lang in der wissenschaftlichen Literatur auftauchte, tatsächlich nie existiert. Ähnliche Fälle des "Schließens" der zuvor beschriebenen Verbindungen sind nicht so selten.

Beachten Sie, dass die Elemente manchmal auch „geschlossen“ werden müssen ... Es bleibt hinzuzufügen, dass zusätzlich zu den in der Brief Chemical Encyclopedia erwähnten ein weiteres Osmiumfluorid erhalten wurde - instabiles OsF 7 . Diese hellgelbe Substanz zerfällt bei Temperaturen über –100°C in OsF 6 und elementares Fluor.

Basierend auf Materialien von n-t.ru

Eine Gruppe von chemischen Elementen, die die Eigenschaften von Metallen haben, wird als Schwermetalle bezeichnet. Ihr charakteristisches Merkmal ist hohes Atomgewicht und hohe Dichten.

Es gibt mehrere Definitionen dieser Gruppe, aber bei jeder Interpretation ist ein unverzichtbarer Indikator:

• Atomgewicht (diese Zahl sollte über 50 liegen);
• Dichte (es muss die Dichte von Eisen überschreiten - 8 g / cm3).

Im Allgemeinen bei Schwermetallklassifizierung Wichtige Metriken:

• chemische Eigenschaften;
• physikalische Eigenschaften;
• biologische Aktivität;
• Toxizität.

Nicht weniger relevant ist der Faktor der Präsenz im industriellen und wirtschaftlichen Bereich.

Das schwerste Metall

Wissenschaftler streiten immer noch, welches Metall das schwerste ist:

• Osmium (Atommasse - 76);
• Iridium (Atommasse - 77).

Die Masse beider Metalle unterscheidet sich buchstäblich um Tausendstel.

Iridium 1803 vom Engländer Tennut eröffnet.

Der Wissenschaftler arbeitete mit polymetallischem Erz, in dem das Vorhandensein von Silber, Platin und Blei in unterschiedlichen Anteilen beobachtet wurde.

Zum Erstaunen des Chemikers war auch Iridium dabei. Der Fund des englischen Chemikers war einzigartig, da es in der Erdkruste praktisch kein Iridium gibt. Es wird nur gefunden, wenn jemals ein Meteorit auf die Suchstelle gefallen ist. Wissenschaftler neigen dazu zu glauben, dass das geringe Vorhandensein von Iridium in der Erdkruste genau auf seine Masse zurückzuführen ist. Es gibt eine wissenschaftliche Meinung, dass der größte Teil des Iridiums zum Zeitpunkt der Geburt der Erde buchstäblich in das Zentrum der Erdkruste "gesickert" ist.

Die Hauptmerkmale von Iridium sind:

• Beständigkeit gegen mechanische und chemische Einwirkungen (Iridium ist praktisch keiner Verarbeitung zugänglich);
• enorme chemische Trägheit.

In der Industrie wird das Iridium-Isotop von Paläontologen bei Ausgrabungen verwendet, um festzustellen, welche künstlich sind.

Osmium wurde ein Jahr später entdeckt - 1804. Es wurde auch in polymetallischen Erzen gefunden. Auch dieses Metall wird unter größten Schwierigkeiten chemisch und mechanisch bearbeitet.

Auf dem Planeten Erde findet sich Osmium wie Iridium an den Orten, an denen Meteoriten einfallen.

Es gibt jedoch mehrere Regionen, in denen große Vorkommen Osmium:

• Kasachstan;
• Amerika;
• Südafrika (hier ist das Osmiumvorkommen besonders groß).

In der Industrie wird Osmium zur Herstellung von Glühlampen verwendet. Darüber hinaus wird es dort eingesetzt, wo feuerfeste Materialien benötigt werden. Und wegen der erhöhten Dichte von Osmium haben Ärzte es in Betrieb genommen - chirurgische Instrumente werden daraus hergestellt.

Schwermetalle im Boden

Die eigentliche Definition von „schwer“ wird von Fachleuten oft nicht im chemischen, sondern im medizinischen Aspekt betrachtet. Darüber hinaus ist dieser Begriff für Ökologen auch relevant, um den Gefährdungsgrad eines Objekts für den Umweltschutz zu bestimmen.

Das Vorhandensein von Schwermetallen im Boden hängt von der Zusammensetzung des Gesteins ab. Felsen wiederum entstehen im Prozess der Entwicklung von Territorien. Die chemische Zusammensetzung des Bodens wird durch die Produkte der Gesteinsverwitterung repräsentiert und hängt von den Bedingungen der mehrfachen Umwandlung ab.

In der modernen Welt bestimmt die menschliche anthropogene Aktivität weitgehend die Zusammensetzung des Bodens. Schwermetalle sind ein Faktor bei der Bodenverschmutzung. Sie werden als Giftstoffe eingestuft, da sie alle bis zu einem gewissen Grad toxisch sind.

Bei der industriellen Tätigkeit des Menschen werden Schwermetalle oft vermischt mit:

Die Aufgabe der Umweltwissenschaftler ist es, Bedingungen zu schaffen, die die Ausbreitung von Giftstoffen in der Biosphäre verhindern.

Hallo Freunde!

Wussten Sie, dass das Periodensystem anfangs eine Nullgruppe enthielt, in der Äther den Edelgasen ebenbürtig war? Obwohl es heute nicht darum geht.
10 Millionen Dollar - das ist der Betrag, auf den 1 Gramm geschätzt wird. Den zweiten Platz in Bezug auf die Seltenheit bzw. den Preis belegt Osmium.

Darüber hinaus ist er auch der meiste Schwermetall in der Welt, obwohl einige Wissenschaftler glauben, dass diese Position von Iridium besetzt werden sollte.

Um festzustellen, welches schwerer ist, müssen Sie das Atomgewicht vergleichen und sehen, welches eine höhere Dichte hat. Nach diesen Indikatoren gelten heute Osmium und Iridium, das ihm um Bruchteile von Kubikzentimetern unterlegen ist, als die schwersten. Stellen Sie sich vor: Ein Osmiumwürfel mit 8 cm Kantenlänge wiegt fast 12 kg!

Ich schlage vor, mir das Foto des schwersten Metalls anzusehen:

Und das ist Iridium:

Hübsch, nicht wahr?

Top 10 der schwersten Metalle der Welt

Ich schlage vor, dass Sie sich mit den Elementen entsprechend ihrer Bewertung vertraut machen.

Tantal

Es gilt als seltenes und nicht sehr schweres Metall und hat eine Dichte von 16,65 g/cm³. Es wird von Chirurgen verwendet - es ist praktisch unzerstörbar und rostig, leicht zu verarbeiten.

Uranus

Die Dichte von Uran beträgt 19,07 g/cm³. Sein Hauptunterschied zu seinen Gegenstücken ist die natürliche Radioaktivität. Bei dem Umwandlungsprozess, den Uranatome durchlaufen, verwandelt sich die Substanz in ein anderes strahlendes Element. Die Umwandlungskette besteht aus 14 Stufen, eine davon ist die Umwandlung in Radium, die letzte Stufe ist die Bildung von Blei. Zwar wird es mehr als eine Milliarde Jahre dauern, bis Uran vollständig in Blei umgewandelt ist.

Wolfram

Wolfram (19,25 g/cm³) wird scherzhaft als idealer Kandidat für die Fälschung von Goldbarren bezeichnet. Dies ist das feuerfesteste Material, der Schmelzpunkt liegt nahe der Photosphäre der Sonne - 3422 ° C. Daher eignet es sich am besten für Wendeln in Glühlampen.

Gold

Die Dichte von Gold beträgt 19,3 g/cm³. Weich, dehnbar, mit guter thermischer und elektrischer Leitfähigkeit, hat es keine Angst vor chemischen Angriffen. Gold ist nicht nur auf der Erdoberfläche. 5-mal mehr davon ist im Kern des Planeten enthalten.

Plutonium

Dieses Element ist einer der Schritte bei der radioaktiven Umwandlung von Uran. Es kommt auch in den Eingeweiden des Planeten vor, aber in geringen Mengen. Seine Dichte beträgt 19,7 g/cm³. Aufgrund seiner Radioaktivität ist Plutonium immer warm, aber es ist ein schlechter Strom- und Wärmeleiter.

Neptunium

Dies ist eine weitere Idee von Uran, das im Verlauf von Kernreaktionen gewonnen wird. Dichte - 20,25 Gramm pro Kubikzentimeter. Neptunium ist ein ziemlich weiches und formbares Material, das langsam mit Luft und Wasser reagiert.

Rhenium

Rhenium ist ein weiteres feuerfestes, formbares, oxidationsbeständiges Element. Schmelzpunkt – 2000 °C. Insgesamt liegen die weltweiten Reserven des Elements bei etwa 17.000 Tonnen. Die Dichte von Rhenium beträgt 21,03 g/cm³. Es wird in der Medizin, Schmuck, Vakuumtechnik, elektronischen Geräten und Metallurgie verwendet.

Platin

Platin - obwohl es nicht das schwerste Metall ist, kommt diesem ziemlich nahe - 21,45 g / cm³. Es wird nicht nur von Juwelieren, sondern auch von Chirurgen, Investmentexperten, der Chemie- und Glasindustrie, der Automobilindustrie, der Biomedizin und der Elektronik verwendet. , und daraus hergestellte Produkte sind schwer zu zerkratzen. Dieses Element kommt 30-mal seltener vor als Gold.

Osmium

Mit einer Dichte von 22,6 g/cm³ ist es das schwerste Metall der Welt, es ist hart, aber eher spröde. Egal wie Sie es erhitzen, es verliert unter keinen Umständen seinen Glanz und seine grau-bläuliche Tönung. Es ist schwierig zu verarbeiten, tritt hauptsächlich an Orten auf, an denen Meteoriten fallen.

Iridium

Der Dichteunterschied zwischen Iridium und Osmium liegt in Hundertstel Gramm. Iridium ist feuerfest, selten, kostbar. Interagiert nicht mit Säuren, Luft und Wasser. Es wird verwendet, um Schweißnähte zu kontrollieren, und in der Paläontologie und Geologie wird es als Indikator für eine Schicht verwendet, die sich nach einem Meteoritenfall gebildet hat.

Eigenschaften des dichtesten Metalls

Wissenschaftler waren sich einig, dass Iridium trotz fast gleicher Dichte dem schwersten Metall um einiges unterlegen ist. Die vollständigen physikalisch-chemischen Eigenschaften dieser beiden Elemente wurden jedoch noch nicht untersucht.

Die Kosten für Osmium werden durch die Seltenheit und den Aufwand der Gewinnung bestimmt – durchschnittlich 15.000 $ pro Gramm. Es gehört zur Platingruppe und gilt bedingt als edel, doch der Name des Metalls widerspricht dem Status: „osme“ bedeutet im Griechischen „Geruch“. Aufgrund seiner hohen chemischen Aktivität riecht Osmium wie eine Mischung aus Knoblauch oder Rettich mit Chlor.

Der Schmelzpunkt des schwersten Metalls liegt bei 3033 °C und es siedet bei 5012 °C.

Aus der Schmelze erstarrend bildet Osmium schöne Kristalle mit einem interessanten blauen oder silberblauen Farbton. Doch trotz seiner Schönheit eignet es sich nicht für die Herstellung kostbarer Accessoires, da es nicht die für Juweliere notwendigen Eigenschaften besitzt: Formbarkeit und Plastizität.

Das Element ist nur wegen seiner besonderen Stärke wertvoll. Legierungen, denen sehr geringe Mengen des schwersten Metalls zugesetzt werden, werden unglaublich verschleißfest. Normalerweise bedecken sie Knoten, die ständiger Reibung ausgesetzt sind.

Entdeckungsgeschichte

Die Jahre 1803-1804 wurden zu einem Wendepunkt für das schwerste Metall: Zu dieser Zeit fand seine Entdeckung praktisch unter Wettbewerbsbedingungen statt.

Zuerst entdeckten der englische Chemiker Smithson Tennant und sein Assistent William Hyde Wollaston, die mehr als eine wichtige Entdeckung machten, während eines Experiments mit Platinerzen und Salpeter- und Salzsäure einen ungewöhnlichen Niederschlag mit einem charakteristischen Geruch und teilten ihren Fund mit anderen.

Außerdem wurde der Stab von den französischen Wissenschaftlern Antoine de Fourcroix und Louis-Nicolas Vauquelin abgefangen, und zwar auf der Grundlage früherer und ihrer eigenen eigene Recherchen gab die Entdeckung eines neuen Elements bekannt. Der Name wurde ihm "pten" gegeben, was "fliegend" bedeutet, da sie als Ergebnis der Experimente fliegenden schwarzen Rauch erhielten.

Doch Tennant schlief nicht: Er forschte weiter und verlor die Erfahrungen der Franzosen nicht aus den Augen. Am Ende erzielte Smithson konkretere Ergebnisse und gab in einem offiziellen Dokument an die Royal Society of London an, dass er Pten in zwei verwandte Elemente unterteilt hatte: Iridium („Regenbogen“) und Osmium („Geruch“).

Wo gelten

Die Liste der Anwendungen ist recht umfangreich: Luftfahrt, Militär- und Raketentechnik, Luft- und Raumfahrtindustrie, Medizin. Zwar denken Waffenhersteller bereits darüber nach, wie sie das schwerste Metall der Welt ersetzen können, da Osmium zu schwierig zu verarbeiten ist.

Fast die Hälfte der weltweiten Reserven des schwersten Metalls wird für die Bedürfnisse der chemischen Industrie verwendet. Sie färben lebendes Gewebe unter einem Mikroskop, um ihre Sicherheit zu gewährleisten. Außerdem wird es als Farbstoff beim Bemalen von Porzellan verwendet.

Isotope des schwersten Metalls werden zur Herstellung von Behältern zur Lagerung von Atommüll verwendet.

Und dieses Element wird auch für die Herstellung von elitären "ewigen" Füllfederhaltern und Rolex-Uhren verwendet.

Orte des natürlichen Vorkommens

In seiner reinen Form ist Osmium kaum nachweisbar. Dieses schwere Element wird normalerweise in Verbindung mit Iridium gefunden. Die Substanz ist auch am Einschlagsort oder in den Meteoriten selbst enthalten, die auf der Erde einschlagen.

Fazit

Stimmen Sie zu, Physik und Chemie außerhalb des Schullehrplans ist wahnsinnig interessant? Um das Thema fortzusetzen, sehen Sie sich das Video über das schwerste Metall an:

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Um zu bestimmen, welches das schwerste Metall der Welt ist, müssen Sie die beiden Hauptkandidaten für diesen Titel berücksichtigen, nämlich Osmium und Iridium. Die beiden dichtesten Elemente des Periodensystems belegen darin jeweils die Plätze 76 und 77. Die Dichte dieser Metalle beträgt aufgrund ihrer Eigenschaften 22,6 Gramm pro Kubikzentimeter.

Um zu verstehen, was das schwerste Metall ist, können Sie einen gewöhnlichen Korken mit einem Korken vergleichen, der aus einem Anwärter auf den Titel „Das schwerste Metall der Welt“ besteht. Um das Gleichgewicht auszugleichen, sind also etwas mehr als hundert gewöhnliche Stecker erforderlich, während sie nur einen aus Osmium oder Iridium ausbalancieren müssen.

Beide Metalle wurden Anfang des 19. Jahrhunderts entdeckt. Ihre Entdeckung wird dem Wissenschaftler S. Tennant zugeschrieben, der 1804 die Sedimente analysierte, die durch die Behandlung von Platinnuggets mit „Königswasser“ (ein Teil Stickstoff und drei Teile) gewonnen wurden. In dem untersuchten Sediment identifizierte er zwei chemische Elemente , dem er die Namen Osmium und Iridium zuordnete.Iridium hat seinen Namen vom griechischen Wort für Regenbogen, weil die Salze dieses Elements je nach Bedingungen ihre Farbe ändern.

Die Forschungen wurden von K. Klaus fortgesetzt, der ab 1841 Fördergelder für die Erforschung der Reste der Verarbeitung von nativem Platin erhielt, um weitere Anteile dieses Edelmetalls zu gewinnen. Das Ziel wurde nie erreicht, aber im Laufe der Arbeit beschloss der Wissenschaftler, eine gründliche Untersuchung der Restelemente durchzuführen.

Der Grund, warum es schwierig ist zu bestimmen, welches dieser beiden Elemente am meisten ist, liegt darin, dass der Dichteunterschied ein Hundertstel Gramm beträgt. Die Situation wird durch die Tatsache verschlimmert, dass native Elemente in der Natur nicht vorkommen.

Das schwerste Metall wird aus Nuggets gewonnen, die eine Verbindung aus Ruthenium, Osmium, Platin, Palladium und Iridium selbst sind. Das resultierende Element ist eine pulverförmige Substanz, die bei sehr hohen Temperaturen geschmiedet werden kann. Gleichzeitig ist Iridium das sogenannte „Platinmetall“, das einige seiner Eigenschaften bestimmt, einschließlich der vollständigen Immunität gegenüber Säuren und deren Mischungen. Beispielsweise führt die Interaktion mit "Royal Vodka" zu keinen Konsequenzen. Iridium löst sich nur in einigen alkalischen Mischungen, zB in Kaliumdisulfat.

Wofür wird das schwerste Metall verwendet? Daraus werden Tiegel hergestellt, die sich ideal für die Arbeit im Labor eignen, sowie besondere Art Mundstück, das zur Gewinnung von feuerfestem Glas verwendet wird. Es findet sich auch in teuren Füllfederhaltern und Kugelschreiberminen. Darüber hinaus wurde Iridium aufgrund der Kostensenkung in der Automobilindustrie eingesetzt, wo es bei der Herstellung von Zündkerzen weit verbreitet ist. Es sollte beachtet werden, dass die resultierenden Kerzen teuer sind, aber ihre Herstellung rechtfertigt sich, da das Ergebnis sehr langlebige und zuverlässige Komponenten sind.

Moderne Preise für dieses schwerste Metall liegen bei 35 US-Dollar pro Gramm Iridium.

Seit jeher haben Menschen aktiv konsumiert verschiedene Metalle. Nach dem Studium ihrer Eigenschaften nahmen die Substanzen ihren rechtmäßigen Platz in der Tabelle des berühmten D. Mendeleev ein. Bis heute sind die Streitigkeiten der Wissenschaftler um die Frage, welches Metall den Titel des schwersten und dichtesten der Welt erhalten soll, nicht abgeklungen. Auf der Waage befinden sich zwei Elemente des Periodensystems - Iridium sowie Osmium. Was sind sie interessant, lesen Sie weiter.

Seit Jahrhunderten untersuchen Menschen die vorteilhaften Eigenschaften der häufigsten Metalle auf dem Planeten. Die Wissenschaft speichert die meisten Informationen über Gold, Silber und Kupfer. Im Laufe der Zeit lernte die Menschheit Eisen und leichtere Metalle kennen - Zinn und Blei. In der Welt des Mittelalters wurde Arsen aktiv verwendet und Krankheiten wurden mit Quecksilber behandelt.

Dank des schnellen Fortschritts gelten die schwersten und dichtesten Metalle heute nicht als ein Element des Tisches, sondern als zwei auf einmal. Osmium (Os) befindet sich bei Nummer 76 und Iridium (Ir) bei Nummer 77, Substanzen haben die folgenden Dichteindikatoren:

• Osmium ist aufgrund seiner Dichte von 22,62 g/cm³ schwer;
• Iridium ist nicht viel leichter - 22,53 g / cm³.

Dichte bezieht sich auf physikalische Eigenschaften Bei Metallen ist es das Verhältnis der Masse eines Stoffes zu seinem Volumen. Theoretische Berechnungen der Dichte beider Elemente weisen einige Fehler auf, sodass beide Metalle heute als die schwersten gelten.

Zur Verdeutlichung können Sie das Gewicht eines gewöhnlichen Korkens mit dem Gewicht eines Korkens aus dem schwersten Metall der Welt vergleichen. Um eine Waage mit einem Osmium- oder Iridiumstopper auszugleichen, werden mehr als hundert gewöhnliche Stopper benötigt.

Entdeckungsgeschichte der Metalle

Beide Elemente wurden zu Beginn des 19. Jahrhunderts von Smithson Tennant entdeckt. Viele Forscher dieser Zeit untersuchten die Eigenschaften von Rohplatin und verarbeiteten es mit "königlichem Wodka". Nur Tennant war in der Lage, zwei Chemikalien im resultierenden Sediment nachzuweisen:

• das Sedimentelement mit einem anhaltenden Chlorgeruch, den der Wissenschaftler Osmium nannte;
• eine Substanz mit wechselnder Farbe wird Iridium (Regenbogen) genannt.

Beide Elemente wurden durch eine einzige Legierung dargestellt, die der Wissenschaftler trennen konnte. Weitere Studien zu Platinnuggets wurden vom russischen Chemiker K. Klaus durchgeführt, der die Eigenschaften von Sedimentelementen sorgfältig untersuchte. Die Schwierigkeit bei der Bestimmung des schwersten Metalls der Welt liegt in der geringen Differenz ihrer Dichte, die kein konstanter Wert ist.

Lebhafte Eigenschaften der dichtesten Metalle

Experimentell gewonnene Substanzen sind ein Pulver, ziemlich schwierig zu verarbeiten, das Schmieden von Metallen erfordert sehr hohe Temperaturen. Die häufigste Form des Commonwealth von Iridium mit Osmium ist eine Legierung aus osmischem Iridium, die in Platinvorkommen, Goldbetten, abgebaut wird.

Eisenreiche Meteoriten gelten als der häufigste Ort, an dem Iridium gefunden wird. Natives Osmium kommt in der Natur nicht vor, nur in Verbindung mit Iridium und anderen Bestandteilen der Platingruppe. Die Lagerstätten enthalten oft Schwefelverbindungen mit Arsen.

Merkmale des schwersten und teuersten Metalls der Welt

Unter den Elementen des Periodensystems von Mendelejew gilt Osmium als das teuerste. Das silbrige Metall mit bläulichem Farbton gehört zur Platingruppe der edlen chemischen Verbindungen. Das dichteste, aber sehr zerbrechliche Metall verliert unter dem Einfluss von Hochtemperaturindikatoren nicht seinen Glanz.

Eigenschaften

• Element #76 Osmium hat eine Atommasse von 190,23 amu;
• Eine bei 3033 °C geschmolzene Substanz siedet bei 5012 °C.
• Das schwerste Material hat eine Dichte von 22,62 g/cm³;
• Die Struktur des Kristallgitters hat eine sechseckige Form.

Trotz des erstaunlich kalten Glanzes eines silbrigen Schimmers ist Osmium aufgrund seiner extremen Toxizität nicht für die Schmuckherstellung geeignet. Um den Schmuck zu schmelzen, bräuchte es eine Temperatur wie auf der Sonnenoberfläche, denn das dichteste Metall der Welt wird durch mechanische Einwirkung zerstört.

Osmium verwandelt sich in Pulver, interagiert mit Sauerstoff, reagiert mit Schwefel, Phosphor, Selen, die Reaktion der Substanz mit Königswasser ist sehr langsam. Osmium besitzt keinen Magnetismus, Legierungen neigen zur Oxidation und Bildung von Clusterverbindungen.

Wo gelten

Das schwerste und unglaublich dichteste Metall hat eine hohe Verschleißfestigkeit, sodass die Zugabe zu Legierungen deren Festigkeit erheblich erhöht. Die Verwendung von Osmium wird hauptsächlich mit verbunden Chemieindustrie. Darüber hinaus wird es für die folgenden Anforderungen verwendet:

• Herstellung von Behältern zur Lagerung von Kernfusionsabfällen;
• für die Bedürfnisse der Raketenwissenschaft, Waffenproduktion (Sprengköpfe);
• in der Uhrenindustrie zur Herstellung von Mechanismen von Markenmodellen;
• zur Herstellung von chirurgischen Implantaten, Teilen von Herzschrittmachern.

Interessanterweise gilt das dichteste Metall als das einzige Element der Welt, das nicht der Aggression der „höllischen“ Säuremischung (Salpeter- und Salzsäure) ausgesetzt ist. Aluminium in Verbindung mit Osmium wird so dehnbar, dass es gezogen werden kann, ohne zu brechen.

Geheimnisse des seltensten und dichtesten Metalls der Welt

Die Tatsache, dass Iridium zur Platingruppe gehört, verleiht ihm die Eigenschaft, gegenüber der Behandlung mit Säuren und deren Mischungen immun zu sein. Weltweit wird Iridium bei der Kupfer-Nickel-Produktion aus Anodenschlamm gewonnen. Nach der Verarbeitung des Schlamms mit Königswasser wird der Niederschlag kalziniert, wodurch Iridium extrahiert wird.

Eigenschaften

Die meisten solides Metall Die silberweiße Farbe hat die folgende Gruppe von Eigenschaften:

• Element des Periodensystems Iridium Nr. 77 hat eine Atommasse von 192,22 amu;
• eine bei 2466 °C geschmolzene Substanz siedet bei 4428 °C;
• die Dichte von geschmolzenem Iridium liegt innerhalb von 19,39 g/cm³;
• Elementdichte bei Raumtemperatur - 22,7 g / cm³;
• das Kristallgitter von Iridium ist einem flächenzentrierten Würfel zugeordnet.

Schweres Iridium verändert sich nicht unter dem Einfluss der normalen Lufttemperatur. Das Ergebnis der Calcinierung unter dem Einfluss von Erhitzen auf bestimmte Temperaturen ist die Bildung von mehrwertigen Verbindungen. Das Pulver aus frischem Iridiumschwarzsediment eignet sich zur teilweisen Auflösung mit Königswasser sowie mit einer Chlorlösung.

Anwendungsgebiet

Obwohl Iridium ein Edelmetall ist, wird es selten in Schmuck verwendet. Ein schwer zu verarbeitendes Element ist im Straßenbau, der Produktion von Autoteilen, sehr gefragt. Legierungen mit dem dichtesten Metall, das nicht oxidationsanfällig ist, werden für folgende Zwecke verwendet:

• Herstellung von Tiegeln für Laborversuche;
• Herstellung von Spezialmundstücken für Glasbläser;
• Abdecken der Spitzen von Federn und Minen von Kugelschreibern;
• Herstellung langlebiger Zündkerzen für Autos;

Legierungen mit Iridium-Isotopen werden in der Schweißfertigung, in der Instrumentierung und zur Kristallzüchtung im Rahmen der Lasertechnik eingesetzt. Die Verwendung des schwersten Metalls hat es möglich gemacht, Augenlaserkorrekturen, das Zertrümmern von Nierensteinen und andere medizinische Eingriffe durchzuführen.

Obwohl Iridium keine Toxizität aufweist und für biologische Organismen nicht gefährlich ist, kann sein gefährliches Isotop, Hexafluorid, in der natürlichen Umgebung gefunden werden. Das Einatmen giftiger Dämpfe führt zum sofortigen Ersticken und zum Tod.

Orte des natürlichen Vorkommens

Die Vorkommen des dichtesten Metalls der Natur, Iridium, sind winzig, viel kleiner als die von Platin. Vermutlich hat sich die schwerste Substanz in den Kern des Planeten verlagert, sodass das Volumen der industriellen Produktion des Elements gering ist (etwa drei Tonnen pro Jahr). Iridiumlegierungsprodukte können bis zu 200 Jahre halten, Schmuck wird haltbarer.

Nuggets des schwersten Metalls mit unangenehmem Geruch, Osmium, sind in der Natur nicht zu finden. In der Zusammensetzung der Mineralien finden sich Spuren von osmischem Iridium zusammen mit Platin und Palladium, Ruthenium. Vorkommen von osmischem Iridium wurden in Sibirien (Russland), einigen Staaten Amerikas (Alaska und Kalifornien), Australien und Südafrika erkundet.

Wenn Platinvorkommen gefunden werden, ist es möglich, Osmium mit Iridium zu isolieren, um die physikalischen oder chemischen Verbindungen verschiedener Produkte zu verstärken und zu verstärken.