Οι περισσότεροι πιστεύουν ότι δεν υπάρχει τίποτα πιο πολύτιμο από το χρυσό, το ασήμι και την πλατίνα στον κόσμο. Στην πραγματικότητα, όμως, υπάρχουν αρκετές ουσίες των οποίων η τιμή ανά γραμμάριο υπερβαίνει αυτή των τριών μετάλλων που αναφέρονται παραπάνω. Ένα από αυτά θα αναλύσουμε σήμερα. Αυτό είναι όσμιο, η τιμή για 1 γραμμάριο σε ρούβλια του οποίου θα εντυπωσιάσει κάθε άτομο.
Το 1803, ο Άγγλος χημικός Smithson Tennant ανακάλυψε το Os ανακαλύπτοντάς το σε ένα ίζημα που εμφανίστηκε αφού ο επιστήμονας διέλυσε την πλατίνα σε aqua regia. Παράλληλα, διεξήχθησαν πειράματα στη Γαλλία, όπου οι χημικοί Vauquelin και Antoine De Fourcroix εντόπισαν επίσης ένα άγνωστο στοιχείο στο ίζημα που είχε απομείνει από τη διάλυση του μεταλλεύματος πλατίνας. Στην αρχή, το νέο στοιχείο ονομαζόταν "pten" (μεταφρασμένο από τα ελληνικά ως "φτερωτό"). Αλλά περαιτέρω έρευνα κατέστησε δυνατό να διαπιστωθεί ότι αυτό δεν είναι ένα στοιχείο, αλλά ένα μείγμα δύο - ιρίδιο και όσμιο.
Οι νέες ουσίες τεκμηριώθηκαν επίσημα στην επιστολή του Ενοικιαστή προς τη Βασιλική Λέσχη του Λονδίνου τον Ιούνιο του 1804.
Η ουσία έχει γκρι-μπλε χρώμα. Το μέταλλο είναι πολύ εύθραυστο, αλλά έχει υψηλό ειδικό βάρος. Υποκείμενο σε κρίσιμες θερμοκρασίες, διατηρεί πάντα το φυσικό του χρώμα και λάμψη.
Δεδομένου ότι το μέταλλο είναι σκληρό, έχει υψηλό σημείο τήξης (3033 βαθμοί Κελσίου), είναι δύσκολο να επεξεργαστεί.
Η ουσία σε μορφή σκόνης, όταν θερμαίνεται, αντιδρά καλά με οξυγόνο, θειούχα στοιχεία, σελήνιο, φώσφορο. Σιγά σιγά μπαίνει σε σχέση με το aqua regia.
Ένα μέταλλο είναι μία από τις πολλές ουσίες που σχηματίζουν ενώσεις συστάδων.
Το όσμιο ιρίδιο εξορύσσεται στη Σιβηρία και στα Ουράλια στη Ρωσία. στην Αλάσκα και την Καλιφόρνια των Η.Π.Α. Αυστραλία (και το νησί της Τασμανίας). κράτος της Νότιας Αφρικής. Η τελευταία χώρα της λίστας διαθέτει τα μεγαλύτερα κοιτάσματα μετάλλων στον πλανήτη.
Πιο συνηθισμένο σε συνδυασμό με αρσενικό και θείο. Στα μεταλλεύματα, η ποσότητα της ουσίας είναι αμελητέα.
Το κόστος ενός γραμμαρίου αυτής της ουσίας είναι 15-200 χιλιάδες δολάρια. Η τιμή αγοράς του μετάλλου είναι πολύ μικρότερη. Ένα τόσο υψηλό κόστος οφείλεται στο χαμηλό επίπεδο παραγωγής του Os. Απλώς δεν χρησιμοποιείται σε μεγάλη κλίμακα, λόγω της τεράστιας πυκνότητάς του. Αν κάνουμε μια σύγκριση: ένα μπουκάλι μισού λίτρου με την εν λόγω ουσία θα είναι βαρύτερο από 12 λίτρα νερού. Το όσμιο είναι ένα από τα τρία περισσότερα ακριβά μέταλλαειρήνη. Πιο ακριβή είναι μόνο η Καλιφόρνια, η παραγωγή της οποίας είναι λιγότερο από ένα γραμμάριο το χρόνο.
Το εν λόγω μέταλλο είναι πολύ δύσκολο να εξορυχθεί και η διαδικασία διαρκεί περισσότερο από 9 μήνες. Η ουσία είναι ένα ισότοπο, έχει τη μορφή μαύρης σκόνης, που αποτελείται από μικρούς κρυστάλλους. Αν και το όσμιο είναι η πιο πυκνή ουσία στον πλανήτη μας, είναι πολύ εύθραυστο. Από μυρωδιά, το μέταλλο μοιάζει αμέσως με χλωρίνη και σκόρδο. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο έλαβε ένα τέτοιο όνομα (σημαίνει "μυρωδιά").
Το μέταλλο είναι αναντικατάστατο σε επιστημονικά, ιατρικά και ερευνητικές δραστηριότητες, εφόσον είναι χημικός καταλύτης, και χρησιμοποιείται στην κατασκευή οργάνων μέτρησης που παρέχουν δεδομένα με την υψηλότερη ακρίβεια.
Το μόνο κράτος που πουλάει όσμιο είναι το Καζακστάν.
Το μέταλλο λιώνει σε θερμοκρασίες πάνω από 3000 βαθμούς Κελσίου. Το σημείο βρασμού φτάνει σχεδόν τους 6000 βαθμούς.
Άνοιξε μάλλον ασυνήθιστα. Αρκετές ουσίες αραιώθηκαν σε aqua regia και διαπιστώθηκε ότι είχε σχηματιστεί ένα ίζημα που είχε μια όχι πολύ ευχάριστη μυρωδιά.
Το Os δεν χρησιμοποιείται για την κατασκευή κοσμημάτων, καθώς δεν έχει ελατότητα και ολκιμότητα - ιδιότητες για τις οποίες τα πολύτιμα μέταλλα εκτιμώνται τόσο από τους κοσμηματοπώλες.
Η ουσία βρίσκεται σε κοιτάσματα μεταλλεύματος. Μπορεί επίσης να βρεθεί σε μετεωρίτες που έχουν πέσει στη Γη. Ορισμένες βιομηχανίες έχουν απόλυτη ανάγκη από μέταλλο για την κατασκευή των προϊόντων τους. Τους πηγαίνει ήδη ως δευτερεύουσα πρώτη ύλη, αλλά εξακολουθεί να κοστίζει πολύ.
Το μέταλλο χρησιμοποιείται μόνο λόγω της απίστευτης αντοχής του. Τα κράματα στα οποία προστίθεται όσμιο γίνονται απίστευτα ανθεκτικά στη φθορά. Χρειάζονται ελάχιστες δόσεις μιας ουσίας για να προστεθεί στο κράμα, ώστε να γίνει πολύ ισχυρό.
Το ισότοπο του οσμίου χρησιμοποιείται για την κατασκευή δοχείων για την αποθήκευση πυρηνικών αποβλήτων. Επίσης, η ουσία χρησιμοποιείται στη διαστημική βιομηχανία. Και επίσης επιταχύνει τη σύνθεση αμμωνίας, οργανικών. Παρεμπιπτόντως, τα νήματα βολφραμίου περιέχουν το περιγραφόμενο μέταλλο.
Δεδομένου ότι η ουσία φημίζεται για τη δύναμή της, χρησιμοποιείται στην κατασκευή όπλων. Αλλά σε πρόσφατους χρόνουςβιομηχανία προσπαθεί να εγκαταλείψει τη χρήση του μετάλλου, ενόψει της υψηλό κόστοςκαι δύσκολη επεξεργασία.
Το μέταλλο χρησιμοποιείται μόνο στην περίπτωση που η επιτυχία είναι 100% εγγυημένη.
Το οξείδιο του οσμίου χρησιμοποιείται για ιατρικούς σκοπούς, στη βιολογία. Πολλά εμφυτεύματα και βηματοδότες δεν γίνονται χωρίς τη βοήθεια της εν λόγω ουσίας. Τα τελευταία είναι κατασκευασμένα από πλατίνα, η οποία περιέχει 10% όσμιο.
Συχνά παράγονται στυλογράφοι, στους οποίους οι άκρες είναι κατασκευασμένες από το εν λόγω μέταλλο. Τέτοια προϊόντα είναι πιο ανθεκτικά από τα δείγματα με χρυσές άκρες.
Ενδιαφέρων! Εάν φτιάξετε ένα κράμα οσμίου με αλουμίνιο, θα είναι απίστευτα όλκιμο. Μπορεί να τραβηχτεί πολλές φορές χωρίς να σπάσει η ουσία.
Όταν η πίεση είναι πάνω από 770 GPa, τα ηλεκτρόνια που βρίσκονται στις εσωτερικές τροχιές θα αλληλεπιδράσουν στο όσμιο, αλλά η δομή του μετάλλου δεν θα αλλάξει καθόλου.
Το όσμιο συνήθως αποθηκεύεται σε μορφή σκόνης. Σε αυτή τη μορφή, το μέταλλο αντιδρά εύκολα και η θερμική επεξεργασία πραγματοποιείται χωρίς δυσκολία. Το Os δεν λιώνει και δεν μπορεί να χαρακτηριστεί εάν το μέταλλο είναι καθαρό.
Με τη βοήθεια δέσμης ηλεκτρονίων (μερικές φορές τόξου) λαμβάνονται πλινθώματα από μέταλλο. Οι μονοκρυστάλλοι δημιουργούνται με τη χρήση ζώνης τήξης. Αλλά αυτή η μέθοδος κατασκευής είναι πολύ ακριβή και επομένως η τιμή των δημιουργούμενων προϊόντων είναι υψηλή. Υπάρχουν όμως μοναδικοί που μπορούν να δημιουργήσουν κρυστάλλους από σκόνη. Αυτή είναι μια μακρά και πολύπλοκη διαδικασία που απαιτεί πολλή ενέργεια, αλλά τα αποτελέσματα εξακολουθούν να υπάρχουν.
Παλαιότερα ειπώθηκε ότι το όσμιο έχει άσχημη μυρωδιά. Η ουσία τετροξείδιο χρησιμοποιείται ευρέως στην ιατρική. Τον αποκαλούν χαριτολογώντας «όμορφο και μυρωδάτο». Οι κρύσταλλοι τετραοξειδίου μπορούν να παρασκευαστούν στο σπίτι, αλλά πρέπει να ληφθεί μέριμνα καθώς η ουσία είναι τοξική.
Για παράδειγμα, για να σκοτωθεί ένα ποντίκι με τετροξείδιο, χρειάζεται 40 φορές λιγότερη από αυτή την ουσία από το υδροκυανικό οξύ (θεωρείται αναγνωρισμένο δηλητήριο κατά των τρωκτικών). Μια τέτοια καταστροφική επίδραση εξηγείται από το γεγονός ότι, μπαίνοντας μέσα στο σώμα, η ουσία έρχεται αμέσως μεταλλική εμφάνιση. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα βλάβες στην αναπνευστική οδό και στην όραση. Ωστόσο, παρά το γεγονός αυτό, το OsO4 χρησιμοποιείται ευρέως ως βαφή στη χημική βιομηχανία.
Το στοιχείο είναι πολύ επιβλαβές και τοξικό για τα βιολογικά όντα. Όταν εισπνέεται όσμιο, οι πνεύμονες αποτυγχάνουν (εμφανίζεται οίδημα) και αναπτύσσεται αναιμία σε ένα ζωντανό ον.
Όταν ακόμη και μια μικρή ποσότητα μιας ουσίας βρίσκεται στον αέρα, το άτομο εμφανίζει δακρύρροια, πόνο στα μάτια και μπορεί να αναπτυχθεί επιπεφυκίτιδα.
Η αναπνοή γίνεται δύσκολη, υπάρχουν σπασμοί στους βρόγχους και μεταλλική γεύση στο στόμα. Εάν ένα άτομο δεν απομακρυνθεί εγκαίρως από την πληγείσα περιοχή, απειλείται με τύφλωση, διαταραχή της νεφρικής λειτουργίας, νευρικό σύστημα, όργανα του γαστρεντερικού σωλήνα. Πιθανός θάνατος.
Το μέταλλο επηρεάζει επίσης την ακεραιότητα του δέρματος. Γίνεται μαύρη ή πράσινη. Σε αυτό εμφανίζονται έλκη, φουσκάλες. Ο ιστός αρχίζει να πεθαίνει.
Μπορείτε να δηλητηριαστείτε με όσμιο στην εργασία, σε περίπτωση ελαφράς υπέρβασης της ποσότητας αυτής της ουσίας στον αέρα. Σε πολλά σύγχρονες παραγωγέςΤο όσμιο υπάρχει στον αέρα, αν και, σύμφωνα με τους ειδικούς, η συγκέντρωσή του στον αέρα δεν πρέπει να είναι καθόλου.
| Au | Pt | Αγ | Pd | |
|---|---|---|---|---|
| 12,86 | 40,23 | 30,29 | 0,55 | 24,88 |
Πίνακας 1 - τιμή οσμίου (1 γρ.) σε σύγκριση με άλλα πολύτιμα μέταλλα (αγορά).
Αν και το όσμιο θεωρείται ένα από τα πιο ακριβά μέταλλα στον πλανήτη, η τιμή του στην αγορά δεν είναι τόσο υψηλή. Για παράδειγμα, 1 γραμμάριο χρυσού μπορεί να αγοραστεί για 2000-2500 ρούβλια. Ενώ το όσμιο κοστίζει περίπου 1800 ρούβλια ανά γραμμάριο.
Το κόστος του οσμίου είναι διαφορετικό παντού, αλλά το φθηνότερο δεν είναι τιμή αγοράςμόνο το Καζακστάν το πουλάει. Γεγονός είναι ότι δεν διακινείται μόνο το όσμιο στην παγκόσμια αγορά, αλλά και το ισότοπό του (όσμιο 187). Απλώς το δεύτερο έχει φανταστικό κόστος, λόγω δυσκολίας επεξεργασίας, διαχωρισμού από άλλα ισότοπα και μη ευρείας χρήσης.
Τώρα είναι σαφές πόσο κοστίζουν το osmium 187 και το κανονικό Os στην τιμή της αγοράς. Το συνηθισμένο Os είναι ένα μείγμα ισοτόπων.
Εάν, από την άποψη της πρακτικής, το στοιχείο Νο. 76, μεταξύ άλλων μετάλλων πλατίνας, φαίνεται μάλλον συνηθισμένο, τότε από την άποψη της κλασικής χημείας (τονίζουμε, κλασική ανόργανη χημεία, και όχι η χημεία των πολύπλοκων ενώσεων), αυτό το στοιχείο είναι πολύ σημαντικό.
Πρώτα απ 'όλα, γι 'αυτόν, σε αντίθεση με τα περισσότερα στοιχεία της ομάδας VIII, το σθένος 8+ είναι χαρακτηριστικό και σχηματίζει σταθερό τετροξείδιο OsO 4 με οξυγόνο. Αυτό είναι ένα είδος ένωσης και, προφανώς, δεν είναι τυχαίο ότι το στοιχείο Νο. 76 πήρε το όνομά του, το οποίο βασίζεται σε ένα από χαρακτηριστικές ιδιότητεςτα τετροξείδια του.
Μια τέτοια δήλωση μπορεί να φαίνεται παράδοξη: τελικά, μιλαμεόχι για αλογόνο, αλλά για μέταλλο πλατίνας ...
Η ιστορία της ανακάλυψης τεσσάρων από τα πέντε πλατινοειδή συνδέεται με τα ονόματα δύο Άγγλων επιστημόνων, δύο συγχρόνων τους. Ο William Wollaston το 1803...1804 ανακάλυψε το παλλάδιο και το ρόδιο, και ένας άλλος Άγγλος, ο Smithson Tennant (1761 ... 1815), το 1804 - ιρίδιο και όσμιο. Αλλά αν ο Wollaston βρήκε και τα δύο «δικά του» στοιχεία σε εκείνο το μέρος της ακατέργαστης πλατίνας που διαλύθηκε σε aqua regia, τότε ο Tennant ήταν τυχερός όταν δούλευε με το αδιάλυτο υπόλειμμα: όπως αποδείχθηκε, ήταν ένα φυσικό κράμα ιριδίου και οσμίου.
Το ίδιο υπόλειμμα μελετήθηκε από τρεις γνωστούς Γάλλους χημικούς - τους Collet-Descoti, Fourcroix και Vauquelin. Ξεκίνησαν την έρευνά τους ακόμη και πριν από τον Tennant. Όπως και αυτός, παρατήρησαν την απελευθέρωση μαύρου καπνού όταν διαλύθηκε η ακατέργαστη πλατίνα. Όπως αυτός, έτσι και αυτοί, συντήκοντας το αδιάλυτο υπόλειμμα με καυστική ποτάσα, κατάφεραν να λάβουν ενώσεις που ακόμα κατάφεραν να διαλυθούν. Ο Fourcroix και ο Vauquelin ήταν τόσο πεπεισμένοι ότι υπήρχε ένα νέο στοιχείο στο αδιάλυτο υπόλειμμα της ακατέργαστης πλατίνας που του έδωσαν εκ των προτέρων όνομα - pten - από το ελληνικό πτηνός - φτερωτό. Αλλά μόνο ο Tennant κατάφερε να διαχωρίσει αυτό το υπόλειμμα και να αποδείξει την ύπαρξη δύο νέων στοιχείων - το ιρίδιο και το όσμιο.
Το όνομα του στοιχείου #76 προέρχεται από την ελληνική λέξη όσμη, που σημαίνει «μυρίζω». Μια δυσάρεστη ερεθιστική μυρωδιά, παρόμοια με τις μυρωδιές του χλωρίου και του σκόρδου ταυτόχρονα, εμφανίστηκε όταν διαλύθηκε το προϊόν της σύντηξης του οσμιριδίου με το αλκάλιο. Ο φορέας αυτής της μυρωδιάς ήταν ο ανυδρίτης του οσμίου ή το τετροξείδιο του οσμίου OsO 4 . Αργότερα αποδείχθηκε ότι το ίδιο το όσμιο μπορεί να μυρίζει εξίσου άσχημα, αν και πολύ πιο αδύναμο. Λεπτά αλεσμένο, οξειδώνεται σταδιακά στον αέρα, μετατρέποντας σε OsO 4 ...
Το όσμιο είναι ένα λευκό-κασσιτερικό μέταλλο με γκριζωπή απόχρωση. Είναι το βαρύτερο από όλα τα μέταλλα (η πυκνότητά του είναι 22,6 g/cm3) και ένα από τα σκληρότερα. Ωστόσο, το σφουγγάρι οσμίου μπορεί να αλεσθεί σε σκόνη επειδή είναι εύθραυστο. Το όσμιο λιώνει σε θερμοκρασία περίπου 3000 ° C και το σημείο βρασμού του δεν έχει ακόμη προσδιοριστεί με ακρίβεια. Πιστεύεται ότι βρίσκεται κάπου γύρω στους 5500°C.
Η μεγάλη σκληρότητα του οσμίου (7,0 στην κλίμακα Mohs), ίσως κάτι από αυτό φυσικές ιδιότητεςπου είναι και το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο. Το όσμιο εισάγεται στη σύνθεση των σκληρών κραμάτων με την υψηλότερη αντοχή στη φθορά. Σε ακριβά στυλό, η συγκόλληση στην άκρη του στυλό γίνεται από κράματα οσμίου με άλλα μέταλλα πλατίνας ή με βολφράμιο και κοβάλτιο. Παρόμοια κράματα χρησιμοποιούνται για την κατασκευή μικρών εξαρτημάτων ακριβείας. όργανα μέτρησηςυπόκειται σε φθορά. Μικρό - επειδή το όσμιο δεν είναι ευρέως κατανεμημένο (5 10 -6% του βάρους του φλοιού της γης), διάσπαρτο και ακριβό. Αυτό εξηγεί επίσης την περιορισμένη χρήση του οσμίου στη βιομηχανία. Πηγαίνει μόνο όπου, με μια μικρή ποσότητα μετάλλου, μπορείτε να έχετε ένα μεγάλο αποτέλεσμα. Για παράδειγμα, σε χημική βιομηχανία, η οποία προσπαθεί να χρησιμοποιήσει το όσμιο ως καταλύτη. Στις αντιδράσεις υδρογόνωσης οργανικών ουσιών, οι καταλύτες οσμίου είναι ακόμη πιο αποτελεσματικοί από τους πλατίνας.
Λίγα λόγια για τη θέση του οσμίου μεταξύ άλλων μετάλλων πλατίνας. Εξωτερικά, διαφέρει ελάχιστα από αυτά, αλλά είναι το όσμιο που έχει τα υψηλότερα σημεία τήξης και βρασμού μεταξύ όλων των μετάλλων αυτής της ομάδας, είναι αυτός που είναι το βαρύτερο. Μπορεί επίσης να θεωρηθεί το λιγότερο «ευγενές» από τα πλατινοειδή, καθώς οξειδώνεται από το ατμοσφαιρικό οξυγόνο ήδη στο θερμοκρασία δωματίου(σε μια λεπτώς διαιρεμένη κατάσταση). Και το όσμιο είναι το πιο ακριβό από όλα τα μέταλλα πλατίνας. Εάν το 1966 η πλατίνα αποτιμήθηκε στην παγκόσμια αγορά 4,3 φορές πιο ακριβή από τον χρυσό και το ιρίδιο - 5,3 φορές, τότε ο παρόμοιος συντελεστής για το όσμιο ήταν 7,5.
Όπως και άλλα μέταλλα πλατίνας, το όσμιο παρουσιάζει πολλά σθένη: 0, 2+, 3+, 4+, 6+ και 8+. Τις περισσότερες φορές μπορείτε να βρείτε ενώσεις τετρα- και εξασθενούς οσμίου. Αλλά όταν αλληλεπιδρά με το οξυγόνο, εμφανίζει σθένος 8+.
Όπως και άλλα μέταλλα πλατίνας, το όσμιο είναι ένας καλός συμπλοκοποιητικός παράγοντας και η χημεία των ενώσεων του οσμίου δεν είναι λιγότερο διαφορετική από, ας πούμε, αυτή του παλλαδίου ή του ρουθηνίου.
Αναμφίβολα, η πιο σημαντική ένωση του οσμίου παραμένει το τετροξείδιο του OsO 4, ή ανυδρίτης του οσμίου. Όπως το στοιχειακό όσμιο, το OsO 4 έχει καταλυτικές ιδιότητες. Το OsO 4 χρησιμοποιείται στη σύνθεση του πιο σημαντικού σύγχρονου φαρμακευτικό προϊόν- κορτιζόνη. Σε μικροσκοπικές μελέτες ζωικών και φυτικών ιστών, το τετροξείδιο του οσμίου χρησιμοποιείται ως παρασκεύασμα χρώσης. Το OsO 4 είναι πολύ τοξικό, ερεθίζει έντονα το δέρμα, τους βλεννογόνους και είναι ιδιαίτερα επιβλαβές για τα μάτια. Οποιαδήποτε δουλειά με αυτό χρήσιμη ουσίααπαιτεί εξαιρετική προσοχή.
Εξωτερικά, το καθαρό τετροξείδιο του οσμίου φαίνεται αρκετά συνηθισμένο - ωχροκίτρινοι κρύσταλλοι, διαλυτοί σε νερό και τετραχλωράνθρακα. Σε θερμοκρασία περίπου 40°C (υπάρχουν δύο τροποποιήσεις του OsO 4 με κοντινά σημεία τήξης), λιώνουν και στους 130°C, το τετροξείδιο του οσμίου βράζει.
Ένα άλλο οξείδιο του οσμίου - OsO 2 - μαύρη σκόνη αδιάλυτη στο νερό - πρακτική αξίαδεν έχει. Επίσης δεν βρέθηκε ακόμα Πρακτική εφαρμογηκαι άλλες γνωστές ενώσεις του στοιχείου Νο. 76 - χλωρίδια και φθοριούχα, ιωδίδια και οξυχλωριούχα του, θειούχο OsS 2 και τελλουρίδιο OsTe 2 - μαύρες ουσίες με δομή πυρίτη, καθώς και πολυάριθμα σύμπλοκα και τα περισσότερα κράματα οσμίου. Οι μόνες εξαιρέσεις είναι ορισμένα κράματα του στοιχείου Νο. 76 με άλλα μέταλλα πλατίνας, βολφράμιο και κοβάλτιο. Ο κύριος καταναλωτής τους είναι τα όργανα.
Το εγγενές όσμιο δεν βρίσκεται στη φύση. Συνδέεται πάντα στα ορυκτά με ένα άλλο μέταλλο της ομάδας πλατίνας, το ιρίδιο. Υπάρχει μια ολόκληρη ομάδα ορυκτών ωσμικού ιριδίου. Το πιο κοινό από αυτά είναι ο nevyanskite, ένα φυσικό κράμα αυτών των δύο μετάλλων. Περιέχει περισσότερο ιρίδιο, γι' αυτό και ο νεβιανσκίτης ονομάζεται συχνά απλά ιρίδιο οσμίου. Αλλά ένα άλλο ορυκτό - ο συσερσκίτης - ονομάζεται ιριδίδιο όσμιο - περιέχει περισσότερο όσμιο ... Και τα δύο αυτά ορυκτά είναι βαριά, με μεταλλική γυαλάδα, και αυτό δεν προκαλεί έκπληξη - τέτοια είναι η σύνθεσή τους. Και είναι αυτονόητο ότι όλα τα ορυκτά της ομάδας ωσμικού ιριδίου είναι πολύ σπάνια.
Μερικές φορές αυτά τα ορυκτά βρίσκονται ανεξάρτητα, αλλά πιο συχνά το όσμιο ιρίδιο είναι μέρος της φυσικής ακατέργαστης πλατίνας. Τα κύρια αποθέματα αυτών των ορυκτών συγκεντρώνονται στην ΕΣΣΔ (Σιβηρία, Ουράλια), ΗΠΑ (Αλάσκα, Καλιφόρνια), Κολομβία, Καναδάς, χώρες Νότια Αφρική.
Φυσικά, το όσμιο εξορύσσεται μαζί με την πλατίνα, αλλά η διύλιση του οσμίου διαφέρει σημαντικά από τις μεθόδους απομόνωσης άλλων μετάλλων πλατίνας. Όλα, εκτός από το ρουθήνιο, κατακρημνίζονται από διαλύματα, ενώ το όσμιο λαμβάνεται με απόσταξη αυτού σε σχέση με το πτητικό τετροξείδιο.
Αλλά προτού αποσταχθεί το OsO 4, το ιρίδιο οσμίου πρέπει να διαχωριστεί από την πλατίνα και στη συνέχεια το ιρίδιο και το όσμιο πρέπει να διαχωριστούν.
Όταν η πλατίνα διαλύεται σε aqua regia, τα ορυκτά της ομάδας ωσμικού ιριδίου παραμένουν στο ίζημα: ακόμη και αυτός ο διαλύτης όλων των διαλυτών δεν μπορεί να υπερνικήσει αυτά τα πιο σταθερά φυσικά κράματα. Για τη διάλυσή τους, το ίζημα κραματώνεται με οκταπλάσια ποσότητα ψευδαργύρου - αυτό το κράμα μετατρέπεται σχετικά εύκολα σε σκόνη. Η σκόνη πυροσυσσωματώνεται με υπεροξείδιο του βαρίου BaO 3 και στη συνέχεια η προκύπτουσα μάζα επεξεργάζεται με ένα μείγμα αζώτου και υδροχλωρικό οξύαπευθείας στη συσκευή απόσταξης - για την απόσταξη OsO 4 .
Συλλαμβάνεται με αλκαλικό διάλυμα και λαμβάνεται άλας της σύνθεσης Na 2 OsO 4. Ένα διάλυμα αυτού του άλατος επεξεργάζεται με υποθειώδες, μετά το οποίο το όσμιο καταβυθίζεται με χλωριούχο αμμώνιο με τη μορφή του άλατος Fremy Cl2. Το ίζημα πλένεται, διηθείται και στη συνέχεια αναφλέγεται σε αναγωγική φλόγα. Με αυτόν τον τρόπο, λαμβάνεται ακόμη ανεπαρκώς καθαρό σπογγώδες όσμιο.
Στη συνέχεια καθαρίζεται με επεξεργασία με οξέα (HF και HCl) και ανάγεται περαιτέρω σε ηλεκτρικό κλίβανο σε πίδακα υδρογόνου. Μετά την ψύξη, το μέταλλο λαμβάνεται με καθαρότητα έως και 99,9% O 3 .
Τάκοβα κλασικό σχήμααπόκτηση οσμίου - ένα μέταλλο που εξακολουθεί να χρησιμοποιείται εξαιρετικά περιορισμένα, ένα πολύ ακριβό μέταλλο, αλλά αρκετά χρήσιμο.
Το φυσικό όσμιο αποτελείται από επτά σταθερά ισότοπα με αριθμούς μάζας 184, 186 ... 190 και 192. Ένα ενδιαφέρον μοτίβο: όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός μάζας ενός ισοτόπου οσμίου, τόσο πιο κοινό είναι. Το μερίδιο του ελαφρύτερου ισοτόπου, του οσμίου-184, είναι 0,018%, και του βαρύτερου, του οσμίου-192, είναι 41%. Από τα ανθρωπογενή ραδιενεργά ισότοπα του στοιχείου 76, το μακροβιότερο είναι το όσμιο-194, με χρόνο ημιζωής περίπου 700 ημέρες.
ΣΤΟ τα τελευταία χρόνιαΟι χημικοί και οι μεταλλουργοί ενδιαφέρονται όλο και περισσότερο για τα καρβονύλια - ενώσεις μετάλλων με CO, στα οποία τα μέταλλα είναι τυπικά μηδενικά. Το καρβονύλιο νικελίου χρησιμοποιείται ήδη αρκετά ευρέως στη μεταλλουργία και αυτό μας επιτρέπει να ελπίζουμε ότι άλλες παρόμοιες ενώσεις θα μπορέσουν τελικά να διευκολύνουν την παραγωγή ορισμένων πολύτιμων υλικών. Δύο καρβονύλια είναι πλέον γνωστά για το όσμιο. Το Os(CO) 5 πεντακαρβονύλιο είναι ένα άχρωμο υγρό υπό κανονικές συνθήκες (σημείο τήξης 15°C). Αποκτήστε το στους 300°C και 300 atm. από το τετροξείδιο του οσμίου και μονοξείδιο του άνθρακα. Σε κανονική θερμοκρασία και πίεση, το Os(CO) 5 μετατρέπεται σταδιακά σε μια άλλη καρβονυλική σύνθεση Os 3 (CO) 12 - κίτρινο κρυσταλλική ουσίατήξη στους 224°C. Η δομή αυτής της ουσίας είναι ενδιαφέρουσα: τρία άτομα οσμίου σχηματίζουν ένα ισόπλευρο τρίγωνο με όψεις μήκους 2,88 Å και τέσσερα μόρια CO είναι προσαρτημένα σε κάθε κορυφή αυτού του τριγώνου.
«Τα φθόριο OsF 4 , OsF 6 , OsF 8 σχηματίζονται από στοιχεία στους 250...300°C... Το OsF 8 είναι το πιο πτητικό από όλα τα φθοριούχα όσμιο, bp. 47,5 ° "... Αυτό το απόσπασμα λαμβάνεται από τον ΙΙΙ τόμο της Σύντομης Χημικής Εγκυκλοπαίδειας, που δημοσιεύτηκε το 1964. Αλλά στον ΙΙΙ τόμο των Βασικών γενική χημεία» B.V. Nekrasov, που δημοσιεύθηκε το 1970, απορρίπτεται η ύπαρξη οκταφθοριούχου οσμίου OsF 8. Παραθέτουμε: «Το 1913, ελήφθησαν για πρώτη φορά δύο πτητικά φθοριούχα όσμιο, που περιγράφονται ως OsF 6 και OsF 8 . Έτσι πιστευόταν μέχρι το 1958, όταν αποδείχθηκε ότι στην πραγματικότητα αντιστοιχούν στους τύπους OsF 5 και OsF 6 . Έτσι, το OsF 8, το οποίο εμφανίστηκε στην επιστημονική βιβλιογραφία για 45 χρόνια, στην πραγματικότητα δεν υπήρξε ποτέ. Παρόμοιες περιπτώσεις "κλεισίματος" των συνδέσεων που περιγράφηκαν προηγουμένως δεν είναι τόσο σπάνιες.
Σημειώστε ότι τα στοιχεία πρέπει επίσης μερικές φορές να "κλείνονται" ... Μένει να προστεθεί ότι, εκτός από αυτά που αναφέρονται στη Σύντομη Χημική Εγκυκλοπαίδεια, ελήφθη ένα άλλο φθοριούχο όσμιο - ασταθές OsF 7 . Αυτή η ωχροκίτρινη ουσία σε θερμοκρασίες άνω των –100°C αποσυντίθεται σε OsF 6 και στοιχειακό φθόριο.
Αρκετές δεκάδες κιλά το χρόνο. Τέτοια είναι η παραγωγή οσμίου. Περιλαμβάνεται στην κορυφή των πιο ακριβών μετάλλων στον κόσμο και βρίσκεται στη δεύτερη θέση μετά την Καλιφόρνια.
Πόσο δίνεται για ένα γραμμάριο, θα το πούμε αργότερα. Εν τω μεταξύ, σημειώνουμε ότι το υψηλό κόστος των πρώτων υλών δικαιολογεί τη χρήση του μόνο όπου το αποτέλεσμα είναι πιο σημαντικό.
Το αποτέλεσμα είναι ωσμίοπαρέχει ένα που άλλα μέταλλα δεν είναι ικανά. Γιατί; Η απάντηση είναι μια απαρίθμηση των ιδιοτήτων του στοιχείου.
Ιδιότητες οσμίου
Όσμιο - μέταλλο, αδιάλυτο σε και αλκάλια. Ακόμη και οι ισχυροί εκπρόσωποί τους είναι ανίσχυροι μπροστά στο στοιχείο.
Επιπλέον, παραμένει άθικτο σε μείγματα και οξέα. , στην ομάδα της οποίας ανήκει το όσμιο, για παράδειγμα, επιδεκτικό aqua regia.
Η χημική αδράνεια επιτρέπει τη χρήση κράματα οσμίουκαι επικαλύψεις από αυτό σε επιθετικά περιβάλλοντα. Συγκεκριμένα παραδείγματαθα περιγραφεί σε ξεχωριστό κεφάλαιο.
Οι πρώτες ύλες για τα προϊόντα είναι συνήθως - όσμιο σε σκόνη. Δεν είναι δύσκολο να το αποκτήσεις, γιατί η ουσία θρυμματίζεται εύκολα.
Με τη μορφή σκόνης, το όσμιο, αν και αργά, αλλά διαλύεται σε συμπυκνώματα αζώτου και θείου, αντιδρά με ατμούς, και.
Μπορείτε να πάρετε από τη σκόνη και αμάλγαμα οσμίου, δηλαδή η λύση του σε .
Η αλληλεπίδραση του οσμίου με άλλες ουσίες συνοδεύεται από μια δυσάρεστη, πικάντικη οσμή.
Αυτή είναι η «γεύση» του ήρωα. Το όνομα του δόθηκε από τον ανακάλυψε - τον Βρετανό χημικό William Wollaston. Από τα ελληνικά το "όσμιο" μεταφράζεται ως "μυρωδιά".
Η εμφάνιση του στοιχείου, αντίθετα, είναι ελκυστική. Το μέταλλο θεωρείται ένα από τα πιο όμορφα. Κρύσταλλοι οσμίουασημί μπλε.
Το μέταλλο είναι σκούρο μπλε, χυτά. Η σκόνη του στοιχείου είναι βαθύ μωβ.
Ωστόσο, με μια τέτοια εμφάνιση, η «καριέρα» του Osmium στο μόντελινγκ δεν του βγήκε. μην δουλεύετε με μέταλλο.
Λόγω της τιμής και, ταυτόχρονα, της ευθραυστότητας, το στοιχείο δεν μπορεί να υποστεί μηχανική επεξεργασία.
Η μη έγχυση της ουσίας παρεμβαίνει επίσης σε αυτό. Το όσμιο είναι ένα στοιχείομαλακώνει μόνο σε θερμοκρασίες πάνω από 3000 βαθμούς Κελσίου.
Ό,τι δεν αρέσει σε κάποιον, είναι χρήσιμο στη βαριά βιομηχανία. Για τις αποχρώσεις υπάρχει ξεχωριστό κεφάλαιο.
Εδώ, αξίζει να πούμε ότι εκτός από την ανθεκτικότητα, αξίζει και η προσοχή πυκνότητα οσμίου. Αυτό είναι σχεδόν 23 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό.
Αυτός ο δείκτης κάνει τον ήρωα του άρθρου το πιο βαρύ μέταλλο στον κόσμο. Ρίξτε τη σκόνη οσμίου σε ένα πλαστικό μπουκάλι.
Τώρα, ρίξτε νερό σε ένα μεταλλικό κουβά λίτρων, με αυτόν τον τρόπο, 20. Ανεβάστε. Το μπουκάλι θα είναι αρκετές φορές βαρύτερο.
Η επίδραση των μεταλλικών ενώσεων στο σώμα είναι επίσης δύσκολη. οξείδιο του οσμίου, ή άλλες ουσίες με αυτό, επηρεάζουν εσωτερικά όργαναπροκαλούν απώλεια όρασης.
Η δηλητηρίαση από ατμούς στοιχείων μπορεί να είναι θανατηφόρα. Ο κανόνας του οσμίου στην ατμόσφαιρα είναι 5 φορές μικρότερος από αυτόν του υδροκυανικού οξέος, μόνο 0,002 χιλιοστόγραμμα ανά κυβικό μέτρο.
Μέσα σε αυτό το περιεχόμενο, το μέταλλο μπορεί ακόμη και να ωφεληθεί. Έτσι, Βρετανοί επιστήμονες απέδειξαν ότι το όσμιο εμποδίζει την ανάπτυξη καρκινικών κυττάρων.
Ήδη αναπτύσσονται μέθοδοι οσμίου για τη θεραπεία ογκολογικών ασθενειών. Πού αλλού και πώς μπορεί να φανεί χρήσιμος ο ήρωας του άρθρου, θα πούμε περαιτέρω.
Εφαρμογή οσμίου
Πριν από την ανακάλυψη των αντικαρκινικών ιδιοτήτων του οσμίου, χρησιμοποιήθηκε επίσης από γιατρούς, αλλά σε εμφυτεύματα. Είναι κατασκευασμένα από πολύτιμα μέταλλα, έτσι ώστε να μην υπάρχει αλλεργικές αντιδράσειςκαι γενικά τυχόν αντιδράσεις με το περιβάλλον.
Για κάθε εμφύτευμα - το δικό του. Το όσμιο χρειάζεται στη βηματοδότηση, αντικαθιστά δηλαδή τα στοιχεία της καρδιάς.
Σε αυτό εμφυτεύονται εμφυτεύματα, που αποτελούνται από 10% όσμιο. Το υπόλοιπο - .
Δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι το κόστος του εξοπλισμού είναι συγκρίσιμο με την τιμή για την εργασία των καλύτερων χειρουργών στις καλύτερες κλινικές στον κόσμο.
Από την ομάδα της πλατίνας, το όσμιο είναι το μέταλλο που καταναλώνεται λιγότερο. Λόγω του υψηλού κόστους και της σπανιότητας, αναζητούν αντικαταστάτες.
Έτσι, τον περασμένο αιώνα, ο ήρωας του άρθρου ήταν μέρος των λαμπτήρων πυρακτώσεως, ως το πιο πυρίμαχο μέταλλο.
Αλλά, υπήρχε μια άξια εναλλακτική -. Από την τελευταία πυράκτωση έκαναν αρκετές δεκαετίες.
Δεν έχει ξεπεράσει τη χρησιμότητά του εφαρμογή οσμίου, ως συστατικό κραμάτων για όργανα και εργαλεία.
Προϊόντα με το βαρύτερο μέταλλο σπάνε ρεκόρ για αντοχή στη φθορά. Αποτελείται από ένα στοιχείο που ανταγωνίζεται μόνο, την ανθεκτικότητα, την ανοσία στα χημικά αντιδραστήρια.
Αν θέλετε να πάρετε ένα κόφτη για το οποίο δεν θα γίνει κατεδάφιση ή ένα νυστέρι με το οποίο μπορείτε να χειρουργήσετε όλα τα έμβια όντα, παραγγείλετε εργαλεία με όσμιο.
Αγοράστε όσμιοοι βιομήχανοι προσπαθούν να τεχνολογία μέτρησης. Σε αυτό, το μέταλλο είναι παρόν στους άξονες και τα βέλη.
Για αυτούς η απουσία ιδιοτήτων είναι σημαντική. Το Osmium ικανοποιεί το αίτημα. Στους μηχανισμούς, ο ήρωας του άρθρου, παρεμπιπτόντως, είναι επίσης χρήσιμος.
Το στοιχείο χρησιμοποιείται, κατά κανόνα, σε ελίτ μοντέλα. Έτσι, τα Rolex κοστίζουν εκατομμύρια δολάρια για κάποιο λόγο.
Η τιμή δεν αποτελείται μόνο από το κύρος της εταιρείας, μηχανισμό και θήκη υψηλής ποιότητας. Πολύτιμα στοιχεία υπάρχουν επίσης μέσα στο ρολόι. Το όσμιο είναι ένα ευγενές μέταλλο και δεν είναι τυχαίο που περιλαμβάνεται στην ομάδα των πλατινοειδών.
Από τα κράματα οσμίου, τα ντουέτα με και είναι τα πιο κοινά. Παράγονται, για παράδειγμα, για τεχνικές συμβουλές με αυξημένη φυσική και χημική αντοχή.
Οι ηλεκτρικές επαφές γίνονται από κράμα με. Όσμιο πουλάωδυνατό για παραγωγή ηλεκτρικές επαφές. Σε αυτά, μαζί με το πιο βαρύ μέταλλο, προστίθεται και βολφράμιο.
Τετροξείδιο του οσμίουχρησιμοποιείται στην ηλεκτρονική μικροσκοπία. Εδώ το βαρύτερο μέταλλο χρησιμεύει ως σταθεροποιητικό βιολογικών αντικειμένων. Ένα σπάνιο στοιχείο εξασφαλίζει την ασφάλεια των μικροδομών των κυττάρων τους.
Το τετροξείδιο είναι η πιο χρησιμοποιούμενη ένωση ωσμίο. Του μια φωτογραφίαμπορούν να αναρτηθούν στο δίκτυο με την υπογραφή «καταλύτης».
Σε αυτόν τον ρόλο, το όσμιο είναι πιο αποτελεσματικό. Συγκεκριμένα, η σύνθεση, η παραγωγή ορισμένων φαρμάκων και η υδρογόνωση της οργανικής ύλης δεν μπορούν να κάνουν χωρίς τον ήρωα του άρθρου.
Τώρα, οι πληροφορίες που υποσχέθηκαν για τη βαριά βιομηχανία. Όσμιο 187και άλλα ισότοπα μιας ουσίας χρησιμοποιούνται στην πυραυλική επιστήμη, τα αεροσκάφη και επίσης σε στρατιωτικές κεφαλές.
Το μέταλλο τα ενισχύει, τους επιτρέπει να αντέχουν σε ακραίες θερμοκρασίες και φορτία.
187ο ισότοπο οσμίου- μόνο ένα από. Το μέταλλο έχει διάφορους τύπους νουκλεϊδίων. Αυτές είναι ποικιλίες του ατόμου. Διαφέρουν ως προς τον αριθμό των νετρονίων στον πυρήνα του.
Στο όσμιο, όλα τα ισότοπα είναι παρόμοια σε σημείο τήξης, εμφάνιση,. Αυτό περιπλέκει τον διαχωρισμό των σωματιδίων, την εξαγωγή τους.
Ως αποτέλεσμα, ακόμη περισσότερα άλματα κόστος οσμίου. Ας καταλάβουμε τι πρέπει να περάσουν οι βιομήχανοι για να αποκαλύψουν το κονιοποιημένο μέταλλο στον κόσμο.
Εξόρυξη οσμίου
«Η Ταμάρα κι εγώ πάμε ζευγάρι». Η φράση από την ομοιοκαταληξία μπορεί επίσης να εφαρμοστεί στο όσμιο. Μόνο που, «περπατάει δυο-δυο» με.
Το μέταλλο δεν υπάρχει χωριστά στη φύση. Έτσι, οι βιομήχανοι αντιμετωπίζουν το καθήκον όχι μόνο να διαχωρίσουν τα ισότοπα του ήρωα του άρθρου, αλλά και να τον χωρίσουν από τον «σύντροφο».
Μαζί με το όσμιο συχνά συνοδεύεται από ιρίδιο, παλλάδιο και άλλα πλατινοειδή, με επικεφαλής τους πιο τυχερούς.
Σε αυτό, μαζί με την Τασμανία των ΗΠΑ,Η Αυστραλία και η Κολομβία, τα κύρια αποθέματα της σπάνιας ουσίας είναι συγκεντρωμένα. Όμως, τα μεγαλύτερα κοιτάσματα βρίσκονται στη Νότια Αφρική.
Ως εκ τούτου, καθιερώνει σε μεγάλο βαθμό τιμές οσμίου. Τι είναι το τρέχον έτος, θα το πούμε στο τελευταίο κεφάλαιο.
Τιμή οσμίου
Οσμίου τιμή ανά γραμμάριοξεπερνά τις 200.000 $. Αυτά τα δεδομένα προέρχονται από την κορυφή των πιο ακριβών μετάλλων. Ωστόσο, συντάχθηκε στις αρχές της δεκαετίας του 2000.
Η κατάσταση έχει αλλάξει. Υπάρχει μια τάση αύξησης της παραγωγής. Δεδομένου ότι το όσμιο εξάγεται στην πορεία, σημειώθηκε προσωρινή αύξηση της παραγωγής στα 200 κιλά ετησίως και, ως εκ τούτου, το κόστος της βαρύτερης ουσίας μειώθηκε.
Ωστόσο, δεδομένων των περιορισμένων αποθεμάτων τόσο της πλατίνας όσο και του οσμίου, μακροπρόθεσμα, η τιμή θα εξακολουθεί να αυξάνεται.
Η εξαίρεση θα είναι μια κατάσταση στην οποία οι επιστήμονες βρίσκουν έναν άξιο και πιο οικονομικό αντικαταστάτη για τον ήρωα του άρθρου.
Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η τιμή του οσμίου ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο του ισοτόπου. Το πιο πρακτικό, χημικά ανθεκτικό και είναι το 187ο.
Για αυτόν ζητούν τα μέγιστα. Υπάρχουν επίσης 188ο, 189ο, 190ο, 191ο και 192ο νουκλεΐδια.
Από αυτά, μόνο το 191 δεν είναι σταθερό, δηλαδή μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην πυρηνική βιομηχανία, επομένως, εκτιμάται επίσης πολύ, αλλά σχεδόν υπολείπεται του 187ου.
Το όσμιο (λατ. Όσμιο) είναι ένα χημικό στοιχείο με ατομικό αριθμό 76 in Περιοδικό σύστημα χημικά στοιχεία D. I. Mendeleev, που συμβολίζεται με το σύμβολο Os. Υπό τυπικές συνθήκες, είναι ένα γυαλιστερό ασημί-λευκό μέταλλο με μπλε απόχρωση.
Το όσμιο είναι το βαρύτερο από όλα τα μέταλλα (η πυκνότητά του είναι 22,6 g / cm3) και ένα από τα πιο σκληρά, αλλά είναι επίσης εύθραυστο και μετατρέπεται εύκολα σε σκόνη. Είναι μεταβατικό μέταλλο και ανήκει στην ομάδα της πλατίνας.
Το όσμιο ανακαλύφθηκε το 1804 από τον Άγγλο χημικό S. Tennant στη μαύρη σκόνη που παραμένει μετά τη διάλυση της πλατίνας σε aqua regia. Χαρακτηρίζεται από το σχηματισμό τετροξειδίου OsO 4 με πικάντικη οσμή. Εξ ου και το όνομα του στοιχείου, που προέρχεται από το ελληνικό "osme" - μυρωδιά.
Εξωτερικά, το όσμιο διαφέρει ελάχιστα από άλλα μέταλλα της ομάδας της πλατίνας, αλλά είναι αυτός που έχει τα υψηλότερα σημεία τήξης και βρασμού μεταξύ όλων των μετάλλων αυτής της ομάδας, είναι αυτός που είναι το βαρύτερο. Μπορεί επίσης να θεωρηθεί το λιγότερο «ευγενές» από τα πλατινοειδή, αφού σε μια λεπτά διαιρεμένη κατάσταση οξειδώνεται από το ατμοσφαιρικό οξυγόνο ήδη σε θερμοκρασία δωματίου.
Το όσμιο είναι το πιο πυκνό πολύτιμο μέταλλο. Υπερβαίνει ελαφρώς την πυκνότητα του στοιχείου πλατίνας - ιρίδιο. Οι πιο αξιόπιστες τιμές πυκνότητας για αυτά τα μέταλλα μπορούν να υπολογιστούν από τις παραμέτρους των κρυσταλλικών τους πλεγμάτων: 22,562 ± 0,009 g/cm3 για το ιρίδιο και 22,587 ± 0,009 g/cm3 για το όσμιο. Σύμφωνα με τις τελευταίες πληροφορίες, η πυκνότητα του οσμίου είναι 22,61 g/cm3.
Λόγω της σκληρότητας, της ευθραυστότητας, χαμηλή πίεσηατμός (το χαμηλότερο από όλα τα μέταλλα πλατίνας), καθώς και ένα πολύ υψηλό σημείο τήξης, το όσμιο είναι δύσκολο να επεξεργαστεί.
Θερμοδυναμικές ιδιότητες:
- Σημείο τήξεως 3327 K (3054 °C).
- σημείο βρασμού 5300 K (5027 °C).
- θερμότητα σύντηξης 31,7 kJ/mol.
- θερμότητα εξάτμισης 738 kJ/mol.
- θερμική αγωγιμότητα (300 K) (87,6) W/(m K);
- θερμοκρασία μετάβασης στην υπεραγώγιμη κατάσταση - 0,66 K.
- Μοριακή θερμοχωρητικότητα 24,7 J/(K mol).
Μοριακός όγκος 8,43 cm3/mol.
Η δομή του πλέγματος είναι εξαγωνική.
Σκληρότητα σύμφωνα με Vickers 3 - 4 GPa, σύμφωνα με την κλίμακα Mohs - 7.
Ο συντελεστής κανονικής ελαστικότητας είναι 56,7 GPa.
Συντελεστής διάτμησης - 22 GPa.
Το όσμιο είναι παραμαγνητικό (μαγνητική ευαισθησία 9,9 10-6).
Στη φύση, το όσμιο εμφανίζεται με τη μορφή επτά ισοτόπων, 6 από τα οποία είναι σταθερά: 184Os (0,018%), 187Os (1,64%), 188Os (13,3%), 189Os (16,1%), 190Os (26,4% ) και 41,1%). Όσμιο-186 (περιεχόμενο σε φλοιός της γηςΤο 1,59%) υπόκειται σε διάσπαση άλφα, αλλά δεδομένου του εξαιρετικά μεγάλου χρόνου ημιζωής του - (2,0 ± 1,1) 1015 έτη, μπορεί να θεωρηθεί πρακτικά σταθερό. που λαμβάνεται τεχνητά ραδιομετάδοσηόσμιο με μαζικούς αριθμούς από 162 έως 197, καθώς και αρκετά πυρηνικά ισομερή. Το μακροβιότερο όσμιο-194 έχει χρόνο ημιζωής περίπου 700 ημέρες.
Η σκόνη οσμίου, όταν θερμαίνεται, αντιδρά με οξυγόνο, αλογόνα, ατμούς θείου, σελήνιο, τελλούριο, φώσφορο, νιτρικό και θειικό οξύ. Το συμπαγές όσμιο δεν αλληλεπιδρά ούτε με οξέα ούτε με αλκάλια, αλλά σχηματίζει υδατοδιαλυτά οσμικά με τήγματα αλκαλίων. Αργή στην αντίδραση νιτρικό οξύκαι aqua regia, αντιδρά με τηγμένα αλκάλια παρουσία οξειδωτικών παραγόντων (νιτρικό κάλιο ή χλωρικό), με τηγμένο υπεροξείδιο του νατρίου. Στις ενώσεις, εμφανίζει καταστάσεις οξείδωσης από -2 έως +8, από τις οποίες οι πιο συνηθισμένες είναι οι +2, +3, +4 και +8. Το μέταλλο όσμιο και όλες οι ενώσεις του οξειδώνονται ηλεκτροχημικά εύκολα σε OsO4.
Το όσμιο, σε αντίθεση με τα περισσότερα στοιχεία της ομάδας VIII, χαρακτηρίζεται από σθένος 8+ και σχηματίζει σταθερό τετροξείδιο OsO4 με οξυγόνο. Αυτή η περίεργη σύνδεση είναι αναμφίβολα η πιο σημαντική της.
Εξωτερικά, το καθαρό τετροξείδιο του οσμίου φαίνεται αρκετά συνηθισμένο - ωχροκίτρινοι κρύσταλλοι, διαλυτοί σε νερό και τετραχλωράνθρακα. Σε θερμοκρασία περίπου 40°C (υπάρχουν δύο τροποποιήσεις του OsO4 με κοντινά σημεία τήξης), λιώνουν και στους 130°C, το τετροξείδιο του οσμίου βράζει.
Όπως το στοιχειακό όσμιο, το OsO4 έχει καταλυτικές ιδιότητες. Το OsO4 χρησιμοποιείται στη σύνθεση του πιο σημαντικού σύγχρονου φαρμάκου - της κορτιζόνης.
Το οξείδιο του οσμίου είναι πολύ πτητικό, οι ατμοί OsO4 του είναι δηλητηριώδεις και διαβρώνουν τους βλεννογόνους. Έχει όξινες ιδιότητες και σχηματίζει ενώσεις του τύπου K2OsO4.
Ένα άλλο οξείδιο του οσμίου - OsO2 - μια μαύρη σκόνη αδιάλυτη στο νερό - δεν έχει καμία πρακτική σημασία. Επίσης, άλλες γνωστές ενώσεις του οσμίου δεν έχουν βρει ακόμη πρακτική εφαρμογή - χλωρίδια και φθοριούχα, ιωδίδια και οξυχλωρίδια, θειούχο OsS2 και τελουρίδιο OsTe2 - μαύρες ουσίες με δομή πυρίτη, καθώς και πολυάριθμα σύμπλοκα και τα περισσότερα κράματα οσμίου.
Δύο καρβονύλια είναι πλέον γνωστά για το όσμιο. Το Os(CO)5 πεντακαρβονύλιο είναι ένα άχρωμο υγρό υπό κανονικές συνθήκες (σημείο τήξης 15°C). Αποκτήστε το στους 300°C και 300 atm. από το τετροξείδιο του οσμίου και το μονοξείδιο του άνθρακα. Σε συνηθισμένη θερμοκρασία και πίεση, το Os(CO)5 μετατρέπεται σταδιακά σε άλλο καρβονύλιο της σύνθεσης Os3(CO)12, μια κίτρινη κρυσταλλική ουσία που λιώνει στους 224°C.
Στη φύση, το όσμιο εμφανίζεται κυρίως με τη μορφή συνδυασμού με ιρίδιο, το οποίο είναι μέρος είτε του φυσικού μεταλλεύματος πλατίνας είτε του μεταλλεύματος πλατίνας-παλλαδίου. Τα ορυκτά που θεωρούνται πρώτες ύλες για την εξόρυξη οσμίου περιέχουν, κατά μέσο όρο, το ένα χιλιοστό του τοις εκατό της βαριάς «συγγενούς» πλατίνας. Καθ' όλη τη διάρκεια της εξερεύνησης, δεν εξορύχθηκε ούτε ένα ψήγμα οσμίου - ακόμη και το μικρότερο μέγεθος.
Τα κύρια ορυκτά του οσμίου, που ανήκουν στην κατηγορία των στερεών διαλυμάτων, είναι τα φυσικά κράματα του οσμίου και του ιριδίου (νεβιανσκίτης και συσερσκίτης). Το πιο κοινό από αυτά είναι ο nevyanskite, ένα φυσικό κράμα αυτών των δύο μετάλλων. Περιέχει περισσότερο ιρίδιο, γι' αυτό και ο νεβιανσκίτης ονομάζεται συχνά απλά ιρίδιο οσμίου. Αλλά ένα άλλο ορυκτό - ο συσερσκίτης - ονομάζεται ιριδίδιο όσμιο - περιέχει περισσότερο όσμιο. Και τα δύο αυτά ορυκτά είναι βαριά, μεταλλικά και πολύ σπάνια.
Τα κύρια κοιτάσματα ωσμικού ιριδίου συγκεντρώνονται στη Ρωσία (Σιβηρία, Ουράλια), ΗΠΑ (Αλάσκα, Καλιφόρνια), Κολομβία, Καναδάς, Νότια Αφρική, Τασμανία, Αυστραλία.
Παρά το γεγονός ότι τα κοιτάσματα οσμίου βρίσκονται σε όλο τον κόσμο, το Καζακστάν είναι ο μόνος παραγωγός του ισοτόπου 187. Αυτή η χώρα κατέχει ηγετική θέση σε αποθέματα πολύτιμου οσμίου-187, όντας ο μόνος εξαγωγέας του ισοτόπου.
Για να διαχωριστεί το ωσμικό ιρίδιο από την πλατίνα, διαλύεται σε aqua regia, τα μέταλλα της ομάδας ωσμικού ιριδίου παραμένουν στο ίζημα. Στη συνέχεια, το ίζημα που προκύπτει κραματώνεται με οκταπλάσια ποσότητα ψευδαργύρου - αυτό το κράμα μετατρέπεται σχετικά εύκολα σε σκόνη, η οποία πυροσυσσωματώνεται με υπεροξείδιο του βαρίου BaO3. Στη συνέχεια, η προκύπτουσα μάζα υποβάλλεται σε επεξεργασία με ένα μείγμα νιτρικού και υδροχλωρικού οξέος απευθείας στη συσκευή απόσταξης για απόσταξη του OsO4.
Το τετροξείδιο του οσμίου δεσμεύεται με αλκαλικό διάλυμα και λαμβάνεται άλας της σύνθεσης Na2OsO4. Ένα διάλυμα αυτού του άλατος επεξεργάζεται με υποθειώδες, μετά το οποίο το όσμιο κατακρημνίζεται με χλωριούχο αμμώνιο με τη μορφή άλατος Fremy's Cl2. Το ίζημα πλένεται, διηθείται και στη συνέχεια αναφλέγεται σε αναγωγική φλόγα. Με αυτόν τον τρόπο, λαμβάνεται ακόμη ανεπαρκώς καθαρό σπογγώδες όσμιο.
Στη συνέχεια καθαρίζεται με επεξεργασία με οξέα (HF και HCl) και ανάγεται περαιτέρω σε ηλεκτρικό κλίβανο σε πίδακα υδρογόνου. Μετά την ψύξη, λαμβάνεται ένα μέταλλο με καθαρότητα έως και 99,9% Os.
Αυτό είναι το κλασικό σχήμα για την απόκτηση οσμίου - ένα μέταλλο που εξακολουθεί να χρησιμοποιείται πολύ περιορισμένα, ένα πολύ ακριβό μέταλλο, αλλά αρκετά χρήσιμο. Η παγκόσμια παραγωγή οσμίου είναι μόνο περίπου 600 κιλά ετησίως.
Όλες οι χώρες που εξορύσσουν όσμιο δεν το εξάγουν. Όλα εκτός από το Καζακστάν. Είναι η μόνη χώρα που πούλησε το προκύπτον όσμιο σε εργαστήρια για 100.000 δολάρια ανά γραμμάριο. Ωστόσο, μέχρι σήμερα, οι πωλήσεις έχουν διακοπεί. Μπορείτε να αγοράσετε όσμιο μόνο στη μαύρη αγορά, όπου για πολλά χρόνια η τιμή του 1 γραμμαρίου ήταν σταθερή στα 200.000 δολάρια.
Το όσμιο χρησιμοποιείται σε πολλά κράματα, καθιστώντας τα πολύ ανθεκτικά στη φθορά. Εάν προσθέσετε όσμιο σε οποιοδήποτε κράμα, τότε αποκτά αμέσως απίστευτη αντοχή στη φθορά, γίνεται ανθεκτικό και η αντοχή του αυξάνεται. μηχανικές επιρροέςκαι διάβρωση.
Το κράμα κραμάτων είναι ένα από τα κύρια καθήκοντα, η λύση του οποίου μερικές φορές ανατίθεται στο όσμιο. Σε συνδυασμό με το βολφράμιο, το νικέλιο και το κοβάλτιο, το όσμιο γίνεται «εργάτης» στην ηλεκτροχημική βιομηχανία. Επαφές, μύτες και πυρήνες από κράματα που περιέχουν όσμιο φημίζονται για ελάχιστη φθορά.
Η εισαγωγή ενός σκληρού και βαριού πλατινοειδούς στο υλικό αυξάνει δραματικά την αντοχή στη φθορά των ζευγών τριβής. Απαιτείται αρκετό όσμιο για να δώσει στον κεραμικό-μεταλλικό κόφτη ιδιαίτερη αντοχή. Οι μικροσκοπικές προσθήκες οσμίου σε χάλυβα κοπής καθιστούν δυνατή τη δημιουργία των πιο αιχμηρών λεπίδων τεχνικών, ιατρικών και βιομηχανικών μαχαιριών.
Ένα κράμα πλατίνας (90%) και οσμίου (10%) χρησιμοποιείται σε χειρουργικά εμφυτεύματα όπως βηματοδότες και στην αντικατάσταση πνευμονικών βαλβίδων.
Το κράμα "osram" (όσμιο με βολφράμιο) χρησιμοποιήθηκε για την κατασκευή των νημάτων των λαμπτήρων πυρακτώσεως.
Επειδή το όσμιο δεν έχει μαγνητικές ιδιότητες, χρησιμοποιείται ενεργά στη δημιουργία μηχανισμών ρολογιών και πυξίδων.
Οι καταλύτες οσμίου χρησιμοποιούνται στην υδρογόνωση ΟΡΓΑΝΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ, στην παραγωγή φαρμάκων, στη σύνθεση αμμωνίας. Το τετραοξείδιο (το υψηλότερο οξείδιο, OsO4) του οσμίου βρίσκει την εφαρμογή του ως καταλύτης στην παραγωγή ορισμένων συνθετικών φαρμάκων, καθώς και σε εργαστηριακή έρευνα– με τη βοήθειά του είναι βολικό να βάφετε ιστούς κάτω από μικροσκόπιο.
Από συμπαγές και μη μαγνητικό όσμιο κατασκευάζονται άξονες, στηρίγματα και υποδοχές στήριξης οργάνων μέτρησης. υψηλή ακρίβεια. Και παρόλο που τα στηρίγματα από ρουμπινί είναι πιο σκληρά και φθηνότερα από αυτά από όσμιο, η αντίσταση του μετάλλου προτιμάται μερικές φορές για όργανα.
Οι σύγχρονοι επιστήμονες είναι σίγουροι ότι αυτό το μέταλλο δεν παίζει βιολογικό ρόλο. Ωστόσο, αυτό το στοιχείο ταξινομείται ως εξαιρετικά διαβρωτικό, μαζί με μέταλλα όπως ο υδράργυρος, το βηρύλλιο και το βισμούθιο.
Ακόμη και μικρές ποσότητες οσμίου στον αέρα προκαλούν βλάβες στα μάτια στον άνθρωπο - πόνο, δακρύρροια και επιπεφυκίτιδα. εμφανίζεται μια μεταλλική γεύση στο στόμα και σπασμοί στους βρόγχους. η αναπνοή γίνεται δύσκολη και αυτό μπορεί να συνεχιστεί για αρκετές ώρες μετά την εξάλειψη της πηγής της δηλητηρίασης. Εάν το όσμιο δρα σε ένα άτομο για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, μπορεί να προκαλέσει τύφλωση, ασθένειες των πνευμόνων και του νευρικού συστήματος, πεπτικές και νεφρικές διαταραχές - ακόμη και ο θάνατος είναι πιθανός.
Επιπλέον, το ανθρώπινο δέρμα υποφέρει από αυτό το μικροστοιχείο. Μπορεί να γίνουν πράσινα και μαύρα και το δέρμα μπορεί να γίνει φλεγμονή, πληγή και φουσκάλες. Το ανθρώπινο δέρμα μπορεί να χάσει την ευαισθησία και να πεθάνει. Τα έλκη με τέτοια δηλητηρίαση καθυστερούν για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα.
Το πτητικό τετροξείδιο του οσμίου είναι ιδιαίτερα επικίνδυνο. Σχηματίζεται κατά τη διαδικασία απομόνωσης αυτού του στοιχείου από πρώτες ύλες πλατίνας. Αυτή είναι η ίδια ουσία, εξαιτίας της οποίας το στοιχείο έλαβε ένα όχι πολύ αξιοζήλευτο όνομα. Ερεθίζοντας την αναπνευστική οδό και τους βλεννογόνους ενός ατόμου, γίνεται αντιληπτό ως εξάτμιση από ένα σάπιο ραπανάκι αναμεμειγμένο με θρυμματισμένο σκόρδο και πασπαλισμένο με χλωρίνη.
Μπορείτε να πάθετε δηλητηρίαση από όσμιο σε διάφορες βιομηχανίες. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι στις εγκαταστάσεις αυτής της ουσίας δεν πρέπει να είναι ακόμη και σε πολύ μικρές δόσεις.
Το όσμιο είναι ένα χημικό στοιχείο από το αντίστοιχο σύστημα χημικών στοιχείων. Στην κανονική του κατάσταση, είναι ένα μεταβατικό μέταλλο της ομάδας της πλατίνας με τη μορφή ενός αστραφτερού λευκού μετάλλου με μια ασημί απόχρωση με μια μπλε απόχρωση. Αυτός ο τύποςυλικά έχουν την υψηλότερη πυκνότητα μεταξύ άλλων μαζί με το ιρίδιο, ωστόσο, το τελευταίο χάνει λίγο.
Αυτός ο τύπος υλικού απομονώνεται από εμπλουτισμένες πρώτες ύλες μετάλλου πλατίνας με διάτρηση σε θερμοκρασία από 800 έως 900 βαθμούς Κελσίου στον αέρα.
Δεδομένου ότι το όσμιο είναι ένα πολύπλοκο υλικό, δεν είναι δυνατό να υπολογιστεί από μόνο του το ειδικό βάρος του στο πεδίο. Αυτοί οι υπολογισμοί πραγματοποιούνται σε ειδικά χημικά εργαστήρια. Ωστόσο, το μέσο ειδικό βάρος του οσμίου είναι γνωστό και ίσο με 22,61 g/cm3.
Για απλούστευση των υπολογισμών, ακολουθεί ένας πίνακας με τις τιμές ειδικό βάροςόσμιο, καθώς και το βάρος του, ανάλογα με τις μονάδες υπολογισμού.
Αυτό το υλικό είναι εύθραυστο, αλλά ταυτόχρονα, πολύ συμπαγές μέταλλομε υψηλό ειδικό βάρος. Μηχανουργική κατεργασίαπροσφέρεται με δυσκολία, λόγω της ευθραυστότητας, της σκληρότητας και υψηλή θερμοκρασίατήξη, καθώς και χαμηλή πίεση ατμών. Το σημείο τήξης του οσμίου είναι 3033 βαθμοί Κελσίου και το σημείο βρασμού είναι 5012 βαθμοί Κελσίου. Αυτός ο τύπος υλικού ανήκει στην ομάδα των παραμαγνητών.
Το όσμιο σε κατάσταση σκόνης αντιδρά καλά με αλογόνα, σελήνιο, φώσφορο, οξυγόνο, ατμούς θείου, θειικό και νιτρικό οξύ όταν θερμαίνεται. Δεν αλληλεπιδρά σε συμπαγή μορφή με αλκάλια και οξέα. Έχει αργό ρυθμό αντίδρασης με aqua regia και νιτρικό οξύ.
Αυτός ο τύπος υλικού είναι ένα από τα λίγα μέταλλα που σχηματίζουν συστάδες ή πολυπυρηνικές ενώσεις.
Δεν έχει καμία επίδραση στο βιολογικό ρόλοζώντων οργανισμών και είναι εξαιρετικά τοξικό.
ΣΤΟ φυσική μορφήδεν βρίσκεται στη φύση. Αυτό το υλικό συνδέεται πάντα με ένα άλλο είδος μετάλλου της ομάδας πλατίνας - το ιρίδιο. Το όσμιο εξορύσσεται μαζί με την πλατίνα. Κατά την επεξεργασία του οποίου απελευθερώνεται όσμιο ιρίδιο, το οποίο διαχωρίζεται σε ξεχωριστά συστατικά - ιρίδιο και όσμιο. Το όσμιο στη συνέχεια καθαρίζεται, υποβάλλεται σε μια διαδικασία επεξεργασίας με οξύ και ανάγεται με υδρογόνο σε έναν ηλεκτρικό κλίβανο, καταλήγοντας σε ένα καθαρό μέταλλο με συγκέντρωση έως και 99,9 τοις εκατό.
Χρησιμοποιείται ευρέως ως καταλύτης για αντιδράσεις και συστατικό κραμάτων με ιρίδιο. Οι κύριοι τομείς που πρέπει να επισημανθούν είναι:
