La mayoría de la gente cree que no hay nada más caro en el mundo que el oro, la plata y el platino. Pero, de hecho, hay varias sustancias cuyo precio por gramo supera al de los tres metales enumerados anteriormente. Hoy veremos uno de ellos. Esto es osmio, el precio de 1 gramo en rublos impresionará a cualquier persona.
En 1803, el químico inglés Smithson Tennant descubrió Os y lo encontró en un precipitado que apareció después de que el científico disolviera platino en agua regia. Al mismo tiempo, se llevaron a cabo experimentos en Francia, donde los químicos Vauquelin y Antoine DeFourcroy también identificaron un elemento desconocido en el sedimento que quedaba de la disolución del mineral de platino. Al principio, el nuevo elemento se llamó "pten" (traducido del griego como "alado"). Pero investigaciones posteriores permitieron determinar que no se trata de un elemento, sino de una mezcla de dos: iridio y osmio.
Las nuevas sustancias quedaron documentadas oficialmente en el mensaje del inquilino al Royal Club de Londres en junio de 1804.
La sustancia tiene un color gris azulado. El metal es muy frágil, pero tiene un peso específico elevado. Cuando se expone a temperaturas críticas, siempre conserva su color y brillo naturales.
Dado que el metal es duro y tiene un alto punto de fusión (3033 grados Celsius), es difícil de mecanizar.
La sustancia en forma de polvo, cuando se calienta, reacciona bien con el oxígeno, los elementos de azufre, el selenio y el fósforo. Interactúa lentamente con el agua regia.
El metal es una de varias sustancias que forman compuestos de racimo.
El osmido de iridio se extrae en Siberia y los Urales en Rusia; en Alaska y California en Estados Unidos; Australia (y la isla de Tasmania); Estado sudafricano. El último país de la lista cuenta con los mayores depósitos de metales del planeta.
Se encuentra más a menudo en combinación con arsénico y azufre. La cantidad de sustancia en los minerales es insignificante.
El costo de un gramo de esta sustancia es de 15 a 200 mil dólares. El precio de mercado del metal es varias veces menor. Este alto costo se debe al bajo nivel de producción de Os. Simplemente no se utiliza a gran escala debido a su enorme densidad. Si hacemos una comparación: una botella de medio litro con la sustancia en cuestión pesará más que 12 litros de agua. El osmio es uno de los tres más metales caros paz. Sólo el californiano es más caro, su producción es inferior a un gramo al año.
El metal en cuestión es muy difícil de extraer y el proceso lleva más de nueve meses. La sustancia es un isótopo y tiene la apariencia de un polvo negro formado por pequeños cristales. Aunque el osmio es la sustancia más densa de nuestro planeta, es muy frágil. El olor del metal inmediatamente recuerda a lejía y ajo. Por eso recibió ese nombre (que significa "olor").
El metal es indispensable en el ámbito científico, médico y Actividades de investigación, ya que es catalizador químico, y se utiliza en la producción de instrumentos de medición que producen datos de la más alta precisión.
El único país que vende osmio es Kazajstán.
El metal se funde a temperaturas superiores a los 3.000 grados centígrados. El punto de ebullición alcanza casi los 6000 grados.
Se abrió de una forma bastante inusual. Se diluyeron varias sustancias en agua regia y se descubrió que se había formado un precipitado que tenía un olor no muy agradable.
Os no se utiliza para hacer joyas, ya que no tiene maleabilidad ni ductilidad, esas propiedades por las que los joyeros valoran tanto los metales preciosos.
La sustancia se encuentra en depósitos de minerales. También se puede encontrar en meteoritos que han caído a la Tierra. Algunas industrias necesitan urgentemente metal para fabricar sus productos. Les llega como materia prima secundaria, pero todavía no es barato.
El metal se utiliza únicamente por su increíble resistencia. Las aleaciones a las que se les añade osmio se vuelven increíblemente resistentes al desgaste. Sólo se necesitan dosis mínimas de la sustancia para agregar a la aleación y hacerla muy fuerte.
El isótopo de osmio se utiliza para fabricar contenedores para almacenar residuos nucleares. La sustancia también se utiliza en la industria espacial. También acelera la síntesis de amoniaco y materia orgánica. Por cierto, los filamentos de tungsteno contienen el metal descrito.
Dado que la sustancia es famosa por su fuerza, se utiliza en la fabricación de armas. Pero en Últimamente La industria está tratando de abandonar el uso del metal, debido a su Alto costo y procesamiento difícil.
El metal se utiliza sólo en los casos en que el éxito está 100% garantizado.
El óxido de osmio se utiliza con fines médicos y en biología. Muchos implantes y marcapasos se fabrican con la ayuda de la sustancia en cuestión. Estos últimos están hechos de platino, que contiene un 10% de osmio.
Las plumas estilográficas suelen fabricarse con puntas del metal en cuestión. Estos productos son más duraderos que las muestras con extremos dorados.
¡Interesante! Si haces una aleación de osmio con aluminio, será increíblemente dúctil. Se puede sacar varias veces sin que se rompa la sustancia.
Cuando la presión supera los 770 GPa, los electrones ubicados en los orbitales internos interactuarán en el osmio, pero la estructura del metal no cambiará en absoluto.
El osmio suele almacenarse en forma de polvo. De esta forma, el metal reacciona fácilmente y puede tratarse térmicamente sin dificultades. Os no se funde y no se puede marcar si el metal está en su forma pura.
Utilizando rayos de electrones (a veces de arco), el metal se produce en lingotes. Los monocristales se crean mediante fusión por zonas. Pero este método de fabricación es muy caro y, por tanto, el precio de los productos creados es elevado. Pero hay personas únicas que saben cómo crear cristales a partir de polvo. Este es un proceso largo y complejo que requiere mucha energía, pero aún hay resultados.
Anteriormente se dijo que el osmio tiene mal olor. La sustancia tetróxido se usa ampliamente en medicina. En broma se le llama "hermoso y fragante". Los cristales de tetróxido se pueden fabricar en casa, pero hay que tener cuidado porque la sustancia es tóxica.
Por ejemplo, para matar un ratón con tetróxido se necesita 40 veces menos cantidad de esta sustancia que de ácido cianhídrico (considerado un veneno reconocido contra los roedores). Este efecto dañino se explica por el hecho de que, al ingresar al cuerpo, la sustancia se vuelve instantáneamente aspecto metálico. Esto causa daño al tracto respiratorio y a la visión. Pero a pesar de esto, OsO4 se usa ampliamente como tinte en la industria química.
El elemento es muy nocivo y tóxico para los seres biológicos. Cuando se inhala osmio, los pulmones fallan (se produce hinchazón) y el ser vivo desarrolla anemia.
Cuando incluso una pequeña cantidad de la sustancia está en el aire, el individuo experimenta lagrimeo, dolor en los ojos y puede desarrollar conjuntivitis.
Se vuelve difícil respirar, aparecen espasmos en los bronquios y un sabor metálico en la boca. Si una persona no es retirada a tiempo del área afectada, corre riesgo de ceguera, insuficiencia renal, sistema nervioso, órganos gastrointestinales. Posible muerte.
El metal también afecta la integridad de la piel. Se vuelve negro o verde. Aparecen úlceras y ampollas. El tejido comienza a morir.
Usted puede intoxicarse con osmio en el trabajo si se excede ligeramente la cantidad de esta sustancia en el aire. En muchos producción moderna El osmio está presente en el aire, aunque, según los expertos, su concentración en el aire no debería estar ahí en absoluto.
| au | punto | Ag | PD | |
|---|---|---|---|---|
| 12,86 | 40,23 | 30,29 | 0,55 | 24,88 |
Tabla 1: precio del osmio (1 g) en comparación con otros metales preciosos (mercado).
Aunque el osmio es considerado uno de los metales más caros del planeta, su precio de mercado no es tan elevado. Por ejemplo, se puede comprar 1 gramo de oro por 2000-2500 rublos. Mientras que el osmio cuesta alrededor de 1.800 rublos el gramo.
El costo del osmio varía en todas partes, pero el más barato no lo es. precio de mercado Sólo Kazajstán lo vende. El hecho es que en el mercado mundial no sólo se comercializa osmio, sino también su isótopo (osmio 187). Es el segundo el que tiene un coste increíble, debido a la dificultad de procesamiento, separación de otros isótopos y uso limitado.
Ahora está claro cuánto cuestan el osmio 187 y el Os normal al precio de mercado. El Os ordinario es una mezcla de isótopos.
Si desde un punto de vista práctico, el elemento número 76 entre otros metales de platino parece bastante común, entonces desde el punto de vista de la química clásica (enfatizamos, clásica química Inorgánica, y no la química de compuestos complejos) este elemento es muy importante.
En primer lugar, a diferencia de la mayoría de los elementos del grupo VIII, se caracteriza por una valencia de 8+ y forma el tetróxido estable OsO 4 con oxígeno. Este es un compuesto peculiar y, aparentemente, no es casualidad que el elemento número 76 recibiera un nombre basado en uno de propiedades características su tetróxido.
Tal afirmación puede parecer paradójica: después de todo, estamos hablando acerca de No se trata de halógenos, sino de metal platino...
La historia del descubrimiento de cuatro de los cinco platinoides está asociada a los nombres de dos científicos ingleses, dos contemporáneos. William Wollaston en 1803...1804 descubrió el paladio y el rodio, y otro inglés, Smithson Tennant (1761...1815), descubrió el iridio y el osmio en 1804. Pero si Wollaston encontró sus dos elementos "propios" en esa parte del platino en bruto que se disolvió en agua regia, entonces Tennant tuvo suerte al trabajar con el residuo insoluble: resultó que era una aleación natural de iridio con osmio.
El mismo residuo también fue estudiado por tres famosos químicos franceses: Collet-Descoti, Fourcroix y Vauquelin. Comenzaron su investigación incluso antes que Tennant. Como él, observaron la liberación de humo negro cuando se disolvió el platino en bruto. Como él, fusionando el residuo insoluble con potasio cáustico, consiguieron obtener compuestos que aún podían disolverse. Fourcroix y Vauquelin estaban tan convencidos de que había un nuevo elemento en el residuo insoluble del platino en bruto que le dieron un nombre de antemano: pten, del griego πτηνος, alado. Pero sólo Tennant logró separar este residuo y demostrar la existencia de dos nuevos elementos: iridio y osmio.
El nombre del elemento 76 proviene de la palabra griega οσμη, que significa “olor”. Un olor desagradable e irritante, similar al olor del cloro y del ajo, apareció cuando se disolvió el producto de la fusión del osmiridio con un álcali. El portador de este olor resultó ser anhídrido de osmio o tetróxido de osmio OsO 4. Más tarde resultó que el propio osmio podía oler igual de mal, aunque mucho más débil. Finamente molido, se oxida gradualmente en el aire, convirtiéndose en OsO 4...
El osmio es un metal de color blanco estaño con un tinte azul grisáceo. Es el más pesado de todos los metales (su densidad es de 22,6 g/cm3) y uno de los más duros. Sin embargo, la esponja de osmio se puede moler hasta convertirla en polvo porque es frágil. El osmio se funde a una temperatura de unos 3.000°C y su punto de ebullición aún no se ha determinado con precisión. Se cree que se encuentra alrededor de los 5500°C.
La alta dureza del osmio (7,0 en la escala de Mohs), quizás se deba a su propiedades físicas que es el más utilizado. El osmio se introduce en la composición de aleaciones duras que tienen la mayor resistencia al desgaste. En las costosas plumas estilográficas, la punta de la pluma está soldada con aleaciones de osmio con otros metales de platino o con tungsteno y cobalto. Las pequeñas piezas de precisión se fabrican a partir de aleaciones similares. instrumentos de medición sujeto a desgaste. Pequeño, porque el osmio no está muy extendido (entre el 5,10 y el 6% del peso de la corteza terrestre), está disperso y es caro. Esto también explica el uso limitado del osmio en la industria. Sólo se aplica a lugares donde se puede lograr un gran efecto con una pequeña cantidad de metal. Por ejemplo, en industria química, que intenta utilizar osmio como catalizador. En las reacciones de hidrogenación de sustancias orgánicas, los catalizadores de osmio son incluso más eficaces que los catalizadores de platino.
Unas pocas palabras sobre la posición del osmio entre otros metales del platino. Exteriormente, se diferencia poco de ellos, pero es el osmio el que tiene los puntos de fusión y ebullición más altos entre todos los metales de este grupo, y es el más pesado. También puede considerarse el menos "noble" de los platinoides, ya que es oxidado por el oxígeno atmosférico ya en temperatura ambiente(en estado finamente triturado). El osmio es también el más caro de todos los metales de platino. Si en 1966 el platino se valoraba en el mercado mundial 4,3 veces más caro que el oro y el iridio 5,3 veces más, el mismo coeficiente para el osmio era 7,5.
Al igual que otros metales de platino, el osmio presenta varias valencias: 0, 2+, 3+, 4+, 6+ y 8+. La mayoría de las veces se pueden encontrar compuestos de osmio tetra y hexavalente. Pero al interactuar con el oxígeno, presenta una valencia de 8+.
Al igual que otros metales de platino, el osmio es un buen agente complejante y la química de los compuestos de osmio no es menos diversa que, por ejemplo, la química del paladio o el rutenio.
Sin duda, el compuesto más importante del osmio sigue siendo su tetróxido OsO 4 o anhídrido de osmio. Al igual que el osmio elemental, el OsO 4 tiene propiedades catalíticas; OsO 4 se utiliza en la síntesis de los modernos más importantes. producto medicinal– cortisona. En estudios microscópicos de tejidos animales y vegetales, el tetróxido de osmio se utiliza como agente colorante. El OsO 4 es muy venenoso, muy irritante para la piel, las mucosas y especialmente perjudicial para los ojos. Cualquier trabajo con esto sustancia útil requiere extrema precaución.
Externamente, el tetróxido de osmio puro parece bastante común: cristales de color amarillo pálido, solubles en agua y tetracloruro de carbono. A una temperatura de aproximadamente 40°C (hay dos modificaciones del OsO 4 con puntos de fusión similares) se funden, y a 130°C el tetróxido de osmio hierve.
Otro óxido de osmio - OsO 2 - polvo negro insoluble en agua - significado práctico no tiene. Tampoco encontrado todavía aplicación práctica y otros compuestos conocidos del elemento número 76: sus cloruros y fluoruros, yoduros y oxicloruros, sulfuro de OsS 2 y telururo de OsTe 2, sustancias negras con estructura de pirita, así como numerosos complejos y la mayoría de las aleaciones de osmio. Las únicas excepciones son algunas aleaciones del elemento nº 76 con otros metales de platino, tungsteno y cobalto. Su principal consumidor es la fabricación de instrumentos.
El osmio nativo no se ha encontrado en la naturaleza. En los minerales siempre está asociado con otro metal del grupo del platino: el iridio. Hay todo un grupo de minerales de osmido de iridio. El más común de ellos es la nevyanskita, una aleación natural de estos dos metales. Contiene más iridio, razón por la cual la nevyanskita a menudo se llama simplemente iridio ósmico. Pero otro mineral, la sisertskita, se llama iriduro de osmio y contiene más osmio... Ambos minerales son pesados, con un brillo metálico, y esto no es sorprendente, tal es su composición. Y no hace falta decir que todos los minerales del grupo del iridio ósmico son muy raros.
A veces, estos minerales se encuentran de forma independiente, pero con mayor frecuencia el iridio ósmico es parte del platino en bruto nativo. Las principales reservas de estos minerales se concentran en la URSS (Siberia, Urales), Estados Unidos (Alaska, California), Colombia, Canadá y otros países. Sudáfrica.
Naturalmente, el osmio se extrae junto con el platino, pero el refinado del osmio difiere significativamente de los métodos para aislar otros metales del platino. Todos ellos, excepto el rutenio, se precipitan a partir de soluciones, mientras que el osmio se obtiene por destilación del tetróxido volátil.
Pero antes de destilar el OsO 4, es necesario separar el osmido de iridio del platino y luego separar el iridio y el osmio.
Cuando el platino se disuelve en agua regia, los minerales del grupo del osmido de iridio permanecen en el sedimento: ni siquiera este de todos los disolventes puede superar estas aleaciones naturales más estables. Para convertirlos en solución, el precipitado se funde con ocho veces la cantidad de zinc; esta aleación es relativamente fácil de convertir en polvo. El polvo se sinteriza con peróxido de bario BaO 3 y luego la masa resultante se trata con una mezcla de nitrógeno y ácido clorhídrico directamente en el aparato de destilación - para destilar OsO 4.
Se captura con una solución alcalina y se obtiene una sal de composición Na 2 OsO 4. Una solución de esta sal se trata con hiposulfito, después de lo cual el osmio se precipita con cloruro de amonio en forma de sal de Fremy Cl 2 . El precipitado se lava, se filtra y luego se calcina en llama reductora. Por eso el osmio esponjoso aún no es lo suficientemente puro.
Luego se purifica tratándolo con ácidos (HF y HCl) y luego se reduce en un horno eléctrico en una corriente de hidrógeno. Después del enfriamiento se obtiene metal con una pureza de hasta el 99,9% de O 3.
Esto es esquema clásico obtención de osmio, un metal que todavía se utiliza de forma muy limitada, un metal muy caro, pero bastante útil.
El osmio natural consta de siete isótopos estables con números de masa 184, 186...190 y 192. Un patrón interesante: cuanto mayor es el número de masa del isótopo de osmio, más común es. La proporción del isótopo más ligero, el osmio-184, es del 0,018%, y la del isótopo más pesado, el osmio-192, del 41%. De los isótopos radiactivos artificiales del elemento 76, el de mayor vida útil es el osmio-194, con una vida media de unos 700 días.
EN últimos años Los químicos y metalúrgicos están cada vez más interesados en los carbonilos, compuestos de metales con CO, en los que los metales son formalmente de valencia cero. El níquel carbonilo ya se utiliza bastante en la metalurgia, lo que nos permite esperar que otros compuestos similares con el tiempo puedan facilitar la producción de ciertos materiales valiosos. Actualmente se conocen dos carbonilos del osmio. El pentacarbonil Os(CO) 5 es un líquido incoloro en condiciones normales (punto de fusión – 15°C). Se obtiene a 300°C y 300 atm. a partir de tetróxido de osmio y monóxido de carbono. A temperatura y presión normales, Os(CO) 5 se transforma gradualmente en otro carbonilo de composición Os 3 (CO) 12 - amarillo sustancia cristalina, derritiendo a 224°C. La estructura de esta sustancia es interesante: tres átomos de osmio forman un triángulo equilátero con lados de 2,88 Å de largo y cuatro moléculas de CO están unidas a cada vértice de este triángulo.
“Los fluoruros OsF 4, OsF 6, OsF 8 se forman a partir de elementos a 250...300°C... OsF 8 es el más volátil de todos los fluoruros de osmio, pb. 47.5°"... Esta cita está tomada del Volumen III de la "Concise Chemical Encyclopedia", publicada en 1964. Pero en el Volumen III de "Fundamentals" química General» B.V. Nekrasov, publicado en 1970, rechaza la existencia del octafluoruro de osmio OsF 8. Citamos: “En 1913, se obtuvieron por primera vez dos fluoruros de osmio volátiles, descritos como OsF 6 y OsF 8. Esto se creyó hasta 1958, cuando resultó que en realidad corresponden a las fórmulas OsF 5 y OsF 6. Así, OsF 8, que apareció en la literatura científica durante 45 años, en realidad nunca existió. Estos casos de “cierre” de conexiones descritas anteriormente no son tan raros”.
Tenga en cuenta que a veces los elementos también tienen que estar "cerrados"... Queda por agregar que, además de los mencionados en la "Enciclopedia química concisa", se obtuvo otro fluoruro de osmio: el inestable OsF 7. Esta sustancia de color amarillo pálido se descompone a temperaturas superiores a –100°C en OsF 6 y flúor elemental.
Varias decenas de kilogramos al año. Esta es la producción de osmio. Se encuentra entre los metales más caros del mundo y ocupa el segundo lugar después del californio.
Más adelante te contamos cuánto dan por un gramo. Por ahora, tengamos en cuenta que el elevado coste de las materias primas justifica su uso sólo cuando el resultado es más importante.
El resultado es osmio proporciona uno que otros metales no son capaces de hacer. ¿Por qué? La respuesta será una lista de las propiedades del elemento.
Propiedades del osmio
El osmio es un metal., insoluble en álcalis. Incluso sus poderosos representantes son impotentes contra el elemento.
Además, permanece ileso en mezclas y ácidos. , al que pertenece el osmio, por ejemplo, se presta al agua regia.
La inercia química permite el uso. aleaciones de osmio y recubrimientos elaborados a partir de él en ambientes agresivos. Ejemplos específicos Lo describiremos en un capítulo aparte.
Las materias primas para los productos suelen ser: osmio en polvo. No es difícil de conseguir, ya que la sustancia se desmorona fácilmente.
En forma de polvo, el osmio, aunque lentamente, se disuelve en concentrados de nitrógeno y sulfúrico, reacciona con los vapores y.
Puedes conseguirlo en polvo. amalgama de osmio, es decir, su solución en .
La interacción del osmio con otras sustancias va acompañada de un olor acre desagradable.
Este es el "aroma" del héroe. Fue nombrado así por su descubridor, el químico británico William Wollaston. Del griego "osmio" se traduce como "olor".
La apariencia del elemento, por el contrario, es atractiva. El metal es considerado uno de los más bellos. Cristales de osmio azul plateado.
El metal es azul oscuro, fundido. El polvo del elemento es de color violeta intenso.
Sin embargo, con tal apariencia, la "carrera de modelo" de Osmium no funcionó. no trabaje con metal.
Debido al precio y, al mismo tiempo, a la fragilidad, el elemento no se puede mecanizar.
Esto también interfiere con la refractariedad de la sustancia. Osmio - elemento, ablandándose sólo a temperaturas superiores a 3000 grados centígrados.
Lo que no es de tu agrado sirve en la industria pesada. Hay un capítulo aparte para los matices.
Aquí vale la pena decir que además de la refractariedad, es digno de atención. densidad de osmio. Eso es casi 23 gramos por centímetro cúbico.
Este indicador convierte al héroe del artículo en el metal más pesado del mundo. Vierta polvo de osmio en una botella de plástico.
Ahora, vierte agua en un cubo de metal, de unos 20 litros, y levántalo. La botella será varias veces más pesada.
El efecto de los compuestos metálicos en el organismo también es grave. Óxido de osmio u otras sustancias que lo contengan, afectan órganos internos, provocar pérdida de visión.
El envenenamiento por vapores de elementos puede ser fatal. La cantidad de osmio en la atmósfera es 5 veces menor que la del ácido cianhídrico, sólo 0,002 miligramos por metro cúbico.
Dentro de este contenido, el metal puede resultar incluso beneficioso. Así, los científicos ingleses han demostrado que el osmio bloquea el desarrollo de células cancerosas.
Ya se están desarrollando métodos basados en el osmio para tratar el cáncer. En qué otro lugar y cómo puede resultar útil el héroe del artículo, te lo contamos más.
Aplicaciones del osmio
Antes del descubrimiento de las propiedades anticancerígenas del osmio, también lo utilizaban los médicos, pero en implantes. Están fabricados con metales nobles para que no haya reacciones alérgicas y, en general, cualquier reacción con el medio ambiente.
Cada implante tiene el suyo. El osmio es necesario en la estimulación cardíaca, es decir, reemplaza elementos del corazón.
En él se implantan implantes que consisten en un 10% de osmio. El resto es .
No es de extrañar que el coste del equipo sea comparable al precio del trabajo de los mejores cirujanos del mundo. las mejores clínicas paz.
Del grupo del platino, el osmio es el metal menos consumido. Debido a su alto costo y rareza, están buscando un reemplazo.
Entonces, en el siglo pasado, el héroe del artículo fueron las lámparas incandescentes, como el metal más refractario.
Pero se encontró una alternativa digna. El último filamento se utilizó durante varias décadas.
No ha dejado de ser útil aplicación de osmio, como componente de aleaciones para dispositivos y herramientas.
Los productos con el metal más pesado baten récords de resistencia al desgaste. Está compuesto por un elemento cuyo único rival es su refractariedad e inmunidad a los reactivos químicos.
Si desea conseguir un cortador que no se destruya o un bisturí que pueda operar en todos los seres vivos, solicite instrumentos con osmio.
Comprar osmio los industriales luchan por tecnología de medición. Contiene metal en las hachas y flechas.
Para ellos, la ausencia de propiedades es importante. Osmio coincide con la solicitud. Por cierto, el héroe del artículo también resulta útil en los mecanismos.
El elemento se utiliza, por regla general, en modelos de élite. Entonces, los Rolex valen millones de dólares por una razón.
El precio no se compone únicamente del prestigio de la empresa, de la alta calidad del mecanismo y de la carcasa. También hay elementos preciosos en el interior del reloj. El osmio es un metal noble y no en vano está clasificado como grupo del platino.
De las aleaciones de osmio, las más habituales son los dúos con y. Se fabrican, por ejemplo, para puntas técnicas con mayor resistencia física y química.
Los contactos eléctricos están hechos de una aleación con. venta de osmio también posible para la producción contactos electricos. En ellos, junto con el metal más pesado, también se añade tungsteno.
Tetroxido de osmio utilizado en microscopía electrónica. Aquí el metal más pesado sirve como fijador de objetos biológicos. Un elemento raro garantiza la seguridad de las microestructuras de sus células.
El tetróxido es el compuesto más utilizado osmia. Su foto se puede publicar en línea con el título "catalizador".
En esta función, el osmio es más eficaz. En particular, la síntesis, la producción de ciertos fármacos y la hidrogenación de materia orgánica no pueden realizarse sin el héroe del artículo.
Ahora, la información prometida sobre la industria pesada. Osmio 187 y otros isótopos de la sustancia se utilizan en cohetes, aviones y también en ojivas militares.
El metal los fortalece y les permite soportar temperaturas y cargas extremas.
187 isótopo de osmio- sólo uno de ellos. El metal tiene varios tipos de nucleidos. Estos son tipos de átomos. Se diferencian en el número de neutrones en su núcleo.
Todos los isótopos de osmio son similares en punto de fusión y apariencia. Esto complica la separación de partículas y su extracción.
Como resultado, salta aún más. costo de osmio. Averigüemos por lo que tienen que pasar los industriales para traer metal en polvo al mundo.
Minería de osmio
“Tamara y yo vamos en pareja”. frase de canción infantil También se puede aplicar al osmio. Sólo que él “camina en parejas”.
El metal no se encuentra por separado en la naturaleza. Así, los industriales se enfrentan a la tarea no sólo de separar los isótopos del héroe del artículo, sino también de separarlo de su "camarada".
Junto al osmio, el iridio, el paladio y otros platinoides suelen ir acompañados de los más afortunados.
En él, junto con Tasmania, EE.UU.,Australia y Colombia contienen las principales reservas de esta rara sustancia. Pero los depósitos más grandes se encuentran en Sudáfrica.
Por lo tanto, establece en gran medida precios del osmio. Te contamos cómo son este año en el capítulo final.
Precio del osmio
Precio del osmio por gramo supera los $200.000. Estos son datos de los metales más caros. Sin embargo, fue compilado a principios de la década de 2000.
La situación ha cambiado. Hay una tendencia a aumentar la producción. Dado que el osmio se extrae como subproducto, ha habido un aumento temporal de la producción a 200 kilogramos por año y, como resultado, el costo de la sustancia más pesada ha disminuido.
Sin embargo, dadas las reservas limitadas de platino y osmio, a largo plazo el precio seguirá aumentando.
La excepción será una situación en la que los científicos encuentren un reemplazo digno y más rentable para el héroe del artículo.
Cabe señalar que el precio del osmio varía según el tipo de isótopo. El más práctico, químicamente resistente y es el 187.
Piden el máximo para él. También están los nucleidos 188, 189, 190, 191 y 192.
De ellos, sólo 191 no es estable, es decir, se puede utilizar en la industria nuclear, por lo que también está muy valorado, pero se queda corto respecto a 187.
El osmio (lat. Osmio) es un elemento químico con número atómico 76. Tabla periódica elementos químicos D.I. Mendeleev, designado por el símbolo Os. En condiciones normales, es un metal blanco plateado brillante con un tinte azulado.
El osmio es el más pesado de todos los metales (su densidad es de 22,6 g/cm3) y uno de los más duros, pero también es quebradizo y puede convertirse fácilmente en polvo. Es un metal de transición y pertenece al grupo del platino.
El osmio fue descubierto en 1804 por el químico inglés S. Tennant en el polvo negro que quedaba tras disolver el platino en agua regia. Se caracteriza por la formación de tetróxido de OsO 4 con un olor acre. De ahí el nombre del elemento, que proviene del griego “osme” - olor.
Exteriormente, el osmio se diferencia poco de otros metales del grupo del platino, pero tiene los puntos de fusión y ebullición más altos entre todos los metales de este grupo y es el más pesado. También se puede considerar el menos "noble" de los platinoides, ya que en estado finamente triturado se oxida con el oxígeno del aire ya a temperatura ambiente.
El osmio es el metal precioso más denso. Es un poco más denso que el elemento platino: el iridio. Las densidades más fiables de estos metales se pueden calcular a partir de los parámetros de sus redes cristalinas: 22,562 ± 0,009 g/cm3 para el iridio y 22,587 ± 0,009 g/cm3 para el osmio. Según las últimas informaciones, la densidad del osmio es de 22,61 g/cm3.
Por su dureza, fragilidad, baja presión vapores (el más bajo de todos los metales de platino), así como un punto de fusión muy alto, el osmio es difícil de mecanizar.
Propiedades termodinámicas:
- punto de fusión 3327 K (3054 °C);
- punto de ebullición 5300 K (5027 °C);
- calor de fusión 31,7 kJ/mol;
- calor de evaporación 738 kJ/mol;
- conductividad térmica (300 K) (87,6) W/(m·K);
- temperatura de transición al estado superconductor - 0,66 K;
- capacidad calorífica molar 24,7 J/(K mol).
Volumen molar 8,43 cm3/mol.
La estructura reticular es hexagonal.
Dureza Vickers 3 - 4 GPa, dureza Mohs 7.
El módulo elástico normal es 56,7 GPa.
Módulo de corte - 22 GPa.
El osmio es paramagnético (susceptibilidad magnética 9,9·10-6).
En la naturaleza, el osmio se presenta en forma de siete isótopos, 6 de los cuales son estables: 184Os (0,018%), 187Os (1,64%), 188Os (13,3%), 189Os (16,1%), 190Os (26,4%) y 1920 (41,1%). Osmio-186 (contenido en la corteza terrestre 1,59%) está sujeto a desintegración alfa, pero dada su vida media excepcionalmente larga (2,0 ± 1,1) 1015 años, puede considerarse prácticamente estable. Obtenido artificialmente isótopos radioactivos osmio con números de masa de 162 a 197, así como varios isómeros nucleares. El más longevo es el osmio-194, con una vida media de unos 700 días.
Cuando se calienta, el polvo de osmio reacciona con oxígeno, halógenos, vapores de azufre, selenio, telurio, fósforo, ácidos nítrico y sulfúrico. El osmio compacto no reacciona ni con ácidos ni con álcalis, sino que forma osmatos solubles en agua con álcalis fundidos. Lento para responder a Ácido nítrico y agua regia, reacciona con álcalis fundidos en presencia de agentes oxidantes (nitrato o clorato de potasio), con peróxido de sodio fundido. En compuestos presenta estados de oxidación de -2 a +8, de los cuales los más comunes son +2, +3, +4 y +8. El osmio metálico y todos sus compuestos se oxidan fácilmente electroquímicamente a OsO4.
El osmio, a diferencia de la mayoría de los elementos del grupo VIII, se caracteriza por una valencia de 8+ y forma el tetróxido estable OsO4 con oxígeno. Esta peculiar conexión es sin duda la más importante.
Externamente, el tetróxido de osmio puro parece bastante común: cristales de color amarillo pálido, solubles en agua y tetracloruro de carbono. A una temperatura de unos 40°C (hay dos modificaciones del OsO4 con puntos de fusión similares) se funden, y a 130°C el tetróxido de osmio hierve.
Al igual que el osmio elemental, el OsO4 tiene propiedades catalíticas; OsO4 se utiliza en la síntesis del fármaco moderno más importante: la cortisona.
El óxido de osmio es muy volátil, su vapor OsO4 es venenoso y corroe las mucosas. Tiene propiedades ácidas y forma compuestos del tipo K2OsO4.
Otro óxido de osmio, el OsO2, es un polvo negro insoluble en agua y no tiene importancia práctica. Además, sus otros compuestos conocidos aún no han encontrado aplicación práctica: cloruros y fluoruros, yoduros y oxicloruros, sulfuro de OsS2 y telururo de OsTe2, sustancias negras con estructura de pirita, así como numerosos complejos y la mayoría de las aleaciones de osmio.
Actualmente se conocen dos carbonilos del osmio. El pentacarbonil Os(CO)5 es un líquido incoloro en condiciones normales (punto de fusión – 15°C). Se obtiene a 300°C y 300 atm. del tetróxido de osmio y monóxido de carbono. A temperaturas y presiones normales, Os(CO)5 se transforma gradualmente en otro carbonilo de composición Os3(CO)12, una sustancia cristalina de color amarillo que se funde a 224°C.
En la naturaleza, el osmio se presenta principalmente en forma de un compuesto con iridio, que forma parte del platino nativo o del mineral de platino-paladio. Los minerales considerados materias primas para la extracción de osmio contienen en promedio una milésima de porcentaje del platino “relativo” pesado. Durante todo el período de investigación no se extrajo ni una sola pepita de osmio, ni siquiera la más pequeña.
Los principales minerales de osmio, pertenecientes a la clase de las soluciones sólidas, son las aleaciones naturales de osmio e iridio (nevyanskita y sysertskita). El más común de ellos es la nevyanskita, una aleación natural de estos dos metales. Contiene más iridio, razón por la cual la nevyanskita a menudo se llama simplemente iridio ósmico. Pero otro mineral, la sisertskita, se llama iriduro de osmio y contiene más osmio. Ambos minerales son pesados, tienen un brillo metálico y son muy raros.
Los principales depósitos de iridio ósmico se concentran en Rusia (Siberia, Urales), Estados Unidos (Alaska, California), Colombia, Canadá, Sudáfrica, Tasmania y Australia.
A pesar de que los depósitos de osmio se encuentran en todo el mundo, el único productor del isótopo 187 es Kazajstán. Este país es líder en reservas del valioso osmio-187 y es el único exportador del isótopo.
Para separar el iridio ósmico del platino, se disuelve en agua regia; los minerales del grupo del iridio ósmico permanecen en el sedimento. A continuación, el precipitado resultante se fusiona con ocho veces la cantidad de zinc; esta aleación es relativamente fácil de convertir en polvo, que se sinteriza con peróxido de bario BaO3. Luego, la masa resultante se trata con una mezcla de ácidos nítrico y clorhídrico directamente en un aparato de destilación para eliminar el OsO4.
El tetróxido de osmio se atrapa en una solución alcalina y se obtiene una sal de composición Na2OsO4. Una solución de esta sal se trata con hiposulfito, después de lo cual el osmio se precipita con cloruro de amonio en forma de sal de Fremy Cl2. El precipitado se lava, se filtra y luego se calcina en llama reductora. Por eso el osmio esponjoso aún no es lo suficientemente puro.
Luego se purifica tratándolo con ácidos (HF y HCl) y luego se reduce en un horno eléctrico en una corriente de hidrógeno. Tras enfriar se obtiene un metal con una pureza de hasta el 99,9% de Os.
Este es el esquema clásico para obtener osmio, un metal que todavía se utiliza de forma muy limitada, un metal que es muy caro, pero bastante útil. La producción mundial de osmio es de sólo unos 600 kg al año.
Todos los países que extraen osmio no lo exportan. Todo excepto Kazajstán. Este es el único país que vendió el osmio resultante en los laboratorios a un precio de 100.000 dólares el gramo. Sin embargo, las ventas ahora se han interrumpido. El osmio sólo se puede comprar en el mercado negro, donde durante muchos años el precio de 1 gramo se ha fijado en 200.000 dólares.
El osmio se utiliza en muchas aleaciones, lo que las hace muy resistentes al desgaste. Si agrega osmio a cualquier aleación, inmediatamente adquiere una increíble resistencia al desgaste, se vuelve duradera y aumenta su resistencia. estres mecanico y corrosión.
La aleación de aleaciones es una de las tareas principales, cuya solución a veces se asigna al osmio. En combinación con el tungsteno, el níquel y el cobalto, el osmio se convierte en un "trabajador" de la industria electroquímica. Los contactos, puntas y núcleos fabricados con aleaciones de osmio son famosos por su mínimo desgaste.
La introducción de platino duro y pesado en el material aumenta drásticamente la resistencia al desgaste de los pares en fricción. Sólo se necesita un poco de osmio para darle una resistencia especial al cortador de metal-cerámica. Las adiciones microscópicas de osmio al acero de corte permiten crear las hojas más afiladas para cuchillos técnicos, médicos e industriales.
Una aleación de platino (90%) y osmio (10%) se utiliza en implantes quirúrgicos como marcapasos y en el reemplazo de válvulas pulmonares.
Se utilizó una aleación de Osram (osmio con tungsteno) para fabricar filamentos de lámparas incandescentes.
Como el osmio no tiene propiedades magnéticas, se utiliza activamente en la creación de mecanismos de reloj y brújulas.
Los catalizadores de osmio se utilizan en la hidrogenación. compuestos orgánicos, en la producción de drogas, en la síntesis de amoníaco. El tetróxido de osmio (óxido superior, OsO4) se utiliza como catalizador en la producción de algunas drogas sintéticas, así como en investigación de laboratorio– con su ayuda es conveniente teñir el tejido bajo el microscopio.
Los ejes, soportes y casquillos de soporte para instrumentos de medición están fabricados de osmio macizo y no magnético. alta precisión. Y aunque los soportes de rubí son más duros y económicos que los de osmio, la durabilidad del metal a veces es preferible para la fabricación de instrumentos.
Los científicos modernos confían en que este metal no desempeña ningún papel biológico. Sin embargo, este elemento está clasificado como extremadamente corrosivo, junto con metales como el mercurio, el berilio y el bismuto.
Incluso pequeñas cantidades de osmio en el aire causan daños a los ojos en los humanos: dolor, lagrimeo y conjuntivitis; aparece un sabor metálico en la boca y aparecen espasmos en los bronquios; La respiración se vuelve difícil y esto puede continuar durante varias horas después de que se haya eliminado la fuente de intoxicación. Si el osmio afecta a una persona durante más tiempo, puede provocar ceguera, enfermedades de los pulmones y del sistema nervioso, problemas digestivos y renales e incluso la muerte.
Además, la piel humana sufre de este microelemento. Pueden volverse verdes o negros y la piel puede inflamarse, dolerse o formar ampollas. La piel de una persona puede volverse insensibilizada y muerta. Las úlceras con tal intoxicación duran mucho tiempo.
El tetróxido de osmio volátil es especialmente peligroso. Se forma durante el proceso de aislamiento de este elemento a partir de materias primas de platino. Esta es la sustancia misma por la cual el elemento recibió su nombre no muy envidiable. Irrita el tracto respiratorio y las membranas mucosas de los humanos y se percibe como la evaporación de rábanos podridos mezclados con ajo machacado y cubiertos con lejía.
La toxicidad del osmio puede ocurrir en diversas industrias. Los científicos creen que esta sustancia no debería estar presente en interiores ni siquiera en dosis muy pequeñas.
El osmio es un elemento químico del correspondiente sistema de elementos químicos. En su estado normal es un metal de transición del grupo del platino en forma de un metal blanco brillante de tono plateado con tinte azul. Este tipo Los materiales tienen la densidad más alta entre otros junto con el iridio, sin embargo, este último pierde un poco.
Este tipo de material se aísla de materias primas de metal enriquecido con platino mediante perforación a una temperatura de 800 a 900 grados Celsius en aire.
Dado que el osmio es un material complejo, no es posible calcular de forma independiente su gravedad específica en el campo. Estos cálculos se llevan a cabo en laboratorios químicos especiales. Sin embargo, la gravedad específica media del osmio se conoce y es igual a 22,61 g/cm3.
Para simplificar los cálculos, a continuación se presenta una tabla con valores. Gravedad específica osmio, así como su peso en función de las unidades de cálculo.
Este material es frágil, pero al mismo tiempo, muy metal duro con gravedad específica alta. Mecanizado difícil ceder debido a su fragilidad, dureza y alta temperatura fusión, así como baja presión de vapor. El punto de fusión del osmio es de 3033 grados Celsius y el punto de ebullición es de 5012 grados Celsius. Este tipo de material pertenece al grupo de los materiales paramagnéticos.
El osmio en forma de polvo reacciona bien con halógenos, selenio, fósforo, oxígeno, vapor de azufre, ácido sulfúrico y nítrico cuando se calienta. No interactúa en forma compacta con álcalis y ácidos. Tiene una baja velocidad de reacción con agua regia y ácido nítrico.
Este tipo de material es uno de los pocos metales que forman grupos o compuestos polinucleares.
No tiene ningún efecto sobre papel biológico organismos vivos y es extremadamente tóxico.
EN forma natural no se encuentra en la naturaleza. Este material siempre está asociado con otro tipo de metal del grupo del platino: el iridio. El osmio se extrae junto con el platino. Cuando se procesa, se libera iridio ósmico, que se divide en componentes separados: iridio y osmio. A continuación, el osmio se purifica, se trata con ácidos y se reduce con hidrógeno en un horno eléctrico, lo que da como resultado un metal puro con una concentración de hasta el 99,9 por ciento.
Se utiliza ampliamente como catalizador de reacciones y componente de aleaciones con iridio. Cabe destacar las direcciones principales:
