иридий что это за металл

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.

Некоторые учёные предполагают, что именно этот металл погубил всех динозавров и других крупных ящеров, из-за того, что начал выделять токсин при соприкосновении с хлором и земным ядром. Как известно, металл плавится при 2300 градусов по Цельсию.

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:

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.

Кстати, название своё металл получил за счёт этого разноцветия. Ирида – это богиня радуги в греческой мифологии.

Свойства и особенности

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.

Кроме применения в медицине и промышленности, химический элемент берут за основу проведения многих химических операций. Он является термическим, химическим катализатором для ускорения получений конечного химического продукта. К примеру, его часто применяют для получения азотной кислоты.

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.

Источник

ИРИДИЙ — подарок из космоса

И снова о платиноидах, драгоценных и редких металлах. Сегодня наш герой иридий, один из самых тяжелых металлов группы. Сравниться с ним по весу может только осмий.

История открытия иридия проста и даже банальна. Его «поймали» в отходах исследования самородной платины.

Динозавры и «подарок» Вселенной

Где иридий, а где динозавры, какая связь… Как считают многие ученые, прямая.

По общепринятой теории при возникновении и формировании планет происходит стратификация — более тяжелые элементы «притягиваются» к ядру планеты, чем легче элемент — тем выше он к поверхности. Потому и очень тяжелого иридия на поверхности быть не должно. Откуда тяжелый платиноид взялся на поверхности Земли — из космоса.

Отчего вымерли динозавры — звено той же цепочки. Палеонтологи, геологи и другие ученые мужи считают, что причиной исчезновения динозавров было падение метеорита. Причем, называется время (65 миллионов лет назад) и место (полуостров Юкатан). Кратер от падения получился нехилый — 180 км в диаметре и 900 метров в глубину. Пылевые облака закрыли Солнце на несколько лет. Погибли растения, следом с голодухи вымерли травоядные животные, потом и плотоядные (питаться уже было нечем). Экологическая система рухнула.

Подтверждают гипотезу иридиевые аномалии. Их нашли в морских отложениях, в глинистом слое, который образовался 65 миллионов лет назад.

А еще кости погибших динозавров содержат аномально много иридия, что косвенно подтверждает теорию о падении астероида.

При чем тут иридий, спросит настырный и любознательный читатель. При астероидах.

Юкатанский астероид (как многие другие) занес Землю из глубокого космоса большое количество редких металлов.

Всего на поверхности Земли разведано более 200 метеоритных кратеров.

Получается, происхождением драгоценный металл из космоса, это подарок Вселенной.

Радуга металла

Открыл металл и дал ему название англичанин С. Теннант, химик. Производя опыты с самородной платиной, химик исследовал и растворы, оставшиеся от опытов. И не зря — в них он обнаружил разноцветные соли неизвестного элемента.

Иридий назвали в честь радуги (по-гречески iris ) — многоцветного чуда.

Это не о цвете металла, это о разнообразии цветов иридиевых солей:

Есть соединения иридия, окрашенные в оливковый, коричневый, розовый, золотистый цвета.

О Клаусе умном замолвите слово

Продолжил исследования иридия К. Клаус, русский химик. Работы проводились около двух лет, причем увлеченный Клаус все это время буквально жил в лаборатории, ел и спал там.

Ученый занимался и другими платиноидами, но именно металл радуги покорил его сердце. Были исправлены неточности в информации о металле. Клаус предположил, что они были допущены из-за исследования иридия в смеси с рутением (тоже платиноидом). Ученый дал рекомендации о технологии извлечения платиноидов (иридия в том числе).

Свойства химические и физические

Иридий — металл твердый и одновременно хрупкий.

Химические и физические свойства:

При нагреве реагирует с галогенами (фтор, хлор, бром) и кислородом.

Кристаллическая решетка гранецентрированная, кубическая.

Где добывают иридий

Встречается в природе в складчатых областях перидотовых серпентинитов. Находят россыпные месторождения. Часто встречается в виде твердых растворов в сочетании с осмием — осмистый иридий. По оценкам специалистов, в земной коре находится очень редко. Потому считают (в подтверждение астероидной теории), что высокое содержание металла в рудах сигнализирует об их метеоритном происхождении.

Как добыть иридий

В год все добытчики на Земле получают от 3 до 10 тонн (по разным данным).

Проблемой добычи иридия являются большие потери металла при переработке руд. Ведь чисто иридиевых руд, позволяющих промышленную добычу иридия, почти нет. Основная часть металла добывается при переработке медно-никелевых руд, где спутники — металлы платиновой группы.

В основном металл получают из шламов медно-никелевых руд. В процессе их добычи платиноиды попадают в технологические растворы, отходы производства.

Технология добычи иридия (как других платиноидов) состоит из нескольких этапов извлечения этих металлов. Это концентрирование, обработка щелочами, очистка от примесей.

Использование, применение металла

Производство кристаллов не обходится без тиглей из драгоценного металла.

Он используется в деталях прецизионных приборов, в качестве покрытия для электрических контактов.

В долговечных свечах зажигания применяют в качестве электродов.

Преимущество таких свечей в молниеносном разгоне двигателя и его стабильной работе. Не грозит потеря искры, такие свечи обладают отменными антикоррозийными свойствами. Недостаток один — цена…

Металл используют для «вечных» кончиков перьев авторучек.

Иридий прекрасный катализатор, как все его родственники-платиноиды. Однако высокая цена ограничивает его применение.

Органический синтез сейчас невозможен без иридиевых катализаторов. Работы по оргсинтезу получили Нобелевскую премию по химии. Чтобы было понятно — оргсинтез позволит перейти на «зеленую химию», отказаться от использования ископаемых ресурсов, перейти к ресурсам возобновляемым.

Эталон килограмма создан из сплава платина-иридий и хранится во Франции.

Сплав иридия с титаном используют в глубоководных трубопроводах.

Изотоп Ir-192 используют в дефектоскопах, в толщиномерах (переносных).

Сказочные перспективы иридия в медицине

В кардиостимуляторах применяется сплав иридий-платина.

Онкологи используют изотоп иридия Ir-192 как источник гамма-излучения. Его применяют для лечения рака груди и предстательной железы (на ранних стадиях болезни).

Разработаны методы лечения эпилепсии, болезни Паркинсона, шизофрении с помощью введения иридиевых электродов в мозг. Радужные перспективы для создания протезов глаза и слухового аппарата открывает метод вживления микроэлектродов.

Купить или не купить

Иридий — один из самых редких металлов на Земле. На цену влияет степень очистки и количество примесей в металле. Чем чище иридий, тем он дороже. Стоимость 1 грамма иридия на апрель 2020 года составляет около 50,1-50,2$ США.

Мне 42 года и я специалист в области минералогии. Здесь на сайте я делюсь информацией про камни и их свойства — задавайте вопросы и пишите комментарии!

Источник

Иридий обошел биткоин по темпам роста стоимости в 2021 году

Познакомимся с иридием. Иридий – металл драгоценных платиновых пород. Кристалл имеет бело-золотой окрас, высокую прочность и плохую податливость к обработке. Является одним из самых дорогих, но стоит меньше, чем золото, платина и осмий. Купить иридий могут все люди, которые имеют заработок от 20 тыс. руб. в месяц. Однако даже им важно знать, украшение какой весовой категории они могут себе позволить. Иридий цена за 1 грамм в рублях – давайте узнаем!

Цена иридия на 2021 год в сравнении с другими металлами представлена в данной таблице:

Данные ценовые показатели составлены на май 2021 года, однако в каждый день цена на иридий меняется в пределах от 0,01 до 1 рубля.

Узнав стоимость иридия за 1 грамм, многие решат так: «Зачем покупать неизвестный металл, который не очень-то популярен, если есть золото и серебро?»

Для кого-то этот подход будет правильным, но для людей, которые ищут что-то новое, идут за знаниями и любят всё интересное следует присмотреться к иридию. В этом поможет информация, представленная ниже.

Что представляет собой

Иридий – это серебристо-белый блестящий металл, платиноид.

Элемент таблицы Менделеева под номером 77, международное наименование – Iridium (Ir).

Очень твердый (6,5 по Моосу), тугоплавкий, плотный. Устойчив к коррозии даже при запредельных температурах.

Иридий – один из двух самых твердых и редких металлов. Его содержание в земной коре в 10 раз меньше платины, в 40 раз меньше золота. По массе это одна миллионная доля процента.

Ювелирами, финансистами причислен к благородным.

Биологическая роль

Не играет никакой биологической роли. Металлический иридий неядовит, но некоторые соединения иридия, например, его гексафторид (IrF6), очень ядовиты.

Иридий – 77 элемент таблицы Менделеева

Атомная масса элемента №77 равна 192,2. В таблице Менделеева он находится между осмием и платиной. И в природе он встречается главным образом в виде осмистого иридия – частого спутника самородной платины. Самородного иридия в природе нет.

Естественное свойство иридия (он же платиноид!) – высокая коррозионная стойкость. На него не действуют кислоты ни при нормальной, ни при повышенной температуре. Даже знаменитой царской водке монолитный иридий «не по зубам». Только расплавленные щелочи и перекись натрия вызывают окисление элемента №77.

Иридий стоек к действию галогенов. Он реагирует с ними с большим трудом и только при повышенной температуре. Хлор образует с иридием четыре хлорида: IrCl, IrCl2, IrCl3 и IrCl4. Треххлористый иридий получается легче всего из порошка иридия, помещенного в струю хлора при 600°C. Единственное галоидное соединение, в котором иридий шестивалентен, – это фторид IrF6. Тонкоизмельченный иридий окисляется при 1000°C и в струе кислорода, причем в зависимости от условий могут получаться несколько соединений разного состава.

Как и все металлы платиновой группы, иридий образует комплексные соли. Среди них есть и соли с комплексными катионами, например [Ir(NН3)6]Cl3 и соли с комплексными анионами, например K3[IrCl3] · 3H2O. Как комплексообразователь иридий похож на своих соседей по таблице Менделеева.

Чистый иридий получают из самородного осмистого иридия и из остатков платиновых руд (после того как из них извлечены платина, осмий, палладий и рутений). О технологии получения иридия распространяться не будем, отослав читателя к статьям «Родий», «Осмий» и «Платина».

Иридий получают в виде порошка, который затем прессуют в полуфабрикаты и сплавляют или же порошок переплавляют в электрических печах в атмосфере аргона. Чистый иридий в горячем состоянии можно ковать, однако при обычной температуре он хрупок и не поддается никакой обработке.

История открытия

История открытия иридия связана с именем британского химика Смитсона Теннанта. Исследуя платиновую руду с копей Южной Америки (1803 год), он пытался выделить чистый металл. Воздействуя на руду царской водкой, получил нерастворимый остаток. Здесь обнаружились неизвестные науке вещества. Это были иридий и осмий.

Название пришло само собой. Теннанта впечатлила радужность оттенков солей нового металла, и он назвал его иридием.

Иридой звали древнегреческую богиню радуги.

Ученого избрали членом Лондонского королевского общества, в 1804 году за открытие осмия и иридия удостоили медали Копли – высшей награды общества.

Особенности

Сразу стоит сказать, что иридий — это металл. Потому он имеет все те свойства, которые типичны и для иных металлов. Такой химический элемент обозначается сочетанием латинских символов Ir. В таблице Менделеева он занимает 77 клетку. Открытие иридия произошло в 1803 году, в рамках того же исследования, при котором английский ученый Теннант выделил и осмий.

Исходным сырьем для получения таких элементов послужила руда платины, доставленная из Южной Америки. Первоначально металлы выделили в виде осадка, который «не брала» «царская водка». Исследование показало наличие нескольких ранее неизвестных веществ. Свое словесное обозначение элемент получил потому, что его соли выглядят, как будто переливающиеся радугой.

Содержание иридия в природе исключительно мало, и это одно из самых редких веществ на Земле.

Химически чистый иридий не имеет никакого радужного окраса. Зато для него характерен довольно привлекательный серебристо-белый цвет. Токсические свойства не подтверждены. Однако отдельные соединения иридия могут представлять опасность для человека. Особенно ядовит фторид этого элемента.

Производством и аффинажем иридия занимается ряд российских и зарубежных предприятий. Почти весь выпуск этого металла — продукт побочной обработки платинового сырья. Хотя иридий и не пурпурный, он содержит в природном виде 2 изотопа. 191-й и 193-й элементы стабильны. Но выраженные радиоактивные свойства зато имеет ряд искусственно получаемых изотопов, их период полураспада невелик.

Физико-химические характеристики

Иридий выглядит подобно любому металлу платинового семейства. Устойчив к коррозии больше золота и платины, до 100°C инертен к кислотам, кислотным сочетаниям.

Не токсичен, но шестивалентный фторид ядовит. Этот недостаток учитывают на предприятиях, которые используют иридиевое сырье.

Физические свойства

Иридий — тяжёлый серебристо-белый металл, из-за своей твердости плохо поддающийся механической обработке. Температура плавления — 2739 K (2466 °C), кипит при 4701 K (4428 °C). Кристаллическая структура — кубическая гранецентрированная с периодом а0=0,38387 нм; электрическое сопротивление — 5,3⋅10−8Ом·м (при 0 °C), и 2⋅10−7Ом·м (при 2300 °C); коэффициент линейного расширения — 6,5⋅10−6 град; модуль нормальной упругости — 538 ГПа; плотность при 20 °С — 22,65 г/см³, жидкого иридия — 19,39 г/см³ (2466 °С).

Изотопный состав

Природный иридий встречается в виде смеси из двух стабильных изотопов: 191Ir (содержание 37,3 %) и 193Ir (62,7 %). Искусственными методами получены радиоактивные изотопы иридия с массовыми числами 164-199, а также множество ядерных изомеров. Распространение получил искусственный 192Ir.

Металл в природе

Чистый иридий не встречается в природе. Почти всегда это комбинация с осмием, поэтому у профессионалов в ходу термины «осмистый иридий», «осмиридиевые сплавы».

Коренные залежи осмистого иридия есть в нескольких регионах планеты: Россия, Канада, США, ЮАР, Папуа-Новая Гвинея.

Другие спутники металла иридия в руде – родий и рутений.

На местах добычи используется закрытый (шахтный) способ.

Совокупный мировой объем добычи металла за год – три – десять тонн.

Ученые полагают: происхождение металла таково, что главные залежи нужно искать глубже:

Спектроскопический анализ выявил следы иридия в короне Солнца.

Существуют природные изотопы металла. Синтезирован десяток аналогов с малым периодом полураспада. Самый востребованный под номером 192 (74 суток).

Искусственный иридий

Добыча и переработка

Основные объемы иридия извлекают из сульфатных железистых, никелевых руд. Немного дает минералогическая экзотика – невьянскит, уросмирид, сысертскит.

Чистый иридий получают промышленным способом из продуктов переработки медно-никелевых сплавов.

Технология многоэтапная – выделение из концентрата платиноидов, выщелачивание остатка водой, перегонка, воздействие царской водкой. Осадочный иридий прокаливают, получая чистый металл.

Есть другие методы: ионный обмен, экстракция. Все технологии добычи сложны, затратны.

В России добычу иридия ведут предприятия Красноярска, Екатеринбурга, «Норильский Никель».

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].

Сферы применения

Чистый иридий не применяется: слишком дорог и тверд. Но сплавы с ним востребованы от науки и высоких технологий до ювелирного дела.

Промышленность

Свойства металла обусловили сферы применения промышленным комплексом:

Из платиново-иридиевого сплава изготовлены эталоны килограмма и метра (находятся в Париже).

Космические перспективы открыло третье тысячелетие:

Медицина

Из сплава платины с иридием изготовлен хирургический инструментарий, детали кардиостимуляторов.

Это базис для развития ядерной медицины. Радионуклидное сырье получают на ядерных реакторах, циклотронах. 90% уходит на экспорт.

Россия входит в мировую топ-пятерку производителей сырьевых медицинских изотопов.

Иридий-192 задействован при дефектоскопии и онкологами (гамма-нож).

Ювелирное дело

Ювелиры ценят металл за прочность, используя в сплаве с платиной.

Американская компания Smithson Tennant первой наладила производство ювелирных украшений из иридия. Иридиевые обручальные кольца позиционируются ею как вечные в буквальном смысле: бессильны даже концентрированная кислота и время. Им не требуется особый уход и условия хранения.

Украшения из сплавов с добавлением иридия и через десятилетия выглядят как купленные только что.

Драгоценности с иридием (даже обручальные кольца) не изнашиваются, всегда выглядят как новенькие. Это преимущество особо важно для изделий, испытывающих повышенные нагрузки (обручальные кольца, перстни, браслеты).

Другие сферы

Иридий почитают геологи и палеонтологи: это маркер возраста слоев земной коры и вымерших организмов.

Единственную в мире монету – проба иридия 999 – выпустил в 2013 году Национальный Банк Руанды (государство на востоке Африки). Номинал составил 10 местных франков.

До 1980-х годов шариком из иридиевых сплавов снабжали перья авторучек класса люкс, включая легендарный Parker 51. Это атрибут элиты и аксессуар фаната роскоши Джеймса Бонда.

Свойства иридия

Физические свойства иридия достаточно внушительны. Это очень твердый, тяжелый металл, плохо поддающийся механической обработке. Температура плавления составляет 24660С, имеет достаточно высокую температуру кипения 44280С. Его твердость обуславливается плотностью-22,65 г/см3. При нагревании и обычной температуре он устойчив, при температуре до 1000С на все известные кислоты не реагирует. В присутствии хлоридов щелочных металлов при температуре 600-9000С порошок иридия может раствориться хлорированием. Вступает во взаимосвязь с F2, когда температура достигает 4500С. Свойства иридия не играют никакой биологической роли, он не является токсичным металлом, хотя некоторые его соединения очень ядовиты.

Интересные факты

Соли иридия очень разнообразны по окраске. Так, в зависимости от числа присоединившихся атомов хлора, соединение может иметь медно-красный, темный зеленый, оливковый или коричневый цвета. Дифторид иридия окрашен в желтый тон. Соединения с озоном и бромом имеют синюю окраску. У чистого иридия коррозионная стойкость очень велика даже при нагреве до 2000 градусов.

В породах земного происхождения концентрация иридиевых соединений очень невелика. Серьезно повышается она только в породах метеоритного происхождения. Такой критерий позволяет исследователям установить важные факты о различных геологических структурах. Всего на земле производится лишь несколько тонн иридия.

Модуль Юнга (он же модуль продольной упругости) у этого металла — на втором месте среди известных веществ (больше — только у графена).

Источники

Источник