Всичко за осмия

осмий - рядък метал, принадлежи към групата на платината. Открит е в Англия в резултат на експерименти върху реакцията на платината. Името осмий е дадено на гръцки и в превод означава "миризма". Какъв е този благороден метал? Какви са неговите характеристики и каква е употребата му?

Откриването на този елемент става случайно през 1803 г. от английските химици Смитсън Тенант и Уилям Х. Воластан. В резултат на експерименти върху реакцията на платината към смес от киселини (сярна и азотна), получената утайка се появи неприятен аромат, напомнящ миризмата на хлор и гнила ряпа. Подобни експерименти са проведени от Colle-Descoti, Antoine de Fourcoy и Vauquelin във Франция. В резултат на своите изследвания те открили и неизвестно вещество в неразтворимата утайка от платина.

Откриването на тези химични елементи е представено на Кралското общество в Лондон чрез писмено съобщение на Тенант от 21 юни 1804 г. В периодичната таблица на химичните елементи на Менделеев металът се намира под пореден номер 76. Металът не се среща в чиста форма чрез самородни частици, поради което химическата му формула е представена в разтворена форма.

Елементът се извлича от вторични суровини в резултат на отделянето му от иридиеви, платинени, платинено-паладиеви руди или медни и никелови руди. Годишното производство на целия елемент в света не надвишава размера от 1 тон.

Най-големите находища в света заслужават да се отбележат такива зони като Уралски планини и Сибир в Русия, северен щат Аляска и западна държава Калифорния в Америка, Канада в Северна Америка, Колумбия в Южна Америка и някои южноафрикански страни, Австралия, остров Тасмания... В момента се обмисля значително находище на осмий Комплекс Bushwell в Южна Африка, по-голямата част от веществото се добива там. Като се има предвид, че най-големите находища на метала са в Южна Африка, световните цени за този рядкоземен метал са доста високи. Казахстан се смята за единственият голям износител на осмий-187 в света. Въпреки че Китай има запаси от платинена руда, той няма значителни количества осмий.

Веществото се съхранява под формата на прах и тъй като не се топи под формата на кристали, не е възможно да се постави печат върху него поради неговите физични свойства. За производството на слитъци от този метал се използва нагряване с електронен лъч или дъга от прах; използва се и нагряване в тигел.

Осмият изглежда като сребрист синкав метал. Той е един от най-плътните елементи, неговата плътност е 22 600 килограма на кубичен метър, но в същото време веществото е доста крехко, лесно се счупва и разпада. Той има високо специфично тегло и е в състояние да блести дори при доста високи температурни влияния. Поради параметрите и значителната температура на топене е трудно да се обработва. В природата той съществува под формата на седем изотопа, шест от които се считат за стабилни, това са осмий-184, осмий-187, осмий-188, осмий-189, осмий-190 и осмий-192. В лабораторията бяха получени радиоактивни метални изотопи с масови числа от 162 до 197, а някои ядрени изомери също бяха изкуствено получени.

Почти всички съединения с този метал причиняват увреждане на вътрешните органи, зрителни и слухови нарушения. При отравяне с осмиеви пари могат да настъпят необратими смущения в организма и смърт. Учените проведоха експерименти върху животни, резултатите от които бяха бързото развитие на анемия, липсата на нормална белодробна функция. Направено е заключение, че това е бързо развиващ се оток. Осмиевият тетроксид, който се използва в медицината, е много корозивно вещество. Има най-отвратителната миризма в света. При отравяне кожата страда, променя цвета си на зелен или черен, често придружен от язви и пукнатини, които ще отнеме много време, за да се лекуват.

Служителите на производствените съоръжения са изложени на най-висок риск, според всички стандарти за безопасност те работят само с респиратори и специално облекло. Всички контейнери, съдържащи осмиев оксид, са запечатани и съхранявани в съответствие с правилата. За получаване на минералите на невянскит, платината се превръща в разтвор с помощта на царска вода. След това получената утайка се излага на цинк в 8-кратно количество - такава сплав сравнително лесно се превръща в прахообразно състояние, което след това се слива с бариев пероксид. Следващият етап е обработката на получената маса с царска вода, дестилация през апарата за отделяне на осмиевия тетроксид.

При въздействие върху веществото с алкален разтвор се получава сол. Физиологичният разтвор е засегнат хипосулфит, в резултат на което с помощта на амониев хлорид металът се утаява вече под формата на сол на Фреми. Утайката се промива, филтрува се и се калцинира. Резултатът от всички тези действия е гъбест осмий. След това се почиства с киселини, редуцира се в електрическа пещ под струя водород и се охлажда. Така вземете проби от осмий до 99,9%.

Свойствата на този елемент, от гледна точка на химията, са невероятни. Най-основните от тях са следните.

1. Осмият изобщо не реагира с алкали и киселини. Образува водоразтворими осмати в реакция с алкални стопилки. Взаимодействието със смес от азотна и солна киселина дава изключително бавна реакция.
2. Много токсичен, дори в микроскопични дози. Особено токсичен е осмиевият оксид, който се отделя от платината.
3. Невъзможно е да се определи точката на кипене на метала, тъй като той е особено огнеупорен.
4. Металът в праха лесно влиза в реакция на нагряване с такива вещества: чист кислород, халогени, сярна или азотна киселини.
5. В различни съединения той получава оксидни числа от -2 до +8. Най-често срещаните са +2, +3, +4 и +8.
6. Способен да образува клъстерни съединения.
7. Основните минерали са свързани с твърди разтвори и са представени от сплави на иридий с осмий - те са сисертскит и невянскит. Освен това сисерскитът има различно име - иридиозен осмий, а невянскитът - осмозен иридий.

Плътност осмий е приблизително 22,61 грама на кубичен сантиметър. Кристалите имат красив сребрист блясък, с различни нюанси от сиво до синьо. В слитъците се появява тъмносин цвят, в праха е виолетов. Целият метал има сребрист блясък. Токсичността на елемента предотвратява използването му в бижутерската индустрия. Основните физични свойства са както следва.

1. Точката на топене на този елемент е доста висока, топенето е възможно при температури над 3000 градуса по Целзий.
2. Металът няма магнитни свойства.
3. Удивителна твърдост. Сплавите с добавка на този метал придобиват повишена устойчивост на износване, издръжливост, устойчивост на корозия и устойчивост на механично натоварване.
4. Точката на кипене е 5012 ºC.
5. Твърдостта по Моос е 7.
6. Твърдостта по Викерс е 3-4 GPa.

Поради значителната цена на самия елемент, този метал рядко се използва в масовото промишлено производство. Осмият се използва главно в химическата промишленост, където се използва като катализатор. Осмиевият тетроксид се използва в някои лекарства. При лабораторни анализи се използва за оцветяване на живи тъкани, осигурява запазване на клетъчната структура.

В аерокосмическата индустрия се използва осмий в електронното оборудване на оборудването за авиационна и ракетна техника, както и в производството ядрени оръжия. Поради липсата на магнитни свойства, металът се използва при производството на маркови часовници като Rolex. Сплав осмий с платина се използва, когато създаване на хирургически импланти Има пейсмейкъри или белодробни клапи.

1. Под налягане от около 770 GPa в осмий, електроните взаимодействат във вътрешни орбитали, структурата на веществото остава непроменена.
2. осмий в скалите съдържа половин процент от общата маса на рудните находища.
3. Поради високата плътност външният вид и действителното тегло на метала варират значително. Така че пластмасова бутилка от 0,5 литра, пълна с този метален прах, ще бъде по-тежка от кофа от 10 литра, пълна с вода.
4. Този метал е в петте най-много скъпо.
5. Цената на тройна унция осмий е търговска тайна, в отворени източници можете да намерите приблизителна цена за 1 грам вещество.
6. Поради рефрактерността на осмия отбелязано в историята на електрическата лампа. Ученият К. Ауер фон Велсбах от Германия направи предложение въглеродната нишка в електрическа крушка да бъде заменена с осмиева. Крушките се оказаха 3 пъти по-малко енергоемки, а осветлението се подобри значително. Вярно е, че скоро той беше заменен от по-често срещания тантал, който от своя страна беше заменен от волфрам.
7. Подобна ситуация се случи и с редкия метал в производството на амоняк. Използваният в момента метод за синтез на амоняк, разработен през 1908 г. от химика Фриц Хабер от Германия, е невъзможен без използването на катализатори.Първоначално използваните по това време катализатори показаха своите свойства само при наличие на значителни температурни условия и нямаха висока ефективност, така че търсенето на замяна беше много спешно. Учени от лабораторията на Висшето техническо училище в Карлсруе направиха предложение за използване на фино атомизиран осмий като каталитичен елемент. Резултатите от теста потвърдиха, че тази идея си заслужава, каталитичната температура е паднала с повече от 100 ºC, а отделянето на амоняк се е увеличило значително. Вярно е, че в бъдеще те отказаха от осмий, но той помогна за решаването на такъв важен проблем.

Осмий и други редки и уникални метали играят важна роля в различни индустрии... Въпреки цялата си токсичност, той спасява живот и здраве на хората.

За повече информация относно осмия вижте следното видео.