Метал іридій: історія, властивості, як отримують та де використовують

Іридій – метал та хімічний елемент. Елемент стоїть у таблиці Менделєєва під атомним номером 77. Вважається вихідцем із шляхетних порід, твердий, має біло-золотий колір.

Історія відкриття Іридія

Мінерал існує у чистому вигляді, але перші згадки про ізотопний метал пов'язані з падінням на Землю залізонікелевого метеориту. Зіткнення із Землею метеорита сталося 65 млн років тому, в епоху трицерапторів та дипладоків. У Землі об'єкт, що впав, залишив слід, наслідки якого видно і сьогодні. Утворився кратер завглибшки 180 кілометрів, пил, що піднявся через порушення земної кори і падіння метеорита, змусив Землю перебувати в імлі 14 днів, трапилися виверження вулканів на території Азії, Індостану та Мадагаскару.

Деякі вчені припускають, що саме цей метал занапастив усіх динозаврів та інших великих ящерів через те, що почав виділяти токсин при зіткненні з хлором і земним ядром. Як відомо, метал плавиться за 2300 градусів за Цельсієм.

Так, він лежав у Землі всі 65 млн років, поки його не виявили випадково люди, які шукали платину і знайшли її на місці старого кратера.

Як земний елемент, іридій був виявлений в 1804, вченим С. Теннатом. В результаті проведення процедур з вивчення платинових мінералів та виявлення в них осмію було виявлено іридію.

Отак Юкатанська катастрофа призвела до того, що в періодичній таблиці з'явився Іридій.

Походження металу

Іридій - платаноїд, що є продуктом багатофазового ядерного синтезування елементів. На планеті серед інших металів (з 1005) він займає лише 3% значення, що означає нечасте його виявлення.Вчені вважають, що іридій прихований у земному ядрі або в розплавленому залізонікелевому шарі (зовнішнє ядро).

У земній корі зустрічається як сплаву з осмієм чи платиною.

Як отримують

Про те, що цей метал зустрічається лише у сплавах, ми вже сказали. Але як можна отримати іридій?
Джерелом породи є анодний шлам міднонікелевого виробництва. Продукт – шлам насичують, після чого під дією «царської горілки» переводять зі стану твердого в рідке, у вигляді сполук хлориду H2[PtCl6].

В результаті хіміки одержують рідку суміш металів і додають до неї хлорид амонію NH4Cl. Після чого виводять осад з платини, а потім отримують комплекс іридію (NH4)2[IrCl6]. (NH4)2[IrCl6] прожарюють за допомогою кисню та азоту. На виході одержуєте металевий іридій.

Місця видобутку

Хімічний елемент зустрічається у сплавовому вигляді у складчастих земних породах гір Росії, перетонітових породах, розташованих у ПАР, Кенії, Південній Америці тощо.

Де є платина, там є й іридій.

Про характеристики металу як хімічного елемента:

Елемент зустрічається різних кольорів, найпоширеніший – білий – KIrF6, лимонний – IrF5, золотий – K3IrCl6, світло-зелений – Na3IrBr6, рожевий – Cs3IrI6, малиновий – Na2IrBr6, темно-синій – IrI3.Різноманітність кольорів обумовлена ​​наявністю в іридії різних солей.

До речі, свою назву метал отримав за рахунок цього різнобарв'я. Іріда – це богиня веселки у грецькій міфології.

Властивості та особливості

1. Має три синтетичні ізотопи (191,192,193). Кожен ізотоп зустрічається в сплавовому іридії поодиноко і відповідає за будь-які особливості металу, які відіб'ються на його майбутньому застосуванні.
2. Чи не зустрічається в чистому вигляді в природних умовах. Тільки з будь-яким елементом, як домішка.
3. Використовується для посилення металевих конструкцій та сплавів. У іридію є властивість зміцнювати та посилювати ті сполуки (фізичні та хімічні), до яких він додається.
4. Не втрачає своїх якостей при змішуванні з іншими хімічними елементами, множинні переплавлення і т.д.
5. У природі є вид іридію, в якому змішані два ізотопи – 191 і 193. Такий ізотопний метал вважається найміцнішим і найдовговічнішим.
6. Іридій високо інертний, вважається дорогоцінним металом.
   
7. Іридій не окислюється при взаємодії із сольовими залишками, кислотами, повітрям та високими температурами. Як такого окислення немає. Але можуть траплятися уприскування іридію в незначній кількості, у вигляді оксиду металу IrO2. При температурі понад 1300 градусів за Цельсієм іридій не відразу ж плавиться, частково виділяючи оксид IrO3.
8. Метал погано піддається обробкам. Реакція достатня для обробки іридію, його перегонка та надання форми відбувається при червоному світловому випромінюванні.
9. Метал відтворюють штучно, проте за державними нормами. Велика кількість потрібна для будівництва доріг та створення механізмів автомобілів, але в ювелірній промисловості іридій не часто використовується.
10. Залежно від цього, з яким металом сплавлений іридій, залежить його ціна. Наприклад, якщо він був знайдений як домішка до золота або платини, то основною буде ціна золота за грам плюс відсоткова вартість іридію, залежно від його вмісту в сплаві. Зазвичай це значення дорівнює – 10%.
11. Висока ціна, від 940 рублів за 1 грам іридію, обумовлена ​​тим, що процес відлущування, відділення та подальшої обробки металу трудомісткий. Найближчим часом вартість за 1 грам зросте, швидше за все, з 1719 рублів до 2500 рублів.
12. Іридій нетоксичний, не відіграє жодної важливої ​​біологічної ролі, але в природі зустрічається смертельно небезпечний вид іридію - IrF6 (гексафторид). Гексафторид спричиняє миттєве задушення при вдиханні парів.

Де застосовується

В основному застосовують не сам іридій, яке сплави з металами.

Сплав з іридію та платини застосовують для виготовлення посуду, для проведення хімічних дослідів, створення хірургічного інвентарю, ювелірних прикрас та нерозчинних анодів. Ще мідно-іридієву суміш використовують для приборної будови. Цей сплав є особливо міцним, його використовують для покриття вузлів зварювання в будівельних об'єктах.

Також іридій змішують з гафнієм, у такому разі сплав стане інструментом для створення паливних баків.

Коли ізотопний метал змішують з вольфрамом, родієм або ренією, то з отриманої субстанції виготовляють термопари. Термопари – прилади для вимірювання температури понад 2000 градусів.

Іридій, разом із церієм, латаном застосовують у виробництві катодів.

А ось один іридій, без допоміжних елементів, використовують для створення наконечників перових ручок.

Іридій застосовують у великих промислових масштабах для створення іридієвих свічок згоряння.Такі свічки прослужать на 3 роки довше, ніж звичайні та витримають пробіг автомашини на 160 тисяч кілометрів більше, ніж стандартні.

За рахунок іридію полегшилася будова дефектоскопів, які виявляють усі недоліки механізмів ручного запуску.

Крім застосування у медицині та промисловості, хімічний елемент беруть за основу проведення багатьох хімічних операцій. Він є термічним, хімічним каталізатором для прискорення одержання кінцевого хімічного продукту. Наприклад, його часто застосовують для отримання азотної кислоти.

За рахунок іридію, в жаростійких тиглях вирощують кристали, які необхідні для лазерної техніки. Завдяки вченим і цьому дару природи, стала можливою операція з лазерної корекції зору, лазерного дроблення каменів у нирках і т.д.

Область застосування металу велика, проте вартість його досить висока, тому часто іридій замінюють синтетичними хімічними елементами, які поступаються природному аналогу у всьому.

Це незамінний шляхетний метал, який необхідний для функціонування машин, будівельних об'єктів, створення міцних механізмів та іншого.