Повечето отнаселението е наясно, че златото и платината са най-много скъпи метали. Цената на осмия за 1 грам, който принадлежи към групата на платината, отстъпва по стойност на златото.
Защо осмият е толкова скъп?
Всяка година в света се добиват около 2600 тона злато и известно количество платина. Освен това, според статистиката, всяка година обемът на производството на благородни метали се увеличава с 1,5%. Междувременно се добиват само 600 кг осмий, което се дължи на факта, че е много трудно да се намери в природата. И не се среща в чист вид. И те се добиват чрез пробиване от метали от платиновата група. Ето защо един грам струва около 12-15 USD или 800-900 рубли през 2019 г. Добивът на осмий включва много трудности. Първо, съдържанието му в земната кора е нищожно и на всичкото отгоре е разпръснато по земята. Сложността на извличането и произтичащата от това висока цена ограничават използването на осмий в промишлеността и затова той се използва, когато икономическият ефект от употребата надвишава разходите, направени за извличане и преработка.
Осмият се намира във фрагменти от метеорити, паднали на нашата планета по различно време. Но най-често се добива в мини. Често можете да намерите материал като иридий наблизо. Количеството произведен осмий е наистина незначително и за задоволяване на нуждите на различни индустрии е необходимо да се използва вторичен метал.
Един от основните износители на този метал е Република Казахстан. По непотвърдена информация цената на един грам, добит у нас, е около 10 000 щатски долара. Но това са само слухове, тъй като цената на метала за унция е търговска тайна. Размерът на цената на метала ни кара да мислим за осъществимостта на масовото му използване в индустрията, медицината и биологията.
Място в периодичната таблица и основни свойства
Металът, обозначен като Os, се намира в клетка номер 76. Най-близките съседи са рений и иридий. При нормални условия веществото има сребристо-бял цвят.
Осмият има номер уникални свойства. Например, плътността е 22,6 грама на кубичен сантиметър. В това отношение той надмина иридия. Един метал, открит в природата, се състои от няколко изотопа, които практически е невъзможно да се разделят. Най-често използваният изотоп е индекс 187.
Температурата, при която осмият променя своята агрегатно състояниеи преминава в течно състояние е равна на 3,027 ºC. Материалът започва да кипи, когато достигне 5500 ºC. Високата плътност направи метала много чуплив.
Характеристики на извличане и приложение
Въпреки високата си цена, осмият не се използва за производство на бижута. Причината за това е лошата обработваемост. Почти невъзможно е да се обработва. Освен това трябва да помним за огнеупорността и крехкостта.
Сред изотопите на доста рядък метал има номер 187. Именно той се използва при изграждането на космическа технология. Освен това ядрените оръжия не биха могли без него. Използва се за създаване на електронно оборудване, което участва в управлението на ракетни оръжия. Между другото, те се използват и при изграждането на хранилища за ядрени отпадъци.
Приложение на осмий в различни индустрии
Както беше отбелязано по-горе, това е един от малкото материали с висока плътност; например кофа с вода ще тежи по-лека от бутилка от половин литър, пълна с този метал. Междувременно това свойство - твърдостта - практически не е търсено, за разлика от другото му свойство - твърдостта.
Осмият се използва като добавка за производството на много сплави. Дори малко добавяне на метал дава на сплавите невероятна устойчивост на износване. Сплав с добавяне на този материал може да продължи много по-дълго от други. В допълнение, сплавите с добавка на осмий са се увеличили механична силаи висока устойчивост на корозия. Като следствие от това свойство осмият и сплавите се използват за намаляване на триенето в различни компоненти. Сплав от осмий и иридий се използва при производството на свръхтвърди сплави за различни индустрии.
Поради посочените свойства в производството се използва осмий измервателна апаратура, предназначени за измервания с висока точност.
Между другото, осмият се използва при производството на автоматични химикалки. Ето защо химикалките могат да пишат с години, без да се износват.
Друго свойство на редкия метал е, че не е магнитен. И това е причината за използването му в часовникови механизми и механични навигационни устройства (компаси).
Металът се използва като катализатор при производството на амоняк и органични съединения. В допълнение, производството на катализатори с горивни клетки с метанол не може да се направи без него.
Не толкова отдавна сплав от волфрам с осмий беше използвана за производството на нишки за лампи с нажежаема жичка. Тази сплав се нарича Osram.
Микроскопията също не е без редки метали. Използва се за работа с електронни микроскопи.
В медицината осмият и неговите оксиди се използват в хирургически импланти и сърдечни стимулатори и при заместване на клапи в белите дробове. Осмиевият тетроксид обаче е силен токсин и практически не се използва в никоя индустрия.
Всъщност осмият в чист вид рядко се използва в практиката. Неговите съединения, например оксиди, се използват много по-често.
Функции за съхранение
Готовият осмий се съхранява под формата на прах. Тъй като под формата на кристали не се топи и не може да се обработва по никакъв начин, дори не може да се брандира. За производството на метални блокове се използва радиационно нагряване. Но има методи за получаване на кристали от прахообразен материал, например, нагряване на тигел.
Малко история
Осмият като елемент е открит в началото на ХХ век от английски учени. Те проведоха експерименти за разтваряне на платина в царска вода. Това е смес от солна и азотна киселина, която е способна да разтваря металите без остатък.
По време на експериментите се появи утайка, която беше обстойно изследвана. В резултат на това е открита смес от осмий и иридий. Между другото, подобна работа беше извършена във Франция.
Не златото или платината са най-скъпите метали от таблицата на Д. И. Менделеев, а металът осмий. Това е рядък и скъп сребристо-бял метал с сив нюанссин оттенък. Химиците смятат този метал за благороден, принадлежащ към групата на платината.
Състои се от няколко изотопа. Те се разделят много трудно, което се отразява на себестойността. Най-популярният изотоп е осмий-187.
Приема се, че 0,5% от масата на земната кора се състои от осмий и той се намира в ядрото. Съотношението между размер и тегло е изненадващо. Един килограм съединение е сравним по размер със средния размер кокоше яйце. Контейнер от 0,5 литра, пълен с осмиев прах, тежи повече от 15 кг. Но желанието да се леят дъмбели от такъв удобен като съотношение размер/тегло материал веднага изчезва не само поради цената на праха, за някои това не е проблем, но и поради изключителната му рядкост и недостъпност.
Няма да можете да намерите блокове в гори, планини или резервоари. Досега не е намерено нито едно самородно късче. Добива се в рудни находища в състав с иридиеви, платинени, платиново-паладиеви руди, медни и никелови руди. Но съдържанието на осмий в него е 0,001%. И също така се намира в метеорити. Вярно е, че изотопите се отделят от тях след повече от 9 месеца. Следователно промишленото производство, използващо осмий, използва вторични суровини, което не е много по-евтино.
Общото производство на най-тежкия метал годишно в целия свят е няколко десетки килограма. Но добивът на платина, където осмий присъства и едновременно се извлича, се увеличава. Цифрите вече са 200 кг годишно. И така, задачата възниква не толкова да се търси осмий, а да се намери повече евтин начинотделяйки го от неговите „съседи“.
Норилският минно-металургичен комбинат постигна известен успех в тази задача. Има чист металот медно-никелови руди. Количеството му на планетата е 0,000005% от общата маса на скалите. Но в Русия има. И в Казахстан. А основните резерви се намират в Тасмания, Америка и Австралия. Най-големите са съсредоточени в Южна Африка. Тя диктува цените.
История на откритията и природни свойства
През 1803-1804 г. в Англия, при провеждане на експерименти с платина с царска вода (смес от азотна киселина и солна киселина), в получената неизвестна утайка, след разтваряне на платината, се появява остър, лоша миризма, напомнящ на хлор. Благодарение на тази миризма новооткритият метал получи името си. Вярно, на Гръцки. От гръцки "осмий" се превежда като "мирис".
Формално това е така, защото е включено в групата на платината. Тук свършва истинското благородство. Свойствата на този метал, както химични, така и физични, все още не са напълно проучени. физически характеристикиповече или по-малко изяснени преди няколко години.
Осмий
| Химични свойства | Физични свойства |
|---|---|
| Неразтворим в основи и киселини | Външно кристалите са твърди и крехки, имат красив сребрист блясък с нюанси от сиво до синьо. Слитъците са тъмносини, прахът е лилав. И всичко това с невероятен сребрист блясък. |
| Не реагира на адската смес от азотна и солна киселина - единственият метал на планетата. | Температурата на сплавите е такава, че е за предпочитане да се стопят на повърхността на Слънцето. |
| Инертен. Възможно е използването на осмиеви сплави и покрития в агресивни среди. | Най-високата токсичност не позволява използването на такава красота за изработка на бижута. |
| Изключително токсичен дори в малки дози. Особено летлив осмиев оксид, отделен от платината. | Изключително крехък. Не подлежи на механична обработка. |
| Кипи при температура 5500°C, но не е точно определена - няма изчисления за проверка | Инфузивност. Омеква само при температури над 3000 градуса С. |
| Няма магнитни свойства. | |
| Удивителна твърдост. Сплав с добавка на осмий става по-устойчива на износване, издръжлива, с повишена устойчивост на корозия и механични натоварвания. | |
| Най-високата плътност е 22,61 g/cm3. |
Цена
Високата цена се дължи на ограниченото количество. Тъй като е оскъден в природата и производството е скъпо, пазарът реагира по съответния начин. Ако го сравним със златото, това ще бъдат хиляди тонове злато срещу няколко десетки килограма добив. Оттам и цената - започва от 15 хиляди и стига до 200 хиляди долара за грам. На световния пазар златото е 7,5 пъти по-евтино.
Такива цифри показват непопулярността на материала за широко използване. Силата играе основна роля при използването на този тежък метал в сплавите. Продуктите стават невероятно устойчиви на износване поради добавянето на много малки части метал към състава.
Приложение
Широко промишлено производствоОсмият се използва рядко поради високата му цена. Но когато ефектът може да надхвърли материалните разходи, той, разбира се, се използва. Суровината най-често е под формата на прах. Самият метал е крехък и лесно се рони. Получаването на праха не е трудно.
Още случаи на употреба:
Не всички осмиеви съединения са подходящи за употреба. Но учените работят върху това.
Опасност и безопасност
Подобно на други тежки метали, осмият няма най-благоприятния ефект върху живите организми, включително хората. Всякакви съединения с осмий са вредни вътрешни органи, причиняват загуба на зрение. Отравянето с изпарения на елемента също може да доведе до смърт. При наблюдение на животни се наблюдава рязко развитие на анемия и белите дробове спират да функционират. Смята се, че това е бързо развиващ се оток.
Какво е осмиев тетроксид OsO4? И това е самата субстанция, поради която елементът носи името си. Изключително агресивен. Миризмата му не може да бъде пренебрегната. Няма по-ужасна и отвратителна миризма в природата. При отравяне се засяга и кожата. Дермата става зелена, почернява и дори може да умре. Могат да се появят мехури и язви. Всичко отнема много време, за да се излекува.
Опасността от отравяне засяга предимно работниците производствени помещенияпри най-малката концентрация на пари във въздуха. Нито един приемливи стандартиУчените вече не заекват. Следователно предоставеното специално облекло, респираторите са обичайна гледка в индустриите, използващи осмиев оксид. Всичко е запечатано, контейнерите са запечатани и съхранявани по вече доказани правила.
Ако по някаква немислима причина осмиево съединение попадне в очите ви, трябва да ги изплакнете дълго време, около 20 минути. Чисто течаща вода. И веднага отидете на лекар. Когато осмиевите пари навлязат в тялото през дихателните пътища, те се неутрализират от натриев бикарбонат. Предлага се в аерозолна опаковка. Много мляко вътре. И изплакнете стомаха си.
Несъмнените ползи от най-тежкия метал
Според английски учени този тежък метал блокира развитието на ракови клетки. Методи за лечение на рак с осмий, макар и много бавно, вече се разработват.
В медицината, при сърдечна стимулация, се използва в импланти, чието производство изисква благородни метали, за да се предотврати развитието на алергии. Съставът на импланта, който замества сърдечните елементи, включва 10% осмий и 90% платина. Разбира се, подобни устройства имат съответна цена. Същата пропорция се използва за направата на белодробни клапи.
Използването на осмиеви съединения за медицински нужди е забележимо при производството на особено издръжливи, дълготрайни инструменти, като скалпели и всички видове металокерамични резци. И ви трябва много малко суровина за това, но ефектът е невероятен.
Микроскопичните добавки на осмий към режещата стомана правят възможно създаването на изключително остри остриета.
Продуктите, чието използване включва използването на най-тежкия метал, се оказват ненадминати по устойчивост на износване.
Търговски интерес
Различните удивителни свойства на метала осмий предизвикват несъмнен интерес и искрена изненада. Но същите тези имоти направо убиват търговския интерес. И въпреки всичко цената на пазара не пада.
Осмият е химичен елемент с атомен номер 76. В периодичната таблица на химичните елементи на Д. И. Менделеев той се обозначава със символа Os (лат. Osmium). При стандартни условия той е сребристо-синкав чуплив преходен метал. Принадлежи към групата на платиновите метали. Има висока плътност, сравнима по този параметър само с иридий (плътностите на Os и Ir са почти равни, като се вземе предвид изчислената грешка).
История
Осмият е открит през 1804 г. от английския химик Смитсън Тенант в утайката, останала след разтваряне на платината в царска вода. Подобни изследвания са извършени от френските химици Collet-Descoti, Antoine Francois de Fourcroix и Vauquelin, които също стигат до заключението, че неразтворимият остатък от платинова руда съдържа неизвестен елемент. Хипотетичният елемент получава името pten (крилат), но експериментите на Tennant показват, че това е смес от два елемента - иридий и осмий.
Наречен от старогръцки. ὀσμή (мирис), базиран на остро миришещия летлив оксид OsO 4 (напомнящ на озон).
Касова бележка
Осмият се изолира от обогатени суровини на платинени метали чрез калциниране на този концентрат на въздух при температури от 800-900 °C. В този случай парите на силно летливия осмиев тетроксид OsO 4 се сублимират количествено, които след това се абсорбират от разтвора на NaOH.
Чрез изпаряване на разтвора се изолира сол - натриев перосмат, който след това се редуцира с водород при 120 °C до осмий:
Na 2 + 3H 2 = 2NaOH + Os + 4H 2 O.
В този случай осмият се получава под формата на гъба.
Имоти
Физически
Осмият е сиво-синкав, твърд, но чуплив метал с много високо специфично тегло, който запазва блясъка си дори при високи температури. Поради своята твърдост, крехкост, ниско налягане на парите (най-ниското от всички платинени метали) и много висока точка на топене, осмиевият метал е труден за обработка. Осмият се счита за най-плътния от всички химични елементи, леко надвишаващ иридий в този параметър. Най-надеждните плътности за тези метали могат да бъдат изчислени от параметрите на техните кристални решетки: 22,562 ± 0,009 g/cm³ за иридий и 22,587 ± 0,009 g/cm³ за осмий. Когато сравняваме различни изотопи на тези метали, 192 Os е най-плътният. Извънредно висока плътностосмий се обяснява със свиването на лантанидите.
химически
При нагряване осмиевият прах реагира с кислород, халогени, серни пари, селен, телур, фосфор, азотна и сярна киселини. Компактният осмий не реагира нито с киселини, нито с основи, но образува водоразтворими осмати с разтопени основи. Реагира бавно с азотна киселина и царска вода, реагира с разтопени алкали в присъствието на окислители (калиев нитрат или хлорат) и с разтопен натриев пероксид. В съединенията проявява степени на окисление от -2 до +8, от които най-често срещаните са +2, +3, +4 и +8.
Осмият е един от малкото метали, които образуват полиядрени (или клъстерни) съединения. Полиядреният осмиев карбонил Os 3 (CO) 12 се използва за моделиране и изследване химична реакциявъглеводороди върху метални центрове. Карбонилните групи в Os 3 (CO) 12 могат да бъдат заменени с други лиганди, включително тези, съдържащи клъстерни ядра на други преходни метали.
Зареждане...