Elemento ordinal con número de átomo 76 en sistema químico DI. El nombre de Mendeleev es osmio. En su forma sólida, el metal tiene un color blanco plateado brillante con tintes azulados. Considerado un metal pesado, la densidad del osmio es de 22,6 g/cm3. Pero al mismo tiempo es frágil y se puede utilizar para hacer polvo. Fue en este estado donde el químico inglés S. Tennant descubrió el metal. Metal de transición, parte del grupo del platino. En estado pequeño es susceptible a la oxidación a temperatura ambiente.
un metal precioso el más denso (22,61 g/cm3) y refractario. Las propiedades físicas del osmio son las siguientes:
1. Se funde a una temperatura de 3047 °C, hierve a 5025 °C, no se puede procesar mecánicamente, no se puede disolver en ácido y agua regia.
2. Tiene un olor desagradable, que recuerda a una mezcla de ajo y lejía, que se añade para dar dureza y elasticidad a la aleación de platino.
3. Masa atomica el osmio es 190,23 g/mol.
4. El isótopo 187 es el resultado de la desintegración del isótopo de renio. Debido a su inercia química, la aleación de osmio se utiliza en ambientes ácidos agresivos.
5. El metal se tritura fácilmente, en forma de polvo. púrpura Se disuelve lentamente en ácidos, reacciona con compuestos como azufre, selenio, telurio y fósforo.
6. En estado desmenuzable, reacciona con el mercurio para formar una amalgama de osmio.
7. Al interactuar con otras sustancias emite mal olor.
8. Externamente, los cristales lucen hermosos. Cuando se expone a altas temperaturas, se derrite formando cristales duros y quebradizos. El color del metal es azul grisáceo con un brillo plateado.
Sus características externas podrían ser apreciadas por los joyeros, pero debido a su toxicidad y interacción química con otros elementos no se utiliza para la producción de joyas.
La corteza terrestre se compone de un 0,5% de este metal, principalmente en el centro de la Tierra: el núcleo. Un trozo de metal, como un huevo, pesa un kilogramo. Si se vierte polvo de esta sustancia en un recipiente de 0,5 litros, su peso será de 16 kg.
Las propiedades químicas del metal noble son las siguientes:
Hay seis isótopos en la naturaleza, uno de los 186 isótopos se desintegra en compuestos del grupo alfa. El osmio existe por más tiempo: el 194 con una vida media de dos años. El osmio se diferencia poco de sus compañeros del grupo del platino (rutenio, paladio, osmio, iridio, platino), pero es superior a otros metales debido a su densidad y capacidad de hervir a temperaturas muy altas.
Se encuentra en la naturaleza en forma nativa como una solución sólida con iridio (minerales nevyanskita y sysertskita).
La adición de osmio a diversas aleaciones las hace más estables, duraderas y no sujetas a mecanización ni corrosión.
El osmio es un metal noble. Pero esto contradice su estatus: traducido del griego, "osme" significa olor, es decir, químicamente activo. Y la nobleza implica la inercia de esta sustancia.
El osmio fue descubierto en 1803. El químico inglés S. Tennant, en colaboración con William H. Wollaston, experimentó disolviendo osmio en agua regia, pero no salió nada. Los químicos franceses Collet-Descoti, Antoine de Fourcroix y Vauquelin llevaron a cabo pruebas similares. Descubrieron un precipitado insoluble de mineral de platino en este elemento. El elemento químico recibió el nombre de pten, de la palabra griega que significa volar. Con este experimento comprobaron la presencia de dos sustancias químicas- osmio e iridio.
En la naturaleza, el metal noble no existe en pepitas. Se extrae de las siguientes rocas: sysertskita, nevyanskita, osmiirida y sarsita. Forma parte de minerales de cobre, molibdeno y níquel. Según algunos datos, contiene compuestos de arsénico y azufre.
La proporción de materia en el planeta es el 0,000005% de la masa total de todos. rocas. En la naturaleza, el osmio se combina con el iridio, cuyo porcentaje oscila entre 10 y 50. Existen reservas de este metal en África, Tasmania, Australia, Estados Unidos, Canadá, Colombia y Rusia. El país más rico en contenido de osmio es Sudáfrica (depósito del complejo Bushveld). El metal noble se puede encontrar en aleaciones de platino nativo, pero más a menudo en aleaciones de osmio e iridio.
El estado desmoronado es la forma de existencia más aceptable. De esta forma entra mejor. reacciones químicas y se somete a un tratamiento térmico. El metal del grupo del platino se puede obtener de las siguientes formas:
Los cristales obtenidos mediante este último método son muy caros. Alguien logró hacer crecer cristales a partir de polvo, pero el método es difícil y requiere mucho tiempo.
El metal es bastante escaso en la naturaleza y la extracción de osmio es un proyecto costoso, lo que determina su precio en el mercado. En los años 60 y 70 del siglo XX, el metal precioso era varias veces más caro que el oro. Lo vendieron barato, pero estaba valorado a un precio elevado; por eso las ofertas en el mercado eran asombrosas: el gramo de metal se estimaba en 10 mil y en 200 mil dólares. El oro no está tan valorado como su homólogo del grupo del platino.
El compuesto químico que daña el osmio órganos humanos. La inhalación de vapores es fatal. Cuando los animales estaban intoxicados, se observó anemia y se vio afectada la función pulmonar.
¿Sabes que el óxido de tetraosmio OsO4 es un compuesto bastante agresivo y, si se envenena, aparecen burbujas verdes o negras en la piel? No es fácil para una persona, ya que el tratamiento llevará mucho tiempo.
Quienes trabajan en industrias peligrosas deben tratarse con precaución. Para ello, las empresas fabrican trajes de protección y respiradores.
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. Es difícil de mecanizar, debido a su fragilidad, dureza y alto punto de fusión, así como a baja presión 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, vapores de azufre, azufre y Ácido 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 va asociado a 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:
El osmio es un elemento químico con número atómico 76 en la Tabla Periódica de Elementos Químicos de D. I. Mendeleev, designado por el símbolo Os (lat. Osmio).
Número atómico - 76
Masa atómica - 190,23
Densidad, kg/m³ - 22500
Punto de fusión, °C - 3000
Capacidad calorífica, kJ/(kg °C) - 0,13
Electronegatividad - 2.2
Radio covalente, Å - 1,26
1ra ionización potencial, eV - 8,70
Historia del descubrimiento del osmio.
En 1804, el famoso científico inglés William Wollaston, que había intrigado enormemente al mundo científico (se describe más sobre esto en el ensayo sobre el paladio "La broma del químico inglés"), informó en una reunión de la Royal Society que, mientras analizaba materia prima (natural ) platino, descubrió en él metales hasta entonces desconocidos, a los que llamó paladio y rodio. Ambos se encontraron en esa parte del platino que se disolvió en agua regia, pero esta reacción también dejó un residuo insoluble. Como un imán, atrajo a muchos químicos, que creían con razón que en él se podía esconder algún elemento hasta ahora desconocido.
Los franceses Collet-Descotilles, Fourcroix y Vauquelin estuvieron cerca del éxito. Más de una vez notaron que cuando se disolvía platino crudo en agua regia, se liberaba humo negro, y cuando el residuo insoluble se fusionaba con potasio cáustico, se formaban compuestos que "no se oponían" a la disolución.
Fourcroix y Vauquelin sugirieron que el elemento deseado se evapora parcialmente en forma de humo, y que la parte que no logra “evacuar” de esta manera ofrece toda la resistencia posible al agresor, sin querer siquiera disolverse en él. Los científicos se apresuraron a darle un nombre al nuevo elemento: "pten", que en griego significa "alado, volador".
Pero este nombre revoloteó como una mariposa y se hundió en el olvido, ya que Tennant pronto logró separar el "pollo": de hecho, era una aleación natural de dos metales diferentes. El científico llamó a uno de ellos iridio, por la variedad de colores de las sales, y al otro, osmio, porque su tetróxido, que se libera cuando se disuelve el producto de la fusión del osmiridio (como se conoció más tarde al antiguo "pten") con un álcali. en ácido o agua, tenía un olor desagradable e irritante, similar al mismo tiempo al olor del cloro y del rábano podrido. Más tarde resultó que el propio metal es capaz de emitir un "aroma" similar, aunque más débil: el osmio finamente molido se oxida gradualmente en el aire y se convierte en tetróxido.
Al parecer, a Tennant no le gustó este olor y, enojado, decidió inmortalizar en el nombre del elemento que descubrió su impresión más poderosa desde su primer encuentro con él.
Te conocen por su ropa, los despiden por su inteligencia. Y si el olor y el color (blanco estaño con un tinte azul grisáceo) pueden considerarse la "ropa" del osmio, entonces sus características son elemento químico y cómo el metal, según este proverbio, debería clasificarse como “mente”.
Entonces, ¿de qué puede presumir nuestro héroe? En primer lugar, como ya se ha dicho, por su noble origen. Echa un vistazo a tabla periódica elementos: en el lado derecho se destaca la familia del platino, formada por dos tríadas. La tríada superior incluye metales ligeros de platino: rutenio, rodio, paladio (todo en el mundo es relativo: cualquier representante de esta trinidad es más de una vez y media más pesado que el hierro). La segunda tríada reunió a verdaderos héroes de peso pesado: osmio, iridio y platino.
Es interesante que durante mucho tiempo los científicos se adhirieron a este orden de pesos atómicos crecientes de estos elementos: platino - iridio - osmio. Pero cuando D.I. Mendeleev creó su sistema periódico, tuvo que comprobar, aclarar y, a veces, corregir cuidadosamente los pesos atómicos de muchos elementos. No fue fácil hacer todo este trabajo solo, por lo que Mendeleev involucró a otros químicos en el trabajo. Entonces, cuando le recomendaron a Yu.V. Lermontov, que no sólo era pariente del gran poeta, sino también un químico altamente calificado, el científico le pidió que aclarara los pesos atómicos del platino, el iridio y el osmio, ya que le causaban grandes dudas.
En su opinión, el osmio debería tener el peso atómico más pequeño y el platino el más grande. Una serie de experimentos precisos realizados por Lermontova confirmaron la exactitud del creador de la ley periódica. De este modo se determinó la disposición actual de los elementos de esta tríada: todo encajó en su lugar.
Encontrar osmio en la naturalezaNo se ha encontrado osmio en forma nativa. Se encuentra en minerales polimetálicos que también contienen platino y paladio (minerales de sulfuro de cobre-níquel y cobre-molibdeno). Los principales minerales de osmio son las aleaciones naturales de osmio e iridio (nevyanskita y sysertskita), que pertenecen a la clase de las soluciones sólidas. A veces, estos minerales se encuentran de forma independiente, pero más a menudo el iridio ósmico forma parte del platino nativo. Los principales depósitos de iridio ósmico se concentran en Rusia (Siberia, Urales), Estados Unidos (Alaska, California), Colombia, Canadá, países Sudáfrica. El osmio también se encuentra en forma de compuestos con azufre y arsénico (erlichmanita, laurita de osmio, osarsita). El contenido de osmio en los minerales no suele superar el 1,10-3%.
Junto con otros metales nobles, se encuentra en los meteoritos de hierro.
Isótopos de osmioEn la naturaleza, el osmio se encuentra en siete isótopos, 6 de los cuales son estables: 184 Os, 187 Os, 188 Os, 189 Os, 190 Os y 192 Os. El isótopo más pesado (osmio-192) representa el 41%, el isótopo más ligero (osmio-184) sólo el 0,018% del total de las “reservas”. El osmio-186 está sujeto a desintegración alfa, pero dada su vida media excepcionalmente larga de (2,0±1,1)×10 15 años, puede considerarse prácticamente estable. Según los cálculos, otros isótopos naturales también son capaces de sufrir desintegración alfa, pero con una vida media aún más larga, por lo que su desintegración alfa no se observó experimentalmente. En teoría, para 184 Os y 192 Os es posible una doble desintegración beta, lo que tampoco se ha observado mediante observaciones.
El isótopo osmio-187 es el resultado de la desintegración del isótopo renio (187 Re, vida media 4,56×10 10 años). Se utiliza activamente para datar rocas y meteoritos (método renio-osmio). El uso más conocido del osmio en los métodos de datación es el método del iridio-osmio, que se utilizó para analizar el cuarzo de la capa límite que separa los períodos Cretácico y Terciario.
La separación de isótopos de osmio es una tarea bastante compleja. Por eso algunos isótopos son bastante caros. El primer y único exportador de osmio-187 puro es Kazajstán, que desde enero de 2004 ofrece oficialmente esta sustancia a precios de 10.000 dólares por gramo.
Ancho aplicación práctica no tiene osmio-187. Según algunos informes, el objetivo de las operaciones con este isótopo era el blanqueo de capitales ilegales.
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, por lo que a la nevyanskita a menudo se le 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 los países de 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 ácidos nítrico y clorhídrico directamente en un aparato de destilación para eliminar el 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.
Propiedades físicas del osmioLa alta dureza y la excepcional refractariedad permiten utilizar osmio para recubrir unidades de fricción.
El osmio es el primer elemento en densidad. Su densidad es de 22,61 g/cm³.
El osmio es un metal de color blanco estaño con un tinte azul grisáceo. Es el más pesado de todos los metales y uno de los más duros. Sin embargo, la esponja de osmio se puede moler hasta convertirla en polvo porque es frágil.
Red cristalina hexagonal de tipo Mg, a = 0,27353 nm, c = 0,43191 nm, z = 2, espacios. grupo P63/mmc;
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.
Densidad del metal 22,61 g/cm 3 ; punto de fusión 31,8 kJ/mol, temperatura de evaporación 747,4 kJ/mol; presión de vapor 2,59 Pa (3000 °C), 133 Pa (3240 °C); 1,33 kPa (3640 °C), 13,3 kPa (4110 °C); coeficiente de temperatura de expansión lineal 5·10 -6 K -1 (298 K); conductividad térmica 0,61 W/(cm·K); Conductividad 9,5 μΩ cm (20°C), coeficiente de temperatura. Conductividad 4,2·10 -3 K -1; paramagnético, magnético susceptibilidad + 9,9·10 -6; temperatura de transición al estado superconductor 0,66 K; Dureza Vickers 3-4 GPa, dureza Mohs 7; módulo elástico normal 56,7 GPa; módulo de corte 22 GPa.
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 cuando interactúa con el oxígeno, presenta una valencia de 8+.
Propiedades químicas del osmio.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. Reacciona lentamente con ácido nítrico y agua regia, reacciona con álcalis fundidos en presencia de agentes oxidantes (nitrato o clorato de potasio) y con peróxido de sodio fundido. En compuestos presenta estados de oxidación +4, +6, +8, con menos frecuencia otros de +1 a +7.
En su estado compacto, el osmio es resistente a la oxidación hasta 400 °C. El osmio compacto no se disuelve en ácido clorhídrico caliente ni en agua regia hirviendo. El osmio finamente disperso se oxida con HNO 3 y H 2 SO 4 hirviendo a OsO 4; cuando se calienta, reacciona con F 2, Cl 2, P, Se, Te, etc. El Osmio metálico puede. transferido a solución por fusión con álcalis en presencia de agentes oxidantes, se forman sales de ácido ósmico H 2 OsO 4 -osmato (VI), que es inestable en estado libre. Cuando OsO 4 reacciona con KOH en presencia de etanol o por radiación con KNO 2, también se obtiene osmato(VI) K 2 o K 2 OsO 4 2H 2 O. El osmato(VI) se reduce con etanol a hidróxido Os(OH). ) 4 (negro), que en una atmósfera de N 2 se deshidrata a dióxido de OsO 2. Se conocen perosmatos M 2, donde X = OH, F, formados por la interacción de una solución de OsO 4 con una solución alcalina concentrada.
Una característica notable del tetróxido de osmio es que su solubilidad en líquidos orgánicos es mucho mayor que en agua. Entonces, en condiciones normales, solo se disuelven 14 gramos de esta sustancia en un vaso de agua y más de 700 gramos en un vaso de tetracloruro de carbono.
En una atmósfera de vapor de azufre, el polvo de osmio arde como una cerilla y forma sulfuro. El flúor omnívoro a temperatura ambiente no causa ningún "daño" al osmio, pero cuando se calienta a 250-300 C, se forman varios fluoruros. Desde que los dos fluoruros de osmio volátiles se prepararon por primera vez en 1913, se pensaba que sus fórmulas eran OsF6 y OsF8. Pero en 1958 resultó que el fluoruro OsF8, que había “vivido” en la literatura química durante casi medio siglo, en realidad nunca existió, y los compuestos indicados correspondían a las fórmulas OsF5 y OsF6. Hace relativamente poco tiempo, los científicos lograron obtener otro fluoruro, OsF7, que, cuando se calienta por encima de 100 C, se descompone en OsF6 y flúor elemental.
Aplicaciones del osmioUna de las principales ventajas del osmio es su altísima dureza; En esto, pocos metales pueden competir con él. Por eso, al crear aleaciones con mayor resistencia al desgaste, se introduce osmio en su composición. Las plumas estilográficas con plumín de oro no son infrecuentes. Pero el oro es un metal bastante blando y, tras muchos años de trabajo, la pluma tiene que recorrer largos kilómetros sobre el papel a voluntad de su propietario. Por supuesto, el papel no es una lima ni una esmeril, pero solo unos pocos metales pueden resistir tal prueba. Y, sin embargo, las puntas de las plumas hacen frente a este difícil papel. ¿Cómo? El secreto es sencillo: normalmente se fabrican a partir de aleaciones de osmio con otros platinoides, la mayoría de las veces de osmiridio, que ya conoces. Sin exagerar, podemos decir que una pluma “blindada” con osmio no se puede derribar.
Dureza excepcional, buena resistencia a la corrosión, alta resistencia al desgaste, no propiedades magnéticas hacen del osmiridio un material excelente para la punta de la aguja de una brújula, ejes y soportes de los más precisos instrumentos de medición y mecanismos de reloj. De él se fabrican los filos de instrumentos quirúrgicos y los cortadores para el procesamiento artístico del marfil.
El hecho de que el osmio y el iridio a menudo "actúen a dúo", en forma de una aleación natural, se explica no sólo propiedades valiosas osmiridios. pero también por la voluntad del destino, que deseaba que en la corteza terrestre estos elementos estuvieran unidos por vínculos inusualmente fuertes. Ninguno de los metales se ha encontrado en forma de pepitas en la naturaleza, pero el osmuro de iridio y el osmio-iridio son minerales bien conocidos (se llaman nevyanskita y sysertskita, respectivamente): el iridio predomina en el primero, el osmio en el segundo.
A veces, estos minerales se encuentran de forma independiente, pero más a menudo forman parte del platino nativo. Su separación en componentes (el llamado refinado) es un proceso que incluye muchas etapas, en una de las cuales precipita el osmiridio. Y quizás lo más difícil y costoso de toda esta “historia” sea separar el osmio del iridio. Pero a menudo esto no es necesario: como ya saben, la aleación se usa ampliamente en tecnología y cuesta mucho menos que, por ejemplo, el osmio puro. Después de todo, para aislar este metal de una aleación, es necesario realizar tantas operaciones químicas que enumerarlas ocuparía mucho espacio. El producto final de una larga cadena de proceso es el osmio metálico con una pureza del 99,9%.
Además de la dureza, se conoce otra ventaja del osmio: su refractariedad.
En términos de punto de fusión (alrededor de 3000 C), superó no solo a sus hermanos nobles, los platinoides, sino también a la gran mayoría de otros metales. Gracias a su refractariedad, el osmio se abrió paso en la biografía de la bombilla eléctrica: en la época en que la electricidad demostraba su superioridad sobre otra fuente de luz, el gas, el científico alemán K. Auer von Welsbach propuso sustituir la fibra de carbono en una lámpara incandescente con otra de osmio. Las lámparas empezaron a consumir tres veces menos energía y proporcionaban una luz agradable y uniforme. Pero el osmio no duró mucho en esta importante posición: al principio fue reemplazado por el menos escaso tantalio, pero pronto se vio obligado a dar paso al más refractario de los refractarios: el tungsteno, que hasta el día de hoy mantiene su ardiente vigilancia.
Algo similar sucedió con el osmio en otro campo de aplicación: en la producción de amoníaco. El método moderno de síntesis de este compuesto, propuesto en 1908 por el famoso químico alemán Fritz Haber, es impensable sin la participación de catalizadores. Los primeros catalizadores que se utilizaron para este fin mostraron sus capacidades sólo a altas temperaturas (por encima de 700 C) y, además, no eran muy efectivos.
Los intentos de encontrarles un reemplazo no dieron resultado durante mucho tiempo. Los científicos del laboratorio de la Escuela Técnica Superior de Karlsruhe utilizaron una nueva palabra para mejorar este proceso: propusieron utilizar osmio finamente disperso como catalizador. (Por cierto, al ser muy duro, el osmio es al mismo tiempo muy frágil, por lo que una esponja de este metal se puede triturar y convertir en polvo sin mucho esfuerzo.) Los experimentos industriales han demostrado que el juego vale la pena: la temperatura del proceso se redujo en más de 100 grados, sí y salida productos terminados ha aumentado notablemente.
A pesar de que más tarde el osmio también tuvo que abandonar el escenario aquí (ahora, por ejemplo, para la síntesis de amoníaco se utilizan catalizadores de hierro económicos pero eficaces), se puede considerar que fue él quien hizo despegar un problema importante. El osmio continúa su actividad catalítica hasta el día de hoy: su uso en reacciones de hidrogenación de sustancias orgánicas da excelentes resultados. Esto se debe principalmente a la gran demanda de osmio por parte de los químicos: casi la mitad de su producción mundial se destina a necesidades químicas.
El elemento 76 también es de considerable interés como objeto. investigación científica. El osmio natural consta de siete isótopos estables con números de masa 184, 186-190 y 192. Es curioso que cuanto menor es el número de masa del isótopo de este elemento, menos común es: si el isótopo más pesado (osmio-192) cuenta para el 41%, el más ligero de los siete “hermanos” (osmio-184) tiene sólo el 0,018% del total de “reservas”. Dado que los isótopos se diferencian entre sí sólo en la masa de los átomos y en sus "inclinaciones" fisicoquímicas son muy similares entre sí, es muy difícil separarlos. Por eso, incluso las “migajas” de isótopos de algunos elementos son increíblemente caras: por ejemplo, un kilogramo de osmio-187 se estima en 14 millones de dólares en el mercado mundial. Es cierto, en Últimamente Los científicos han aprendido a "separar" isótopos mediante rayos láser y existe la esperanza de que pronto los precios de estos "bienes que no son de consumo" se reduzcan notablemente.
De los compuestos de osmio, el más grande significado práctico tiene su tetróxido (sí, el mismo al que el elemento “debe” su nombre). Actúa como catalizador en la síntesis de determinados fármacos. En medicina y biología, se utiliza como agente colorante para el examen microscópico de tejidos animales y vegetales. Debe recordarse que los cristales de tetróxido de osmio de color amarillo pálido, aparentemente inofensivos, son un veneno fuerte. irritante de la piel y mucosas, perjudiciales para los ojos.
El óxido de osmio se utiliza como tinte negro para pintar sobre porcelana: las sales de este elemento se utilizan en mineralogía como agentes decapantes fuertes. La mayoría de los compuestos de osmio, incluidos varios complejos (el osmio exhibe la capacidad de formar compuestos complejos inherentes a todos los metales de platino), así como sus aleaciones (excepto el ya conocido osmiridio y algunas aleaciones con otros platinoides, tungsteno y cobalto), son todavía “languideciendo” esperando el trabajo adecuado.
La mayoría de la población es consciente de que el oro y el platino son los metales más caros. El precio del osmio por 1 gramo, que pertenece al grupo del platino, es inferior al del oro.
Cada año se extraen en el mundo unas 2.600 toneladas de oro y una cierta cantidad de platino. Además, según las estadísticas, cada año el volumen de producción de metales preciosos aumenta un 1,5%. Mientras tanto, solo se extraen 600 kg de osmio, esto se debe a que es muy difícil de encontrar en la naturaleza. Y en forma pura no se produce. Y se extraen mediante perforación de metales del grupo del platino. Por eso, en 2019, un gramo cuesta entre 12 y 15 dólares o entre 800 y 900 rublos. La extracción de osmio implica muchas dificultades. En primer lugar, su contenido en la corteza terrestre es insignificante y, además, está disperso por toda la Tierra. Dificultad de extracción y como consecuencia precio alto limita el uso de osmio en la industria y, por lo tanto, se utiliza cuando el efecto económico de su uso excede costos incurridos para extracción y procesamiento.
El osmio se encuentra en fragmentos de meteoritos, que son tiempos diferentes Llegó a nuestro planeta. Pero la mayoría de las veces se extrae de las minas. A menudo se puede encontrar cerca un material como el iridio. La cantidad de osmio producida es realmente insignificante y para satisfacer las necesidades de diversas industrias es necesario utilizar metal secundario.
Uno de los principales exportadores de este metal es la República de Kazajstán. Según información no confirmada, el precio de un gramo extraído en este país es de unos 10.000 dólares estadounidenses. Pero esto son sólo rumores, ya que el precio del metal por onza es un secreto comercial. La magnitud del coste del metal hace pensar en la viabilidad de su uso masivo en la industria, la medicina y la biología.
El metal, denominado Os, se encuentra en la celda número 76. Los vecinos más cercanos son el renio y el iridio. En condiciones normales, la sustancia tiene un color blanco plateado.
El osmio tiene una serie de propiedades únicas. Por ejemplo, la densidad es de 22,6 gramos por centímetro cúbico. En este sentido, ha superado al iridio. Un metal que se encuentra en la naturaleza está formado por varios isótopos que son prácticamente imposibles de separar. El isótopo más utilizado es el índice 187.
La temperatura a la que el osmio cambia su estado de agregación y pasa a estado líquido es de 3.027 ºC. El material comienza a hervir cuando alcanza los 5500 ºC. La alta densidad hacía que el metal fuera muy quebradizo.
A pesar de su elevado coste, el osmio no se utiliza para fabricar joyas. La razón de esto es una mala maquinabilidad. Es casi imposible exponerlo. mecanizado. Además, debemos recordar la refractariedad y la fragilidad.
Entre los isótopos de un metal bastante raro se encuentra el número 187. Es este el que se utiliza en la construcción de tecnología espacial. Además, no podría haber sucedido sin él. arma nuclear. Se utiliza para crear equipos electrónicos que participan en el control de armas de misiles. Por cierto, también se utilizan en la construcción de instalaciones de almacenamiento de residuos nucleares.
Como se señaló anteriormente, este es uno de los pocos materiales que tiene una alta densidad; por ejemplo, un balde de agua pesará menos que una botella de medio litro llena de este metal; Mientras tanto, esta propiedad, la dureza, prácticamente no tiene demanda, a diferencia de su otra propiedad, la dureza.
El osmio se utiliza como aditivo para producir muchas aleaciones. Incluso una pequeña adición de metal confiere a las aleaciones una increíble resistencia al desgaste. Una aleación con la adición de este material puede durar mucho más que otras. Además, las aleaciones con la adición de osmio han aumentado. fuerza mecánica y alta resistencia a la corrosión. Como consecuencia de esta propiedad, se utilizan osmio y aleaciones para reducir la fricción en diversos componentes. Una aleación de osmio e iridio se utiliza en la producción de aleaciones superduras para diversas industrias.
Por las propiedades indicadas, el osmio se utiliza en la fabricación. equipo de medición, diseñado para mediciones de alta precisión.
Por cierto, el osmio se utiliza en la producción de bolígrafos automáticos. Por eso los bolígrafos pueden escribir durante años sin desgastarse.
Otra propiedad de un metal raro es que no es magnético. Y este fue el motivo de su uso en mecanismos de relojes y dispositivos mecánicos de navegación (brújulas).
El metal se utiliza como catalizador en la producción de amoníaco y compuestos orgánicos. Además, la producción de catalizadores de pilas de combustible de metanol es indispensable sin él.
No hace mucho tiempo, se utilizaba una aleación de tungsteno con osmio para producir filamentos de lámparas incandescentes. Esta aleación se llama Osram.
La microscopía tampoco está exenta de metales raros. Se utiliza para operar microscopios electrónicos.
En medicina, el osmio y sus óxidos se utilizan en implantes quirúrgicos y estimuladores cardíacos y para reemplazar válvulas en los pulmones. Sin embargo, el tetróxido de osmio es una toxina fuerte y prácticamente no se utiliza en ninguna industria.
De hecho, el osmio en su forma pura rara vez se utiliza en la práctica. Sus compuestos, por ejemplo los óxidos, se utilizan con mucha más frecuencia.
El osmio preparado se almacena en forma de polvo. Dado que en forma de cristales no se funde y no se puede procesar de ninguna manera, ni siquiera se puede marcar. El calentamiento por radiación se utiliza para producir lingotes de metal. Pero existen métodos para producir cristales a partir de material en polvo, por ejemplo, el calentamiento en crisol.
El osmio como elemento fue descubierto a principios del siglo XX por científicos ingleses. Realizaron experimentos sobre la disolución de platino en agua regia. Se trata de una mezcla de ácido clorhídrico y nítrico, que es capaz de disolver metales sin dejar residuos.
Durante los experimentos apareció un precipitado que fue examinado minuciosamente. Como resultado, se encontró una mezcla de osmio e iridio. Por cierto, en Francia se llevó a cabo un trabajo similar.
