Isótopo 187 ósmio. Metal precioso - ósmio

A maior parte da população tem consciência de que o ouro e a platina são os metais caros. O preço do ósmio por 1 grama, que pertence ao grupo da platina, é inferior em valor ao ouro.

Por que o ósmio é tão caro?

Todos os anos, cerca de 2.600 toneladas de ouro e alguma quantidade de platina são extraídas no mundo. Além disso, segundo as estatísticas, todos os anos o volume de produção de metais preciosos aumenta 1,5%. Enquanto isso, apenas 600 kg de ósmio são extraídos, isso se deve ao fato de ser muito difícil encontrá-lo na natureza. E não é encontrado na sua forma pura. E eles são extraídos por perfuração de metais do grupo da platina. É por isso que um grama custa cerca de 12 a 15 dólares ou 800 a 900 rublos em 2019. A mineração de ósmio envolve muitas dificuldades. Em primeiro lugar, o seu conteúdo em crosta da terrra insignificante e, acima de tudo, está espalhado pela terra. A complexidade da extração e o alto custo resultante limitam o uso do ósmio na indústria e, portanto, ele é utilizado onde o efeito econômico do uso excede os custos incorridos na extração e no processamento.

O ósmio é encontrado em fragmentos de meteoritos, que são tempos diferentes chegou ao nosso planeta. Mas na maioria das vezes é extraído em minas. Muitas vezes você pode encontrar um material como o irídio nas proximidades. A quantidade de ósmio produzida é realmente insignificante e para atender às necessidades de diversas indústrias é necessária a utilização de metal secundário.

Um dos maiores exportadores deste metal é a República do Cazaquistão. Segundo informações não confirmadas, o preço de um grama extraído neste país é de cerca de 10.000 dólares americanos. Mas estes são apenas rumores, uma vez que o preço do metal por onça é um segredo comercial. O tamanho do custo do metal nos faz pensar na viabilidade de seu uso massivo na indústria, na medicina e na biologia.

Coloque na tabela periódica e propriedades básicas

O metal, denominado Os, está localizado na célula número 76. Os vizinhos mais próximos são o rênio e o irídio. EM condições normais a substância tem uma cor branco prateada.

O Ósmio tem uma série de propriedades únicas. Por exemplo, a densidade é de 22,6 gramas por Centímetro cúbico. Nesse aspecto, ultrapassou o irídio. Um metal encontrado na natureza consiste em vários isótopos que são praticamente impossíveis de separar. O isótopo mais comumente usado é o índice 187.

A temperatura na qual o ósmio muda seu estado de agregação e passa ao estado líquido é de 3.027 ºC. O material começa a ferver quando atinge 5500 ºC. A alta densidade tornou o metal altamente quebradiço.

Recursos de extração e aplicação

Apesar do alto custo, o ósmio não é utilizado na fabricação de joias. A razão para isso é a baixa usinabilidade. É quase impossível usiná-lo. Além disso, devemos lembrar da refratariedade e da fragilidade.

Entre os isótopos de um metal bastante raro, está o número 187. É este que se utiliza na construção tecnologia espacial. Além disso, isso não poderia ter acontecido sem ele arma nuclear. Usado para criar equipamentos eletrônicos envolvidos no controle de armas de mísseis. Aliás, eles também são utilizados na construção de instalações de armazenamento de resíduos nucleares.

Aplicação de ósmio em diversas indústrias

Como mencionado acima, este é um dos poucos materiais que tem alta densidade, por exemplo, um balde de água pesará menos que uma garrafa de meio litro cheia desse metal. Entretanto, esta propriedade - dureza - praticamente não é procurada, ao contrário da sua outra propriedade - dureza.

O ósmio é usado como aditivo para produzir muitas ligas. Mesmo uma pequena adição de metal confere às ligas uma incrível resistência ao desgaste. Uma liga com adição deste material pode durar muito mais que outras. Além disso, as ligas com adição de ósmio aumentaram força mecânica e alta resistência à corrosão. Como consequência desta propriedade, o ósmio e as ligas são utilizados para reduzir o atrito em vários componentes. Uma liga de ósmio e irídio é usada na produção de ligas superduras para diversas indústrias.

Pelas propriedades indicadas, o ósmio é utilizado na fabricação de equipamentos de medição destinados à realização de medições com alta precisão.

Aliás, o ósmio é utilizado na produção de canetas automáticas. É por isso que as canetas podem escrever durante anos sem se desgastar.

Outra propriedade de um metal raro é que ele não é magnético. E esta foi a razão da sua utilização em mecanismos de relógios e dispositivos mecânicos de navegação (bússolas).

O metal é utilizado como catalisador na produção de amônia e compostos orgânicos. Além disso, a produção de catalisadores com células a combustível de metanol não pode ser feita sem ele.

Não faz muito tempo, uma liga de tungstênio e ósmio era usada para produzir filamentos de lâmpadas incandescentes. Esta liga é chamada Osram.

A microscopia também não deixa de ter metais raros. É usado para operar microscópios eletrônicos.

Na medicina, o ósmio e seus óxidos são utilizados em implantes cirúrgicos e estimuladores cardíacos e na substituição de válvulas nos pulmões. No entanto, o tetróxido de ósmio é uma toxina forte e praticamente não é utilizado em nenhuma indústria.

Na verdade, o ósmio em sua forma pura raramente é usado na prática. Seus compostos, por exemplo, óxidos, são utilizados com muito mais frequência.

Recursos de armazenamento

O ósmio pronto é armazenado em pó. Como não derrete na forma de cristais e não pode ser processado de forma alguma, não pode nem mesmo ser marcado. O aquecimento por radiação é usado para produzir lingotes de metal. Mas existem métodos para produzir cristais a partir de material em pó, por exemplo, aquecimento em cadinho.

Um pouco de história

O ósmio como elemento foi descoberto no início do século XX por cientistas ingleses. Eles conduziram experimentos sobre a dissolução de platina em água régia. É uma mistura de ácido clorídrico e nítrico, capaz de dissolver metais sem deixar resíduos.

Durante os experimentos, um precipitado apareceu e foi cuidadosamente examinado. Como resultado, foi encontrada uma mistura de ósmio e irídio. Aliás, um trabalho semelhante foi realizado na França.

Os halteres e barras que os fisiculturistas usam para aumentar os músculos são feitos de aço. Projéteis feitos de chumbo – ou melhor ainda – perderiam um volume significativo. Mas é ainda melhor usar ósmio para produzir pesos: Um quilograma de ósmio é uma pequena bola que cabe facilmente em um punho cerrado. Uma garrafa de meio litro de ósmio em pó (é a forma como o metal nobre sai das paredes da planta de enriquecimento) pesa visivelmente mais que um balde de água.

Mas você não consegue encontrar ninguém corajoso o suficiente para lançar pesos de ósmio: é muito refratário. E o custo do metal é tal que um clube de atletismo teria que trabalhar trezentos anos para comprar um haltere de ósmio...

Ósmio insuficiente!

Na natureza, o ósmio ocorre principalmente na forma de um composto com o irídio, que faz parte da platina nativa ou do minério de platina-paládio. Os minerais considerados matérias-primas para a mineração de ósmio contêm em média um milésimo de um por cento da platina “relativa” pesada. Durante todo o período da pesquisa, não foi extraída uma única pepita de ósmio, mesmo a de menor tamanho.

A pequena quantidade e a dificuldade de obtenção do ósmio determinam a altura do seu preço. Há meio século, o ósmio era avaliado em sete a oito vezes mais caro que o ouro. Especulação anos recentes levou ao surgimento de ofertas completamente malucas: um grama de ósmio foi vendido por 10 mil e 200 mil dólares. Foi vendido, mas não foi vendido: o ósmio não é usado ativamente, embora seja usado em alguns lugares.

Descoberta do ósmio

Wollaston, que fazia experiências com minérios de platina, estava próximo da descoberta do ósmio. Encorajados por seus sucessos, os franceses Antoine de Fourcroy e Louis-Nicolas Vauquelin iniciaram suas próprias pesquisas e assumiram corretamente a existência de um novo elemento, que evaporou na forma de fumaça preta durante os experimentos.

Fourcroix e Vauquelin deram à substância o nome de “ptene” – que significa “volátil”, e se acalmaram, aguardando reconhecimento. Porém, o químico inglês Smithson Tennant dividiu o “pten” em dois metais relacionados, um dos quais foi chamado de irídio pela variedade de cores de seus compostos, e o segundo, por causa de seu cheiro irritante, foi chamado de ósmio.

Essas coisas acontecem eventos importantes no ano de 1803, generoso com descobertas.

Propriedades do ósmio

Até recentemente, os pontos de fusão e ebulição eram considerados condicionalmente iguais a 3.000° e 5.000°C: não havia meios para verificação em grande escala dos cálculos. Há apenas alguns anos foi possível esclarecer os parâmetros físicos do metal. Aparentemente acontece que é melhor cozinhar ligas de ósmio na superfície do Sol...

Interessante aparência Osmia. Solidificando-se a partir do derretimento, o ósmio forma cristais duros e quebradiços, cujo brilho prateado é sombreado por uma tonalidade azul acinzentada (e até azul). As vantagens externas do ósmio poderiam atrair joalheiros, mas a alta atividade química do metal e a toxicidade de seus compostos excluem a possibilidade de utilização dessa platina em joias.

Aplicações de ósmio

Os catalisadores de ósmio são utilizados na hidrogenação de compostos orgânicos, na produção de medicamentos e na síntese de amônia. É verdade que o alto custo do metal obriga os industriais a procurar substitutos acessíveis, e hoje o ósmio está se tornando menos comum na indústria química.

Eixos, suportes e soquetes de suporte são feitos de ósmio sólido e não magnético. medindo instrumentos alta precisão. E embora os suportes de rubi sejam mais duros e baratos que os de ósmio, a durabilidade do metal às vezes é preferível para a fabricação de instrumentos.

Ósmio é perigoso e requer cautela

É quase impossível evitar a oxidação do ósmio, se o metal entrar em contato com o oxigênio atmosférico. Portanto, nenhum uso de ósmio em

O ósmio é um elemento químico com número atômico 76 na Tabela Periódica. elementos químicos D.I. Mendeleev, denotado pelo símbolo Os (lat. Ósmio).

Número atômico - 76

Massa atômica - 190,23

Densidade, kg/m³ - 22500

Ponto de fusão, °C - 3000

Capacidade térmica, kJ/(kg °C) - 0,13

Eletronegatividade - 2,2

Raio covalente, Å - 1,26

1ª ionização potencial, eV - 8,70

História da descoberta do ósmio

Em 1804, o famoso cientista inglês William Wollaston, tendo intrigado muito o mundo científico (mais sobre isso está descrito no ensaio sobre o paládio “A Piada do Químico Inglês”), relatou em uma reunião da Royal Society que, ao analisar matéria-prima (natural ) platina, descobriu nela metais até então desconhecidos, que chamou de paládio e ródio. Ambos foram encontrados na parte da platina que se dissolveu em água régia, mas essa reação também deixou um resíduo insolúvel. Como um ímã, atraiu muitos químicos, que acreditavam, com razão, que algum elemento até então desconhecido poderia estar escondido nele.

Os franceses Collet-Descotilles, Fourcroix e Vauquelin estiveram perto do sucesso. Eles notaram mais de uma vez que quando a platina bruta era dissolvida em água régia, era liberada fumaça preta, e quando o resíduo insolúvel era fundido com potássio cáustico, formavam-se compostos que “não se opunham” à dissolução.

Fourcroix e Vauquelin sugeriram que o elemento desejado evapora parcialmente em forma de fumaça, e aquela parte dele que não consegue “evacuar” desta forma oferece toda resistência possível ao agressor, nem mesmo querendo se dissolver nele. Os cientistas apressaram-se em dar um nome ao novo elemento - “pten”, que em grego significa “alado, voador”.

Mas esse nome voou como uma borboleta e caiu no esquecimento, pois Tennant logo conseguiu separar o “filhote”: na verdade, era uma fusão natural de dois metais diferentes. O cientista chamou um deles de irídio - pela variedade de cores dos sais, e o outro - ósmio, porque seu tetróxido, liberado quando o produto da fusão do osmirídio (como mais tarde ficou conhecido o antigo “pten”) com o álcali foi dissolvido em ácido ou água, tinha um odor desagradável e irritante, semelhante ao mesmo tempo aos cheiros de cloro e rabanete podre. Mais tarde descobriu-se que o próprio metal é capaz de emitir um “aroma” semelhante, embora mais fraco: o ósmio finamente moído oxida gradualmente no ar, transformando-se em tetróxido.

Aparentemente, Tennant não gostou desse cheiro, e em seu coração decidiu perpetuar em nome do elemento que mais descobriu. forte impressão desde o meu primeiro encontro com ele.

Eles conhecem você pelas roupas, eles se despedem deles pela inteligência. E se o cheiro e a cor - branco-estanho com tonalidade azul-acinzentada - podem ser considerados a “roupa” do ósmio, então suas características como elemento químico e como metal, segundo este provérbio, devem ser atribuídas à “mente ”.

Então, do que nosso herói pode se orgulhar? Em primeiro lugar, como já foi referido, pela sua origem nobre. Dê uma olhada tabela periódica elementos: do lado direito, destaca-se a família platina, composta por duas tríades. A tríade superior inclui metais leves de platina - rutênio, ródio, paládio (tudo no mundo é relativo: qualquer representante desta trindade é mais de uma vez e meia mais pesado que o ferro). A segunda tríade reuniu verdadeiros heróis de peso pesado - ósmio, irídio e platina.

É interessante que durante muito tempo os cientistas aderiram a esta ordem crescente de pesos atômicos destes elementos: platina - irídio - ósmio. Mas quando D.I. Mendeleev criou seu sistema periódico, ele teve que verificar, esclarecer e às vezes corrigir cuidadosamente os pesos atômicos de muitos elementos. Não foi fácil fazer todo esse trabalho sozinho, então Mendeleev envolveu outros químicos no trabalho. Então, quando Yu.V. Lermontov, que não era apenas parente do grande poeta, mas também um químico altamente qualificado, o cientista pediu-lhe que esclarecesse os pesos atômicos da platina, do irídio e do ósmio, pois lhe causavam grandes dúvidas.

Na sua opinião, o menor peso atômico deveria estar em ósmio e o maior em platina. Uma série de experimentos precisos conduzidos por Lermontova confirmou que o criador estava certo. lei periódica. Assim, foi determinado o atual arranjo dos elementos desta tríade - tudo se encaixou.

O ósmio não foi encontrado na forma nativa. É encontrado em minérios polimetálicos que também contêm platina e paládio (minérios de sulfeto de cobre-níquel e cobre-molibdênio). Os principais minerais de ósmio são ligas naturais de ósmio e irídio (nevyanskita e sysertskita) pertencentes à classe das soluções sólidas. Às vezes, esses minerais ocorrem de forma independente, mas mais frequentemente o irídio ósmico faz parte da platina nativa. Os principais depósitos de irídio ósmico estão concentrados na Rússia (Sibéria, Urais), EUA (Alasca, Califórnia), Colômbia, Canadá, países África do Sul. O ósmio também é encontrado na forma de compostos com enxofre e arsênico (erlichmanita, laurita de ósmio, osarsita). O teor de ósmio nos minérios geralmente não excede 1,10-3%.

Juntamente com outros metais nobres, é encontrado em meteoritos de ferro.

Na natureza, o ósmio ocorre em sete isótopos, 6 dos quais são estáveis: 184 Os, 187 Os, 188 Os, 189 Os, 190 Os e 192 Os. O isótopo mais pesado (ósmio-192) representa 41%, o isótopo mais leve (ósmio-184) apenas 0,018% do total de “reservas”. O Ósmio-186 está sujeito ao decaimento alfa, mas dada a sua meia-vida excepcionalmente longa de (2,0±1,1)×10 15 anos, pode ser considerado praticamente estável. De acordo com os cálculos, outros isótopos naturais também são capazes de decaimento alfa, mas com meia-vida ainda mais longa, portanto seu decaimento alfa não foi observado experimentalmente. Teoricamente, o decaimento beta duplo é possível para 184 Os e 192 Os, o que também não foi observado por observações.

O isótopo ósmio-187 é o resultado da decadência do isótopo rênio (187 Re, meia-vida 4,56×10 10 anos). É usado ativamente em namoro pedras e meteoritos (método rênio-ósmio). O uso mais conhecido do ósmio em métodos de datação é o método irídio-ósmio, que foi usado para analisar o quartzo da camada limite que separa os períodos Cretáceo e Terciário.

A separação dos isótopos de ósmio é uma tarefa bastante complexa. É por isso que alguns isótopos são bastante caros. O primeiro e único exportador de ósmio-187 puro é o Cazaquistão, que desde Janeiro de 2004 oferece oficialmente esta substância a preços de 10.000 dólares por 1 grama.

Largo aplicação prática não contém ósmio-187. Segundo alguns relatos, o objetivo das operações com esse isótopo era a lavagem de capitais ilegais.

• na crosta terrestre - 0,007 g/t
• em peridotitos - 0,15 g/t
• em eclogites - 0,16 g/t
• em formações dunito-peridotito - 0,013 g/t
• em formações de piroxenita - 0,007 g/t

O ósmio nativo não foi encontrado na natureza. Está sempre associado em minerais a outro metal do grupo da platina - o irídio. Existe todo um grupo de minerais osmídeo de irídio. O mais comum deles é a nevyanskita, uma liga natural desses dois metais. Ele contém mais irídio, razão pela qual a nevyanskita é frequentemente chamada simplesmente de irídio ósmico. Mas outro mineral - sysertskita - é chamado irideto de ósmio - contém mais ósmio... Ambos os minerais são pesados, com brilho metálico, o que não é surpreendente - tal é a sua composição. E nem é preciso dizer que todos os minerais do grupo ósmico do irídio são muito raros.

Às vezes, esses minerais ocorrem de forma independente, mas mais frequentemente o irídio ósmico faz parte da platina bruta nativa. As principais reservas desses minerais estão concentradas na URSS (Sibéria, Urais), nos EUA (Alasca, Califórnia), na Colômbia, no Canadá e nos países da África do Sul.

Naturalmente, o ósmio é extraído junto com a platina, mas o refino do ósmio difere significativamente dos métodos de isolamento de outros metais de platina. Todos eles, exceto o rutênio, são precipitados de soluções, enquanto o ósmio é obtido por destilação do tetróxido volátil.

Mas antes de destilar o OsO 4, é necessário separar o osmido de irídio da platina e depois separar o irídio e o ósmio.

Quando a platina é dissolvida em água régia, os minerais do grupo osmídeo de irídio permanecem no sedimento: mesmo este de todos os solventes não consegue superar essas ligas naturais mais estáveis. Para convertê-los em solução, o precipitado é fundido com oito vezes mais zinco - essa liga é relativamente fácil de transformar em pó. O pó é sinterizado com peróxido de bário BaO 3, e a seguir a massa resultante é tratada com uma mistura de ácidos nítrico e clorídrico diretamente em aparelho de destilação– para destilação de OsO 4.

É capturado com uma solução alcalina e obtém-se um sal da composição Na 2 OsO 4. Uma solução deste sal é tratada com hipossulfito, após o que o ósmio é precipitado com cloreto de amônio na forma de sal de Fremy Cl 2 . O precipitado é lavado, filtrado e depois calcinado em chama redutora. É assim que o ósmio esponjoso ainda não é suficientemente puro.

Em seguida, é purificado por tratamento com ácidos (HF e HCl) e posteriormente reduzido em forno elétrico em corrente de hidrogênio. Após o resfriamento, obtém-se metal com pureza de até 99,9% de O 3.

Isso é esquema clássico obtenção de ósmio - um metal ainda de uso extremamente limitado, um metal muito caro, mas bastante útil.

Alta dureza e refratariedade excepcional tornam possível o uso de ósmio para revestimento de unidades de fricção.

Ósmio é o primeiro em densidade substância simples. Sua densidade é de 22,61 g/cm³.

O ósmio é um metal branco-estanho com uma tonalidade azul acinzentada. É o mais pesado de todos os metais e um dos mais duros. No entanto, a esponja de ósmio pode ser transformada em pó porque é frágil.

Rede cristalina hexagonal do tipo Mg, a = 0,27353 nm, c = 0,43191 nm, z = 2, espaços. grupo P6 3 /mmc;

O ósmio derrete a uma temperatura de cerca de 3.000°C e seu ponto de ebulição ainda não foi determinado com precisão. Acredita-se que esteja em algum lugar em torno de 5500°C.

Densidade do metal 22,61 g/cm3; ponto de fusão 31,8 kJ/mol, temperatura de evaporação 747,4 kJ/mol; pressão 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 expansão linear 5·10 -6 K -1 (298 K); condutividade térmica 0,61 W/(cm K); condutividade 9,5 μΩ cm (20°C), coeficiente de temperatura. Condutividade 4,2·10 -3 K -1; paramagnético, magnético suscetibilidade + 9,9·10 -6; temperatura de transição para o estado supercondutor 0,66 K; Dureza Vickers 3-4 GPa, Mohs 7; módulo de elasticidade normal 56,7 GPa; módulo de cisalhamento 22 GPa.

Como outros metais de platina, o ósmio exibe várias valências: 0, 2+, 3+, 4+, 6+ e 8+. Na maioria das vezes você pode encontrar compostos de ósmio tetra e hexavalente. Mas ao interagir com o oxigênio, exibe uma valência de 8+.

Quando aquecido, o pó de ósmio reage com oxigênio, halogênios, vapor de enxofre, selênio, telúrio, fósforo, ácidos nítrico e sulfúrico. O ósmio compacto não reage com ácidos ou álcalis, mas forma osmatos solúveis em água com álcalis fundidos. Reage lentamente com ácido nítrico e água régia, reage com álcalis fundidos na presença de agentes oxidantes (nitrato ou clorato de potássio) e com peróxido de sódio fundido. Em compostos exibe estados de oxidação +4, +6, +8, menos comumente outros de +1 a +7.

No seu estado compacto, o ósmio é resistente à oxidação até 400 °C. O ósmio compacto não se dissolve em ácido clorídrico quente e água régia em ebulição. O ósmio finamente disperso é oxidado por HNO 3 e H 2 SO 4 em ebulição em OsO 4, quando aquecido reage com F 2, Cl 2, P, Se, Te, etc. transferido para solução por fusão com álcalis na presença de agentes oxidantes, forma sais do ácido ósmico H 2 OsO 4 -osmato (VI), que é instável no estado livre. Quando OsO 4 reage com KOH na presença de etanol ou por radiação com KNO 2, o osmato(VI) K 2, ou K 2 OsO 4 2H 2 O também é obtido pelo etanol para hidróxido Os(OH). ) 4 (preto), que em uma atmosfera de N 2 é desidratado em dióxido OsO 2. São conhecidos os perosmatos M 2, onde X = OH, F, formados pela interação de uma solução de OsO 4 com uma solução alcalina concentrada.

Uma característica notável do tetróxido de ósmio é que a sua solubilidade em líquidos orgânicos é muito maior do que em água. Sim, quando condições normais Apenas 14 gramas desta substância são dissolvidos em um copo de água e mais de 700 gramas são dissolvidos em um copo de tetracloreto de carbono.

Em uma atmosfera de vapor de enxofre, o pó de ósmio se inflama como um fósforo, formando sulfeto. O flúor onívoro à temperatura ambiente não causa nenhum “dano” ao ósmio, mas quando aquecido a 250-300 C, vários fluoretos são formados. Desde que os dois fluoretos de ósmio voláteis foram preparados pela primeira vez em 1913, pensava-se que as suas fórmulas eram OsF6 e OsF8. Mas em 1958 descobriu-se que o fluoreto OsF8, que “viveu” na literatura química por quase meio século, nunca existiu de fato, e os compostos indicados correspondiam às fórmulas OsF5 e OsF6. Há relativamente pouco tempo, os cientistas conseguiram obter outro flúor, OsF7, que, quando aquecido acima de 100 C, se decompõe em OsF6 e flúor elementar.

Uma das principais vantagens do ósmio é a sua altíssima dureza; Nisso, poucos metais podem competir com ele. É por isso que, na criação de ligas com maior resistência ao desgaste, o ósmio é introduzido em sua composição. Canetas-tinteiro com ponta dourada não são incomuns. Mas o ouro é suficiente metal macio e Peru para longos anos trabalho, por vontade do proprietário, é preciso caminhar longos quilômetros no papel. É claro que o papel não é uma lima ou esmeril, mas apenas alguns metais podem resistir a esse teste. E ainda assim as pontas das penas cumprem esse difícil papel. Como? O segredo é simples: geralmente são feitos de ligas de ósmio com outros platinóides, na maioria das vezes de osmirídio, que você já conhece. Sem exagero, podemos dizer que uma caneta “blindada” com ósmio não pode ser demolida.

Dureza excepcional, boa resistência à corrosão, alta resistência ao desgaste, não Propriedades magneticas fazem do osmirídio um excelente material para a ponta da agulha da bússola, eixos e suportes dos mais precisos instrumentos de medição e mecanismos de relógio. As arestas de corte são feitas a partir dele Instrumentos cirúrgicos, cortadores para processamento artístico de marfim.

O fato de o ósmio e o irídio frequentemente “atuarem como um dueto” - na forma de uma liga natural, não é explicado apenas pelas propriedades valiosas do osmirídio. mas também pela vontade do destino, que desejou que na crosta terrestre esses elementos estivessem ligados por laços invulgarmente fortes. Nenhum dos metais foi encontrado na forma de pepitas na natureza, mas o osmeto de irídio e o irídio de ósmio são minerais bem conhecidos (são chamados de nevyanskita e sysertskita, respectivamente): o irídio predomina no primeiro, o ósmio no segundo.

Às vezes, esses minerais ocorrem de forma independente, mas mais frequentemente fazem parte da platina nativa. A sua separação em componentes (o chamado refino) é um processo que inclui várias etapas, numa das quais o osmirídio precipita. E talvez a coisa mais difícil e cara de toda essa “história” seja separar o ósmio e o irídio. Mas muitas vezes isso não é necessário: como você já sabe, a liga é muito utilizada em tecnologia e custa bem menos que, por exemplo, o ósmio puro. Afinal, para isolar esse metal de uma liga é necessário realizar tantas operações químicas que apenas listá-las ocuparia muito espaço. O produto final de uma longa cadeia de processo é o ósmio metálico com pureza de 99,9%.

Junto com a dureza, outra vantagem do ósmio é conhecida - a refratariedade.

Em termos de ponto de fusão (cerca de 3.000 C), superou não apenas seus irmãos nobres - os platinóides, mas também a grande maioria dos outros metais. Graças à sua refratariedade, o ósmio entrou na biografia da lâmpada elétrica: na época em que a eletricidade provava sua superioridade sobre outra fonte de luz - o gás, o cientista alemão K. Auer von Welsbach propôs substituir a fibra de carbono em uma lâmpada incandescente com uma de ósmio. As lâmpadas passaram a consumir três vezes menos energia e proporcionaram uma luz agradável e uniforme. Mas o ósmio não durou muito nesta importante posição: a princípio foi substituído pelo menos escasso tântalo, mas logo foi forçado a dar lugar ao mais refratário dos refratários - o tungstênio, que até hoje mantém sua vigilância de fogo.

Algo semelhante aconteceu com o ósmio em outra área de sua aplicação - na produção de amônia. Um método moderno de síntese deste composto, proposto em 1908 pelo famoso Químico alemão Fritz Haber é impensável sem a participação de catalisadores. Os primeiros catalisadores utilizados para esse fim mostraram suas habilidades apenas em altas temperaturas (acima de 700 C) e, além disso, não foram muito eficazes.

As tentativas de encontrar um substituto para eles não levaram a nada por muito tempo. Cientistas do laboratório da Escola Técnica Superior de Karlsruhe disseram uma palavra nova para melhorar esse processo: propuseram o uso de ósmio finamente disperso como catalisador. (Aliás, por ser muito duro, o ósmio é ao mesmo tempo muito frágil, então uma esponja desse metal pode ser triturada e transformada em pó sem muito esforço.) Experimentos industriais mostraram que o jogo vale a pena: a temperatura do processo foi reduzido em mais de 100 graus, sim e saída produtos finalizados aumentou visivelmente.

Apesar do fato de que o ósmio mais tarde teve que sair de cena aqui (agora, por exemplo, catalisadores de ferro baratos, mas eficazes, são usados ​​​​para sintetizar amônia), pode-se considerar que foi ele quem mudou problema importante de um ponto morto. O ósmio continua hoje com sua atividade catalítica: seu uso em reações de hidrogenação matéria orgânica dá excelentes resultados. Isto se deve principalmente à alta demanda por ósmio por parte dos químicos: quase metade de sua produção global é gasta em necessidades químicas.

O elemento 76 também é de considerável interesse como objeto pesquisa científica. O ósmio natural consiste em sete isótopos estáveis ​​​​com números de massa 184, 186-190 e 192. É curioso que quanto menor o número de massa do isótopo deste elemento, menos comum ele é: se o isótopo mais pesado (ósmio-192) for contabilizado para 41%, então o mais leve dos sete “irmãos” (ósmio-184) tem apenas 0,018% do total de “reservas”. Como os isótopos diferem entre si apenas na massa dos átomos e em suas “inclinações” físico-químicas são muito semelhantes entre si, é muito difícil separá-los. É por isso que mesmo “migalhas” de isótopos de alguns elementos são incrivelmente caros: por exemplo, um quilograma de ósmio-187 é estimado no mercado mundial em 14 milhões de dólares. Verdade, em Ultimamente Os cientistas aprenderam a “separar” isótopos usando raios laser, e há esperança de que em breve os preços destes “bens não de consumo” sejam visivelmente reduzidos.

Dos compostos de ósmio, o seu tetróxido é o de maior importância prática (sim, o mesmo ao qual o elemento deve o seu nome). Atua como catalisador na síntese de certos medicamentos. Na medicina e na biologia, é usado como agente corante para exames microscópicos de tecidos animais e vegetais. Deve-se lembrar que os cristais amarelo-claros aparentemente inofensivos de tetróxido de ósmio são um veneno forte que irrita a pele e as membranas mucosas e é prejudicial aos olhos.

O óxido de ósmio é usado como corante preto para pintura em porcelana: os sais desse elemento são usados ​​​​na mineralogia como fortes decapantes. A maioria dos compostos de ósmio, incluindo vários complexos (o ósmio exibe a capacidade de formação inerente a todos os metais de platina). compostos complexos), bem como suas ligas (exceto o já conhecido osmirídio e algumas ligas com outros platinóides, tungstênio e cobalto), ainda estão “definhando” à espera de trabalhos adequados.

Ósmio é um elemento químico do sistema correspondente de elementos químicos. Em seu estado normal, é um metal de transição do grupo da platina na forma de um metal branco brilhante de tonalidade prateada com tonalidade azul. Esse tipo os materiais têm a maior densidade entre outros junto com o irídio, porém este último perde um pouco.

Este tipo de material é isolado de matérias-primas de metal platina enriquecidas por perfuração a uma temperatura de 800 a 900 graus Celsius no ar.

Tabela de Gravidade Específica de Ósmio

Como o ósmio é material complexo, calcule sua gravidade específica em condições de campo não é possível fazer isso sozinho. Esses cálculos são realizados em laboratórios químicos especiais. No entanto, a gravidade específica média do ósmio é conhecida e é igual a 22,61 g/cm3.

Para simplificar os cálculos, abaixo é apresentada uma tabela com valores Gravidade Específicaósmio, bem como seu peso dependendo das unidades de cálculo.

Propriedades do ósmio

Este material é frágil, mas ao mesmo tempo, muito metal duro com alta gravidade específica. Usinagem difícil ceder devido à sua fragilidade, dureza e Temperatura alta derretendo, bem como pressão baixa vapor O ponto de fusão do ósmio é 3.033 graus Celsius e o ponto de ebulição é 5.012 graus Celsius. Este tipo de material pertence ao grupo dos materiais paramagnéticos.

O ósmio em pó reage bem com halogênios, selênio, fósforo, oxigênio, vapor de enxofre, ácido sulfúrico e nítrico quando aquecido. Não interage de forma compacta com álcalis e ácidos. Possui baixa taxa de reação com água régia e ácido nítrico.

Este tipo de material é um dos poucos metais que formam aglomerados ou compostos polinucleares.

Não tem efeito sobre o papel biológico dos organismos vivos e é extremamente tóxico.

Obtenção de ósmio

Não encontrado naturalmente na natureza. Este material está sempre associado a outro tipo de metal do grupo da platina, o irídio. O ósmio é extraído junto com a platina. Quando processado, é liberado o irídio ósmico, que é dividido em componentes separados - irídio e ósmio. O ósmio é então purificado, tratado com ácidos e reduzido com hidrogênio em forno elétrico, resultando em metal puro com concentração de até 99,9%.

Aplicações de ósmio

É amplamente utilizado como catalisador de reações e componente de ligas com irídio. As principais direções devem ser destacadas: