іридій

1. Історія
2. Знаходження в природі
3. Місце народження
4. отримання
5. Фізичні властивості
6. Хімічні властивості
7. З'єднання двовалентного іридію
8. З'єднання тривалентного іридію
9. З'єднання четирехвалентного іридію
10. застосування
11. біологічна роль
12. вартість
13. Цікаві факти
14. Див. також
15. література

Наши партнеры ArtmMisto

Зовнішній вигляд простої речовини Властивості атома ім'я , символ , номер

Іридій / Iridium (Ir), 77

атомна маса

( молярна маса )

192,22 а. е. м. ( г / моль )

[Xe] 4f14 5d7 6s2

радіус атома

136 пм

Хімічні властивості ковалентний радіус

127 пм

радіус іона

(+ 4e) 68 пм

електронегативність

2,20 (шкала Полінга)

електродний потенціал

Ir ← Ir3 + 1,00 В

ступені окислення

6, 4, 3, 2, 1, 0, -1

енергія іонізації

(Перший електрон)

868,1 (9,00) кДж / моль ( еВ )

Термодинамічні властивості щільність (при н. у. )

22.56 ± 0.01 [1] [2] г / см³

2447 K

Температура кипіння

4380 K

теплота плавлення

26,0 кДж / моль

теплота випаровування

610 кДж / моль

Питома теплоємність

25,1 [3] Дж / (K моль)

молярний об'єм

8,54 см ³ / моль

Кристалічна ґратка структура ґратки

кубічна
гранецентрірованая

параметри решітки

3,840 Å

температура Дебая

430,00 K

Інші характеристики теплопровідність

(300 K) 147 Вт / (м · К)

77

іридій

4f145d76s2

іридій - хімічний елемент з атомним номером 77 в періодичної системі , Позначається символом Ir ( лат. Iridium). Іридій - дуже твердий, тугоплавкий, сріблясто-білий перехідний метал платинової групи , Що володіє високою щільністю і який можна порівняти за цим параметром тільки з осмієм (Щільності Os і Ir практично рівні з урахуванням розрахункової похибки) [4] . має високу корозійну стійкість навіть при температурі 2000 ° C.

Історія

Іридій був відкритий в 1803 році англійським хіміком С. Теннант одночасно з осмієм [5] , Які в якості домішок були присутні в природному платині , Доставленої з Південної Америки . Назва ( грец. ἶρις - веселка) отримав завдяки різноманітної забарвленням своїх солей.

Знаходження в природі

Зміст іридію в земній корі мізерно мало (10-7 мас.%). Він зустрічається набагато рідше золота і платини . Зустрічається разом з родием , ренієм і рутенієм . Відноситься до найменш поширеним елементам. Іридій щодо часто зустрічається в метеоритах . Не виключено, що реальний зміст металу на планеті набагато вище: його висока щільність і висока спорідненість до залозу ( сідерофільних ) Могли призвести до зміщення іридію углиб Землі, в ядро планети , В процесі її формування з розплаву.

Іридій міститься в таких мінералах, як невьянськит , Сисертськит і ауросмірід.

Місце народження

Корінні родовища осмистого іридію розташовані в основному в перідотітового серпентинітах складчастих областей (в ПАР , Канаді , США , на новій Гвінеї ) [6] .

отримання

Основне джерело отримання іридію - анодні шлами мідно-нікелевого виробництва. З концентрату металів платинової групи відокремлюють Au , Pd , Pt та ін. Залишок, який містить Ru , Os і іридій, сплавляють з KNO3 і КОН , Сплав витравлюють водою, розчин окислюють O2 , відганяють OsO4 і RuO4 , А осад, що містить іридій, сплавляють з Na2O2 і NaOH , Сплав обробляють царської горілкою і розчином NH4Cl , Облягаючи іридій у вигляді комплексної сполуки (NH4) 2 [IrCl6], який потім прожарюють, отримуючи метал - іридій. Перспективний метод вилучення іридію з розчинів екстракцією гексахлороірідатов вищими аліфатичними амінами. Для відділення іридію від неблагородних металів перспективно використання іонного обміну . Для вилучення іридію з мінералів групи осмистого іридію мінерали сплавляють з оксидом барію, обробляють соляною кислотою і царської горілкою , Відганяють OsO4 і осаджують іридій у вигляді (NH4) 2 [IrCl6].

Фізичні властивості

Важкий сріблясто-білий метал , Через свою твердості погано піддається механічній обробці. кристалічна структура - кубічна гранецентрированная з періодом а0 = 0,38387 нм; електричний опір - 5,3 · 10-8Ом · м (при 0 ° C); коефіцієнт лінійного розширення - 6,5 · 10-6 град; модуль нормальної пружності - 52,029 · 106 кг / мм; щільність - 22,65 г / см ³.

Стабільними є ізотопи 191Ir і 193Ir. Період напіврозпаду 192Ir - 74 дня.

Хімічні властивості

Іридій стійкий на повітрі при звичайній температурі і нагріванні, при прожаренні порошку в струмі кисню при 600-1000 ° C утворює в незначній кількості IrO2. Понад 1200 ° C частково випаровується у вигляді IrO3. Компактний іридій при температурах до 100 ° C не реагує з усіма відомими кислотами і їх сумішами. Свежеосажденная іридієва чернь частково розчиняється в царській горілці з утворенням суміші сполук Ir (III) і Ir (IV). Порошок іридію може бути розчинений хлоруванням у присутності хлоридів лужних металів при 600-900 ° C або спіканням з Na2O2 або BaO2 з наступним розчиненням в кислотах. Іридій взаємодіє з F2 при 400-450 ° C, а c Cl2 і S при температурі червоного розжарювання.

З'єднання двовалентного іридію

• IrCl2 - блискучі темно-зелені кристали. Погано розчиняється в кислотах і лугах. При нагріванні до 773 ° C розкладається на IrCl і хлор, а вище 798 ° C - на складові елементи. Одержують нагріванням металевого іридію або IrCl3 в струмі хлору при 763 ° C.
• IrS - блискуче темно-синє тверда речовина. Мало розчинний у воді і кислотах. Розчиняється в сульфіді калію. Одержують нагріванням металевого іридію в парах сірки.

З'єднання тривалентного іридію

• Ir2O3 - тверде темно-синє речовина. Малорастворим в воді і етанолі. Розчиняється в сірчаної кислоти. Отримують при легкому прожаренні сульфіду іридію (III).
• IrCl3 - летюча з'єднання оливково-зеленого кольору. Щільність - 5,30 г / см ³. Малорастворим в воді, лугах і кислотах. При 765 ° C розкладається на IrCl2 і хлор, при 773 ° C на IrCl і хлор, а вище 798 ° C - на складові елементи. Одержують дією хлору на нагріте до 600 ° C іридій.
• IrBr3 - оливково-зелені кристали. Розчиняється в воді, мало розчинний у спирті. Дегидратируется при нагріванні до 105-120 ° C. При сильному нагріванні розкладається на елементи. Отримують взаємодією IrO2 з бромоводородной кислотою.
• Ir2S3 - тверде коричневе речовина. Розкладається на елементи при нагріванні вище 1050 ° C. Мало розчинний у воді. Розчиняється в азотній кислоті і розчині сульфіду калію. Отримують дією сірководню на хлорид іридію (III) або нагріванням порошкоподібного металевого іридію з сіркою при температурі не вище 1050 ° C в вакуумі .

З'єднання четирехвалентного іридію

• IrO2 - чорні тетрагональні кристали з гратами типу рутилу. Щільність - 3,15 г / см ³. Малорастворим в воді, етанолі і кислотах. Відновлюється до металу воднем. Термічно дисоціює на елементи при нагріванні. Одержують нагріванням порошкоподібного іридію на повітрі або в кисні при 700 ° C, нагріванням IrO2 * n Н2О.
• IrF4 - жовта масляниста рідина, що розкладається на повітрі і гідролізу водою. tпл 106 ° C. Одержують нагріванням IrF6 з порошком іридію при 150 ° C.
• IrCl4 - гігроскопічна коричневе тверда речовина. Розчиняється в холодній воді і розкладається теплою (водою). Одержують нагріванням (600-700 ° C) металевого іридію з хлором при підвищеному тиску.
• IrBr4 - розпливається на повітрі синє речовина. Розчиняється в етанолі; в воді (з розкладанням), дисоціює при нагріванні на елементи. Отримують взаємодією IrO2 з бромоводородной кислотою при низькій температурі.
• IrS2 - тверде коричневе речовина. Малорастворим в воді. Отримують пропусканням сірководню через розчини солей іридію (IV) або нагріванням порошкоподібного металевого іридію з сіркою без доступу повітря в вакуумі.
• правити] З'єднання шестивалентного іридію
  • IrF6 - жовті тетрагональні кристали. tпл 44 ° C, t кип 53 ° C, щільність - 6,0 г / см ³. Під дією металевого іридію перетворюється в IrF4, відновлюється воднем до металевого іридію. Одержують нагріванням іридію в атмосфері фтору в трубці з флюориту. Сильний окислювач, реагує з водою і монооксидом азоту :
  
  • IrS3 - сірий, малорозчинний у воді порошок. Одержують нагріванням порошкоподібного металевого іридію з надлишком сірки в вакуумі. Строго кажучи, не є з'єднанням шестівалетного іридію, тому що містить зв'язок SS.

  застосування

  Особливий інтерес в якості джерела електроенергії викликає його ядерний ізомер іридій-192m2 (має період напіврозпаду 241 рік).

  сплави з W і Th - матеріали термоелектричних генераторів, з Hf - матеріали для паливних баків в космічних апаратах, з Rh , Re , W - матеріали для термопар, експлуатованих вище 2000 ° C, з La і се - матеріали термоемісійних катодів.

  Іридій використовується також для виготовлення пір'я для ручок. Невеликий кульку з іридію можна зустріти на кінчиках пір'я і чорнильних стрижнів, особливо добре його видно на золотих пір'ї, де він відрізняється за кольором від самого пера.

  Іридій в палеонтології і геології є індикатором шару, який сформувався відразу після падіння метеоритів.

  Іридій, поряд з міддю і платиною, застосовується в свічках запалювання двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ) в якості матеріалу для виготовлення електродів, роблячи такі свічки найбільш довговічними (100-160 тис. Км пробігу автомобіля) і знижуючи вимоги до напруги іскроутворення. Спочатку використовувався в авіації і гоночних автомобілях, потім, у міру зниження вартості продукції, став вживатися і на масових автомобілях. В даний час такі свічки доступні для більшості двигунів, однак будучи найбільш дорогими.

  Іридій-192 є радіонуклідом з періодом напіврозпаду 74 сут, широко застосовуваним в дефектоскопії, особливо в умовах, коли генеруючі джерела не можуть бути використані (вибухонебезпечні середовища, відсутність напруги живлення потрібної потужності) [7] .

  біологічна роль

  Не грає ніякої біологічної ролі. Металевий іридій нетоксичний, але деякі сполуки іридію, наприклад, його гексафторид (IrF6), дуже отруйні.

  вартість

  Ціна на іридій на світовому ринку в травні-червні 2012 - близько 35 доларів США за 1 грам (1085 доларів за тройську унцію ) [8] .

  Цікаві факти

  Іридій - метал, який не взаємодіє з кислотами та їх сумішами (наприклад, царської горілкою ) Як при нормальній, так і при підвищеній температурах [9] .

  Див. також

  Примітки

  1. ↑ Theoretical calculation gave the following results (The lattice parameters, densities and atomic volumes of the platinum metals. Crabtree, Robert H. Sterling Chem. Lab., Yale Univ., New Haven, CT, USA. Journal of the Less-Common Metals ( 1979), 64 (1), P7-P9.)
  2. ↑ Arblaster, JW (1989). « Densities of osmium and iridium: recalculations based upon a review of the latest crystallographic data »(PDF). Platinum Metals Review 33 (1): 14-16.
  3. ↑ Редкол.: Кнунянц І. Л. (гл. Ред.) Хімічна енциклопедія: у 5 т. - Москва: Радянська енциклопедія, 1990. - Т. 2. - С. 272. - 671 с. - 100 000 прим.
  4. ↑ Цей результат отримано шляхом теоретичних розрахунків. см. The lattice parameters, densities and atomic volumes of the platinum metals. Crabtree, Robert H. Sterling Chem. Lab., Yale Univ., New Haven, CT, USA. Journal of the Less-Common Metals (1979), 64 (1), стор. 7-9.
  5. ↑ Hunt, LB (1987). « A History of Iridium ». Platinum Metals Review 31 (1): 32-41.
  6. ↑ Осмистий іридій - стаття з Великої радянської енциклопедії (3-е видання)
  7. ↑ Іридій в популярній бібліотеці хімічних елементів
  8. ↑ eBullionGuide.com Iridium Price History (Англ.). Читальний зал з першоджерела 22 червня 2012. Процитовано 20 червня 2012.
  9. ↑ Книга рекордів Гіннесса для хімічних речовин

  література

  • Велика Радянська Енциклопедія
  • Хімічна енциклопедія під ред. І. Л. Кнулянца. Т.2, стр.271.

  посилання