ИРИДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Большинство людей довольно неплохо представляет себе железо и алюминий, серебро и золото. Но есть химические элементы, которые играют ненамного меньшую роль в жизни современного мира, однако незаслуженно малоизвестны среди неспециалистов. Важно исправить этот недостаток, и в том числе узнать все об иридии.

ИРИДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения ИРИДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

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.

ИРИДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения ИРИДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

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.

ИРИДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения ИРИДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Прочность и твердость иридия очень велики. Механически обрабатывать этот металл практически невозможно. Тугоплавкость этого элемента серебристо-белого цвета достаточно велика. Специалисты относят иридий к платиновой группе.

Твердость по шкале Мооса составляет 6,5. Температура плавления в градусах достигает 2466 градусов. Кипеть иридий, однако, начинает только при 4428 градусах. Теплота плавления равна 27610 Дж/моль. Теплота кипения — 604000 Дж/моль.

Молярный объем специалисты определили на уровне 8,54 куб. см. на моль.

Кристаллическая решетка этого элемента — кубическая, вершинами куба выступают грани кристаллов. На долю 191-го изотопа приходится 37,3% атомов иридия. Остальные 62,3% представлены 193-м изотопом. Плотность этого элемента (или иначе, удельный вес) достигает 22400 кг на 1 м3.

В чистом виде металл не магнитится, а степень окисления атомов в различных соединениях колеблется от 1 до 6.

ИРИДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения ИРИДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Но сами атомы иридия редко вступают в какие-либо реакции. Этот элемент отличается выдающейся химической пассивностью. Он совершенно не растворяется в воде и не меняется каким-то образом даже при длительном контакте с воздухом.

Если температура вещества менее 100 градусов, то оно не будет вступать в реакцию даже с «царской водкой», не говоря уже о других кислотах и их комбинациях.

Реакция с фтором возможна при 400 градусах, для реакции с хлором или серой придется прогревать иридий до красного каления.

Известны 4 хлорида, в которых число атомов хлора варьируется от 1 до 4. Воздействие кислорода ощутимо при температуре не ниже 1000 градусов.

Продуктом такого взаимодействия оказывается диоксид иридия — вещество, практически нерастворимое в воде. Повысить растворимость можно путем окисления с использованием комплексообразователя.

Высшая степень окисления в нормальных условиях может быть достигнута лишь в гексафториде иридия.

ИРИДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения ИРИДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

При экстремально низких температурах появляются соединения с валентностью 7 и 8. Возможно образование комплексных солей (как катионового, так и анионового типа). Отмечают, что сильно разогретый металл может разъедать соляная кислота, насыщенная кислородом. Важную роль химики придают:

  • гидроксидам;
  • хлоридам;
  • галогенидам;
  • оксиду;
  • карбонилам иридия.

Получение иридия в природе сильно затруднено его большой редкостью. В естественной среде этот металл всегда смешан с сопутствующими веществами.

Если обнаруживают где-либо этот элемент, то поблизости обязательно находятся платина либо металлы из ее группы. Некоторые руды, содержащие никель и медь, включают иридий в рассеянной форме.

Основная часть этого элемента извлекается из косной материи в:

  • ЮАР;
  • Канаде;
  • североамериканском штате Калифорния;
  • месторождениях на острове Тасмания (принадлежащем Австралийскому Союзу);
  • Индонезии (на острове Калимантан);
  • различных районах острова Новая Гвинея.

Перемешанный с осмием иридий добывают в старых горных складчатостях, находящихся в тех же странах. Главенствующую роль на мировом рынке занимают компании из ЮАР.

Недаром именно выработка в этой стране прямо влияет на баланс спроса и предложения, чего нельзя сказать про продукцию из иных регионов планеты.

По существующим научным представлениям, редкость иридия связана с тем, что он попадал на нашу планету только в метеоритах, и потому на его долю приходится миллионная доля процента от массы земной коры.

Однако часть экспертов с этим не согласна. Они настаивают, что лишь небольшая часть всех иридиевых залежей разведана и пригодна для освоения на уровне современных технологий. Отложения, появившиеся в глубокой геологической древности, содержат в отдельных слоях иридия в сотни раз больше, чем уже разрабатываемые породы.

Такие аномалии обнаружены на всем земном шаре. Однако извлечение материала из глубинных разрезов под материками и на дне океанов пока что экономически иррационально.

Сегодня иридий добывают только после окончания добычи главных ископаемых. Это золото, никель, платина или медь. Когда месторождение близко к исчерпанию, руду начинают обрабатывать специальными реактивами, которые высвобождают рутений, осмий, палладий. Лишь после них приходит очередь получения «радужного» элемента. Далее:

  • очищают руду;
  • дробят ее в порошок;
  • прессуют этот порошок;
  • переплавляют спрессованные заготовки в электрических печах, при непрерывном движении аргоновой струи.

Достаточно большое количество металла извлекают из анодных шламов, оставляемых медно-никелевым производством. Первоначально шламы обогащают.

Перевод в раствор платины и других металлов, включая иридий, происходит под действием горячей царской водки. Осмий оказывается в нерастворенном осадке.

Из раствора под действием хлорида аммония последовательно осаждаются комплексы платины, иридия и рутения

Около 66% добываемого иридия используется в химической отрасли. Все прочие сферы экономики делят остаток. В последние десятилетия неуклонно растет ювелирное значение «пурпурного металла».

С конца 1990-х годов из него эпизодически начали вырабатывать кольца, инкрустацию золотых украшений. Важно: ювелирные изделия делают не столько из чистого иридия, сколько из его сплава с платиной.

Достаточно 10% добавки, чтобы без существенного роста себестоимости повысить прочность заготовки и готового продукта до 3 раз.

В иных отраслях иридиевые сплавы также однозначно опережают чистый металл. Возможность повысить твердость и прочность изделий путем незначительной добавки очень ценится технологами.

Так, иридиевые присадки используют для повышения износостойкости проволоки для электронных ламп. Твердый металл попросту накладывают поверх молибдена или вольфрама.

Последующее спекание происходит под прессом, при высокой температуре.

И тут надо особо сказать об использовании иридия в химической отрасли. Там его сплавы нужны, чтобы получать стойкую к различным реактивам и высокой температуре посуду. Также иридий оказывается превосходным катализатором.

Повышение реакционной способности особенно проявляется при производстве азотной кислоты.

А если нужно растворять золото в царской водке, то технологи почти гарантированно выберут именно чаши, изготовленные из платино-иридиевого сплава.

Там, где готовят кристаллы для лазерных приборов, часто можно встретить платино-иридиевые тигли.

Полностью чистый металл пригоден для деталей особо точных промышленных и лабораторных приборов.

Мундштук из иридия применяют и стекольщики, когда им надо делать тугоплавкие сорта стекла. Но это только небольшая часть применений удивительного элемента.

Его довольно часто используют при изготовлении свечей зажигания для автомашин.

Эксперты давно отметили, что такие свечи служат дольше. В самом начале их использовали преимущественно для спортивных автомобилей. Сегодня они стали дешевле и оказались доступны практически всем автовладельцам. Иридиевые сплавы нужны также создателям хирургических инструментов. Все чаще их применяют и при производстве отдельных частей кардиостимулятора.

Любопытно, что монета «10 франков» производства Руанды делается из ювелирно чистого (999 проба) иридия. Находит этот металл применение и в автомобильных катализаторах.

Как и платина, он помогает ускоренно очищать выхлопные газы. Но найти иридий можно и в самой обычной перьевой ручке.

Там иногда можно увидеть шарик необычного цвета, находящийся на наконечнике пера или чернильного стержня.

В радиодеталях иридий применяли в основном несколько десятилетий назад. Из него делали чаще контактные группы, а также компоненты, которые могут сильно нагреваться.

Читайте также:  ГДЕ ДОБЫВАЮТ ИЗУМРУДЫ

Такое решение позволяет обеспечить долговечность изделий. Изотоп иридий-192 относится к числу искусственных радионуклидов.

Его производят для дефектоскопического использования, чтобы проверять характеристики сварных швов, стальных и алюминиевых сплавов.

Сплав осмия с иридием применяют, чтобы сделать компасные иглы. А термопары, в которых сочетаются иридиевые и обычные электроды, используются для физических исследований. Только они могут напрямую зарегистрировать температуру около 3000 градусов. Цена таких конструкций очень велика. Использовать их в обычной промышленности пока экономически нецелесообразно.

Иридиево-титановый электрод — одна из сравнительно новых разработок в области электролиза. Тугоплавкое вещество напыляют на основу из титановой фольги. В рабочей камере при этом находится только аргон. Электроды могут выглядеть и как сетка, и как пластина. Такие электроды:

  • устойчивы к высокой температуре;
  • устойчивы к значительному напряжению, плотности и силе тока;
  • не корродируют;
  • экономичнее электродов с добавкой платины (за счет существенно большего ресурса).

Малоразмерные контейнеры с радиоактивными изотопами иридия востребованы в металлургии. Гамма-лучи частично поглощаются шихтой. Потому можно определять, каков уровень шихты внутри печи.

Еще можно указать на такие применения 77-го элемента, как:

  • получение сплавов молибдена и вольфрама, более крепких при высокой температуре;
  • повышение стойкости титана и хрома к кислотам;
  • производство термоэлектрических генераторов;
  • изготовление термоэмиссионных катодов (вместе с лантаном и церием);
  • создание топливных баков для космических ракет (в сплаве с гафнием);
  • выработка пропилена на базе метана и ацетилена;
  • добавка к платиновым катализаторам для выработки окислов азота (предшественников азотной кислоты) — но этот технологический процесс уже не слишком актуален;
  • получение эталонных единиц измерения (точнее, для этого нужен платиново-иридиевый сплав).

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).

О других свойствах и сферах применения иридия смотрите в следующем видео.

Иридий — описание, область применения |

Иридий – серебристо-белый переходный металл платиновой группы. Его плотность 22,65г/см3 довольно высока и сопоставима с этим же параметром для осмия. Однако в отличие от последнего Iridium все же обладает тугоплавкостью и относится к разряду благородных металлов наряду с платиной и золотом.

История открытия этого вещества несколько прозаична. Iridium был открыт вместе с осмием во время проведения процедуры получения платины аффинажным способом. Ученый совершивший это открытие Теннант был восхищен красотой картины, которую создают соли Iridium – «радуги». Так и родилось название этого химического элемента.

Чистый металл не токсичен, но способен вступать в реакции с образованием ядовитых веществ, например, фторид IrF6.

Где встречается в природе

Сегодня на поверхности Земли Ir почти не встречается, имеет ограниченное число каких-то определенных месторождений, в том числе и России. Всего в год добывается около 3 тонн.

Однако есть ряд версий, в пользу того, что в недрах (глубинах) земли Ir присутствует в больших количествах, чем кажется. Повод так полагать вытекает из нескольких факторов: кости вымерших динозавров, имеющих значительные повреждения, содержат довольно много иридия.

Это объясняет много теорий о том, как вымерли эти животные, а также косвенно подтверждает факт падения метеорита, с которым и могло быть занесено достаточно большое количество металла. Высокая плотность вещества могла просто сместить Ir вглубь земли, где поиски уже не производились.

Кроме этого, в живой природе следы Iridium обнаружены в спектре солнечной короны.

ИРИДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Добыча иридия

Стоимость металла во многом зависит от частности его нахождения и дороговизны способа добычи.

Цена иридия за грамм колеблется в пределах 20-35 долларов, однако бывают редкие образцы, стоимость которых может быть гораздо выше. Таким образом, Iridium попадает в десятку самых дорогих на планете.

Для предприятий, добывающих иридий, цена за 1 грамм в рублях также важна, поскольку затраты на очищение металла довольно высоки.

Независимо от многих усложняющих обстоятельств, желающих иридий купить для собственного производства достаточно много и это объясняется областью использования, как самого металла, так и его изотопов, изомеров.

Основные технологии добычи

Отвечая на вопрос, где найти иридий, будет уместно напомнить, что Ir встречается с трудноразделимыми компаньонами: родий, рутений. Добывается из руд, содержащих сульфат железа и никеля. Также небольшое количество этого вещества периодически обнаруживают в минералах: уросмирид, сысертскит и невьянскит.

На крупных предприятиях нашли разумный способ, как добыть иридий в чистом виде. Для этого используют шлам, образующийся во время переработки медно-никелевых сплавов.

ИРИДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Сульфат никеля

Традиционные этапы получения:

  • очищение от примесей (может использоваться метод ионного обмена, для отделения благородного металла от других).

Однако есть технологии, в которых после определенных действий, в том числе обработки царской водки образуется устойчивое соединение, заставляющее задуматься, как получить иридий и осмий отдельно. Обычно для получения второго, а не наоборот, используют методику прокаливания, результатом которой становятся два чистых металла.

Также вкратце отметим, что взаимосвязь этих веществ настолько сильна, что среди химиков родилось несколько названий отчетливо характеризирующих суть этого факта: осмистый иридий или осмиридиевые сплавы. Поэтому разговоры о том, как добыть иридий металл необычайной плотности, часто вытекают из поисков Os.

Производство и применение

Наиболее известные российские предприятия, добывающие Иридий из вторичного сырья или соответствующих руд:

  • Красноярский завод цветных металлов ОАО «Красцветмет»;
  • НПП «Биллон» (Екатеринбург);
  • ОАО ГМК «Норильский Никель».

ИРИДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Норильский никель

При обнаружении в природе химический элемент Ir сопровождается своими природными изотопами. Это стабильные 191 и 193. Однако есть целая сеть синтезированных изотопов, имеющих короткий период полураспада. Из них самый примечательный относительно стабильный (время жизни 241 год) Иридий 192, имеет изомер Ir 192 с периодом полураспада 74 суток.

Первый из них может выступать в качестве источника электроэнергии. Второй используется, как индикатор качества сварных швов. Гамма-дефектоскопы оснащаются, как раз изотопом 192.

ИРИДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Металл иридий

Поскольку прочность металла соизмерима с его компаньоном Осмием, материал может заменить последний практически во всех областях. Его используют для изготовления термопар, топливных баков, термоэлектрических генераторов.

Известны свечи: иридий – медь – платина, где интересующее нас вещество, выполняет роль элемента, повышающего износоустойчивость и продлевающего жизнь изделиям. Также известны тигли, ряд объектов, используемых в качестве эталонов мер и весов. Наиболее известный из них – эталонный килограмм. Все это неумолимо повышает цену на иридий и его изотопы.

ИРИДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Иридиевые свечи зажигания

Сплав платины и Ir даже без меди известен высокой прочностью, разговоры о том, что ранее его использовали для изготовления перьев для ручек – правда, но аналогичные изделия делались из сплава платины с осмием. В отличие от последнего, иридий с удовольствием используется для сплавов с платиной ювелирами. Он хоть и тугоплавкий, все же позволяет добиваться получения необходимых форм, ставить клеймо.

ИРИДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Использование иридия в электронике

Металлургические инновационные технологии коснулись применения этого химического вещества. Сегодня популярны напыления Иридия, образующие тончайшие и прочные пленки.

Находит свое место иридий в медицине.

Уже упомянутый сплав платина-иридий используется сразу в двух ипостасях: как материал для изготовления элемента электрического кардиостимулятора, а также в качестве электрода, с помощью которого вся конструкция вживляется человеку. Здесь используется сложная схема, где внедренные части взаимодействуют с внешней антенной, находящейся где-то поблизости, например, в кармане пациента.

Иридий свойства, получение и применение

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

Читайте также:  ТАЛЬК: применение минерала, свойства, месторождения, разновидности и стоимость

Это очень твёрдый, тугоплавкий, серебристо-белый переходный драгоценный металл платиновой группы. Его плотность наряду с плотностью осмия является самой высокой среди всех металлов (плотности Os и Ir практически равны).

Вместе с другими членами семейства платины иридий относится к благородным металлам.

В 1804 году, изучая черный осадок, оставшийся после растворения самородной платины в царской водке, английский химик С. Теннант нашел в нем два новых элемента. Один из них он назвал осмием, а второй – иридием. Соли второго элемента в разных условиях окрашивались в различные цвета. Это свойство и было положено в основу его названия.

Иридий очень редкий элемент, содержание в земной коре 1•10–7% по массе. Он встречается гораздо реже золота и платины и вместе с родием, рением и рутением относится к наименее распространённым элементам. В природе встречается главным образом в виде осмистого иридия – частого спутника самородной платины. Самородного иридия в природе нет.

Цельный иридий нетоксичен, но некоторые его соединения, например, IrF6, очень ядовиты. В живой природе не играет никакой биологической роли.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИРИДИЯ

Из-за своей твердости иридий плохо поддается механической обработке. Твердость по шкале Мооса – 6,5. Плотность 22.42 г/см3. Температура плавления 2739 K (2466 °C). Температура кипения 4701 K (4428 °C). Удельная теплоёмкость 0.133 Дж/(K•моль). Теплопроводность 147 Вт/(м•K).

Электрическое сопротивление 5,3•10-8Ом•м (при 0 °C). Коэффициент линейного расширения 6,5х10-6 град. Модуль нормальной упругости 52,029х10-6 кг/мм2. Теплота плавления 27.61 кДж/моль. Теплота испарения 604 кДж/моль. Молярный объём 8.54 см3/моль.

Структура кристаллической решётки — кубическая гранецентрированная.

Период решётки 3.840 А.

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.

Самый тяжелый изотоп в то же время – самый короткоживущий, его период полураспада меньше минуты. Изотоп иридий-183 интересен лишь тем, что его период полураспада – ровно один час. Радиоизотоп иридий-192 широко применяется в многочисленных приборах.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИРИДИЯ

Иридий отличается высокой химической стойкостью. На воздухе устойчив, с водой не реагирует. Компактный иридий при температурах до 100 °C не реагирует со всеми известными кислотами и их смесями, в том числе и с царской водкой. Он взаимодействует с F2 при 400 — 450 °C, а c Cl2 и S при температуре красного каления.

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. Порошок иридия может быть растворён хлорированием в присутствии хлоридов щелочных металлов при 600 — 900 °C: Ir + 2Cl2 + 2NaCl = Na2[IrCl6].

Взаимодействие с кислородом происходит только при температуре выше 1000°C, при этом образуется диоксид иридия IrO2, который практически не растворяется в воде. В растворимую форму его переводят, окисляя в присутствии комплексообразователя: IrO2 + 4HCl + 2NaCl = Na2[IrCl6] + 2H2O.

Высшая степень окисления +6 проявляется у иридия в гексафториде IrF6, единственное галоидное соединение, в котором иридий шестивалентен. Это очень сильный окислитель, способный окислить даже воду: 2IrF6 + 10H2O = 2Ir(OH)4 + 12HF + O2.

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.

Месторождения и добыча

В природе иридий встречается в виде сплавов с осмием, платиной, родием, рутением и другими платиновыми металлами. В рассеянной форме (10–4% по массе) содержится в сульфидных медно-никелевых железосодержащих рудах. Металл является одним из компонентов таких минералов, как ауросмирид, сысертскит и невьянскит.

Коренные месторождения осмистого иридия расположены в основном в перидотитовых серпентинитах складчатых областей (в ЮАР, Канаде, России, США, на Новой Гвинее). Ежегодное производство иридия составляет около 10 тонн.

Получение иридия

Основной источник получения иридия — анодные шламы медно-никелевого производства. Полученный шлам обогащают и, 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.

  • Порошок прессуют в полуфабрикаты и сплавляют или же переплавляют в электрических печах в атмосфере аргона.
  • Российские предприятия-производители иридия: — ОАО «Красцветмет»; — НПП «Биллон»;
  • — ОАО ГМК «Норильский Никель».

ПРИМЕНЕНИЕ ИРИДИЯ

Иридий-192 является радионуклидом с периодом полураспада 74 суток, широко применяемым в дефектоскопии, особенно в условиях, когда генерирующие источники не могут быть использованы (взрывоопасные среды, отсутствие питающего напряжения нужной мощности).

Иридий-192 с успехом применяют для контроля сварных швов: с его помощью па фотопленке четко фиксируются все непроваренные места и инородные включения. Гамма-дефектоскопы с иридием-192 используют также для контроля качества изделий из стали и алюминиевых сплавов.

В доменном производстве малогабаритные контейнеры с тем же изотопом иридия служат для контроля уровня материалов в печи. Поскольку часть испускаемых гамма-лучей поглощается шихтой, по степени ослабления потока можно достаточно точно определить, какое расстояние лучам пришлось «пробираться» сквозь шихту, т. е. выяснить ее уровень.

Особый интерес в качестве источника электроэнергии вызывает его ядерный изомер иридий-192m2 (имеющий период полураспада 241 год).

Иридий в палеонтологии и геологии является индикатором слоя, который сформировался сразу после падения метеоритов.

Небольшие добавки элемента №77 к вольфраму и молибдену увеличивают прочность этих металлов при высокой температуре.

Мизерная добавка иридия к титану (0,1%) резко повышает его и без того значительную стойкость к действию кислот. То же относится и к хрому.

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.

Из сплава иридия с осмием делают напайки для перьев авторучек и компасные иглы.

Для измерения высоких температур (2000- 23000 °C) сконструирована термопара, электроды которой выполнены из иридия и его сплава с рутением или родием. Пока такой термопарой пользуются лишь в научных целях, а на пути внедрения ее в промышленность стоит все тот же барьер — высокая стоимость.

Иридий, наряду с медью и платиной, применяется в свечах зажигания двигателей внутреннего сгорания в качестве материала для изготовления электродов, делая такие свечи наиболее долговечными (100 — 160 тыс. км пробега автомобиля) и снижая требования к напряжению искрообразования.

Из чистого иридия изготавливают жаростойкие тигли, которые безболезненно переносят сильный нагрев в агрессивных средах; в таких тиглях, в частности, выращивают монокристаллы драгоценных камней и лазерных материалов.

Одно из наиболее интересных применений платино-иридиевых сплавов – изготовление электрических стимуляторов сердечной деятельности. В сердце больного стенокардией вживляют электроды с платино-иридиевыми зажимами. Электроды соединены с приемником, который тоже находится в теле больного.

Генератор же с кольцевой антенной находится снаружи, например в кармане больного. Кольцевая антенна крепится на теле напротив приемника. Когда больной чувствует, что наступает приступ стенокардии, он включает генератор. В кольцевую антенну поступают импульсы, которые передаются в приемник, а от него – на платино-иридиевые электроды.

Электроды, передавая импульсы на нервы, заставляют сердце биться активнее.

Иридий используется для покрытия поверхностей изделий. Разработан метод получения иридиевых покрытий электролитическим путем из расплавленных цианидов калия и натрия при 600°C. В этом случае образуется плотное покрытие толщиной до 0,08 мм.

Иридий может быть использован в химической промышленности в качестве катализатора. Иридиево-никелевые катализаторы иногда применяют для получения пропилена из ацетилена и метана. Иридий входил в состав платиновых катализаторов реакции образования окислов азота (в процессе получения азотной кислоты).

Из иридия делают также мундштуки для выдувания тугоплавкого стекла.

Читайте также:  Камень ХРИЗОЛИТ: ТОП-10 интересных фактов

Платино-иридиевые сплавы привлекают и ювелиров – украшения из этих сплавов красивы и почти не изнашиваются.

Из платино-иридиевого сплава делают также эталоны. Из этого сплава, в частности, изготовлен эталон килограмма.

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.

Там, где применяют иридий, он служит безотказно, и в этой уникальной надежности залог того, что наука и промышленность будущего без этого элемента не обойдутся.

ИРИДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения ИРИДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения ИРИДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

  • Золото
  • Осмий
  • Палладий
  • Платина
  • Родий
  • Серебро

ИРИДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения ИРИДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Использование материала страницы допустимо только с письменного разрешения автора с обязательной прямой ссылкой на сайт mir-fin.ru.

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

ИРИДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

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).

ИРИДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

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.

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

Свойства и особенности

  1. 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.
  2. Не встречается в чистом виде в природных условиях. Только с каким-либо элементом, как примесь.

  3. Используется для усиления металлических конструкций и сплавов. У иридия есть свойство укреплять и усиливать те соединения (физические и химические), в которые он добавляется.
  4. Не теряет своих качеств при смешивании с другими химическими элементами, множественной переплавке и т. д.

  5. В природе есть вид иридия, в котором смешаны два изотопа – 191 и 193. Такой изотопный металл считается самым крепким и долговечным.
  6. Иридий высоко инертен, считается драгоценным металлом.
    ИРИДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения
  7. 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.
  8. Металл плохо поддаётся обработкам. Реакция достаточная для обработки иридия, его перегонка и придание формы происходит при красном световом излучении.
  9. 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.
  10. 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%.
  11. 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.
  12. 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: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

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.

Оставьте комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *