Izotop 187 osmiu. Metal prețios - osmiu

Cea mai mare parte a populației este conștientă de faptul că aurul și platina sunt cele mai multe metale scumpe. Prețul osmiului pe 1 gram, care aparține grupului de platină, este inferior ca valoare aurului.

De ce este osmiul atât de scump

Aproximativ 2600 de tone de aur și o anumită cantitate de platină sunt extrase anual în lume. Mai mult, conform statisticilor, în fiecare an volumul producției de metale prețioase crește cu 1,5%. Între timp, se extrag doar 600 kg de osmiu, acest lucru se datorează faptului că este foarte greu de găsit în natură. Și nu apare în forma sa pură. Și sunt extrase prin perforarea metalelor din grupul platinei. De aceea, un gram costă aproximativ 12-15 USD sau 800-900 ruble pentru 2019. Extragerea osmiului este asociată cu multe dificultăți. În primul rând, conținutul său Scoarta terestra neglijabil și la orice altceva este împrăștiat pe pământ. Complexitatea extracției și, ca urmare, costul ridicat limitează utilizarea osmiului în industrie și, prin urmare, este utilizat acolo unde efectul economic al aplicării depășește costurile suportate pentru extracție și procesare.

Osmiul se găsește în fragmente de meteoriți, care timpuri diferite a venit pe planeta noastră. Dar cel mai adesea este exploatat în mine. Nu este neobișnuit să găsiți în apropiere materiale precum iridiu. Cantitatea de osmiu extrasă este cu adevărat neglijabilă, iar metalul secundar trebuie utilizat pentru a satisface nevoile diferitelor industrii.

Unul dintre marii exportatori ai acestui metal este Republica Kazahstan. Potrivit unor informații neconfirmate, prețul unui gram extras în această țară este de aproximativ 10.000 de dolari SUA. Dar acestea sunt doar zvonuri, așa că prețul metalului pe uncie este un secret comercial. Dimensiunea costului metalului face să ne gândim la oportunitatea utilizării sale în masă în industrie, medicină și biologie.

Locul în tabelul periodic și proprietățile principale

Metalul, notat ca Os, este situat în celula numărul 76. Cei mai apropiați vecini sunt reniul și iridiul. ÎN conditii normale substanța are o culoare alb-argintie.

Osmiul are o serie de proprietăți unice. De exemplu, densitatea este de 22,6 grame per centimetru cub. În acest sens, el a depășit iridiul. Metalul care se găsește în natură constă din mai mulți izotopi care sunt practic imposibil de separat. Izotopul cel mai des folosit este 187.

Temperatura la care osmiul își schimbă starea de agregare și devine lichid este de 3.027 ºC. Materialul începe să fiarbă când atinge 5500 ºC. Densitatea mare a oferit metalului o fragilitate ridicată.

Caracteristici de producție și aplicație

În ciuda costului ridicat, osmiul nu este folosit pentru a face bijuterii. Motivul pentru aceasta este prelucrabilitatea slabă. Este aproape imposibil să o prelucrați. În plus, trebuie să ne amintim despre refractare și fragilitate.

Printre izotopii unui metal destul de rar, se numără numărul 187. El este cel care este folosit în construcții tehnologie spațială. În plus, fără el nu era posibil și arme nucleare. Ele sunt folosite pentru a crea echipamente electronice care sunt implicate în controlul armelor de rachete. Apropo, ele sunt folosite și în amenajarea instalațiilor de depozitare a deșeurilor nucleare.

Utilizarea osmiului în diverse industrii

După cum sa menționat mai sus, acesta este unul dintre puținele materiale care au densitate mare, de exemplu, o găleată cu apă va fi mai ușoară decât o sticlă de jumătate de litru umplută cu acest metal. Între timp, această proprietate - duritatea nu este practic solicitată, spre deosebire de cealaltă proprietate - duritatea.

Osmiul este folosit ca aditiv în producerea multor aliaje. Chiar și un mic adaos de metal conferă aliajelor o rezistență incredibilă la uzură. Un aliaj cu adăugarea acestui material poate dura mult mai mult decât altele. În plus, aliajele cu adaos de osmiu au o creștere Putere mecanicăși rezistență ridicată la coroziune. Ca o consecință a acestei proprietăți, osmiul și aliajele sunt folosite pentru a reduce frecarea în diferite noduri. Un aliaj de osmiu și iridiu este utilizat în producția de aliaje superdure pentru diverse industrii.

Datorită proprietăților indicate, osmiul este utilizat la fabricarea echipamentelor de măsurare concepute pentru a efectua măsurători cu precizie ridicată.

Apropo, osmiul este folosit la fabricarea pixurilor automate. Acesta este motivul pentru care pixurile pot scrie ani de zile fără a se uza.

O altă proprietate a unui metal rar este că nu este magnetic. Și acesta a fost motivul utilizării în mecanisme de ceas și instrumente mecanice de navigație (busole).

Metalul este folosit ca catalizator în producerea de amoniac și compuși organici. În plus, producția de catalizatori cu o pilă de combustibil cu metanol este indispensabilă fără aceasta.

Nu cu mult timp în urmă, un aliaj de wolfram cu osmiu a fost folosit pentru a produce filamente pentru lămpi cu incandescență. Acest aliaj se numește osram.

De asemenea, microscopia nu s-a descurcat fără un metal rar. Este folosit pentru operarea microscoapelor electronice.

În medicină, osmiul și oxizii săi sunt utilizați pentru implanturi chirurgicale și stimulatoare cardiace și pentru înlocuirea valvelor din plămâni. Cu toate acestea, tetroxidul de osmiu este o toxină puternică și practic nu este utilizat în nicio industrie.

De fapt, osmiul pur este rar folosit în practică. Acolo unde sunt utilizați mai des compușii săi, de exemplu, oxizi.

Caracteristici de stocare

Osmiul gata este stocat sub formă de pulbere. Deoarece sub formă de cristale nu se topește și nu se pretează la nicio prelucrare, nici măcar nu poate fi marcată. Încălzirea prin radiații este utilizată pentru obținerea lingourilor de metal. Dar există metode pentru obținerea de cristale din material pulbere, de exemplu, încălzirea creuzetului.

Un pic de istorie

Osmiul ca element a fost descoperit la începutul secolului XX de oamenii de știință englezi. Ei au efectuat experimente privind dizolvarea platinei în acva regia. Acesta este un amestec de acid clorhidric și azotic, care este capabil să dizolve metalele fără reziduuri.

În timpul experimentelor, a apărut un precipitat, care a fost supus unui studiu amănunțit. Ca urmare a acestora s-a găsit un amestec de osmiu și iridiu. Apropo, lucrări similare au fost efectuate în Franța.

Halterele și halterele folosite de culturisti pentru a-și pompa mușchii sunt fabricate din oțel. Fabricat din plumb - sau mai bine din - scoici ar pierde semnificativ în volum. Dar este și mai precis să folosiți osmiul pentru producerea de greutăți: un kilogram de osmiu este o minge mică care se potrivește cu ușurință într-un pumn strâns. O sticlă de jumătate de litru cu osmiu pulbere (în această formă metalul nobil părăsește pereții plantei de îmbogățire) cântărește mult mai mult decât o găleată cu apă.

Asta înseamnă doar turnare din greutăți de osmiu, curajoșii nu pot fi găsiti: este dureros de refractar. Și costul metalului este de așa natură încât un club de atletism ar trebui să lucreze timp de trei sute de ani pentru a cumpăra o ganteră cu osmiu...

Osmiul nu este suficient!

În natură, osmiul apare în principal sub forma unei combinații cu iridiu, care face parte fie din minereul nativ de platină, fie din minereu de platină-paladiu. Mineralele considerate materii prime pentru extracția osmiului conțin, în medie, o miime dintr-o sută din „ruda” grea a platinei. În tot timpul explorării, nu a fost extrasă nici măcar o pepiță de osmiu - chiar și cea mai mică dimensiune.

Cantitatea mică și dificultatea obținerii osmiului determină înălțimea prețului acestuia. În urmă cu o jumătate de secol, osmiul era evaluat la șapte până la opt ori prețul aurului. Speculație anii recenti a dus la oferte absolut nebunești: un gram de osmiu a fost vândut atât cu 10 mii, cât și cu 200 mii de dolari. Vândut - dar nu vândut: osmiul nu își găsește utilizare activă, deși este folosit în unele locuri.

Descoperirea osmiului

W. Wollaston, care a experimentat cu minereurile de platină, a fost aproape de descoperirea osmiului. Francezii Antoine de Fourcroix și Louis-Nicolas Vauquelin, inspirați de succesul său, și-au luat propriile cercetări și și-au asumat corect existența unui nou element, care s-a evaporat sub formă de fum negru în timpul experimentelor.

Fourcroix și Vauquelin au dat substanței numele de „pten” – care înseamnă „volatil”, și s-au calmat în așteptarea recunoașterii. Cu toate acestea, chimistul englez Smithson Tennant a împărțit „ptenul” în două metale înrudite, dintre care unul, pentru varietatea de culori ale compușilor săi, numit iridiu, iar al doilea - din cauza mirosului iritant - osmiu.

Aceste evenimente importanteîn anul 1803, generos cu descoperiri.

Proprietățile osmiului

Punctele de topire și de fierbere până de curând au fost considerate condiționat egale cu 3000° și 5000°C: nu existau mijloace pentru verificarea la scară completă a calculelor. Cu doar câțiva ani în urmă a fost posibil să se clarifice parametrii fizici ai metalului. S-a dovedit că este mai bine să gătiți aliaje de osmiu pe suprafața Soarelui ...

interesant aspect osmiu. Solidificându-se din topire, osmiul formează cristale dure și fragile, a căror strălucire argintie este umbrită de o nuanță gri-albastru (și chiar albastru). Avantajele externe ale osmiului ar putea atrage bijutieri, cu toate acestea, activitatea chimică ridicată a metalului și toxicitatea compușilor acestuia exclud posibilitatea utilizării acestui platinoid în bijuterii.

Aplicarea osmiului

Catalizatorii de osmiu sunt utilizați în hidrogenarea compușilor organici, în producția de medicamente și în sinteza amoniacului. Adevărat, costul ridicat al metalului îi face pe industriași să caute înlocuitori la prețuri accesibile, iar astăzi osmiul este din ce în ce mai puțin comun în industria chimică.

Din osmiu solid și nemagnetic, sunt realizate axe, suporturi și mufe de susținere instrumente de masura precizie ridicata. Și deși suporturile de rubin sunt mai dure și mai ieftine decât cele cu osmiu, rezistența metalului este uneori preferată pentru instrumentare.

Osmiul este periculos și necesită prudență

Este aproape imposibil de evitat oxidarea osmiului dacă metalul intră în contact cu oxigenul atmosferic. Prin urmare, despre orice utilizare a osmiului în

Osmiul este un element chimic cu număr atomic 76 în Tabelul periodic al elementelor chimice al lui D. I. Mendeleev, notat cu simbolul Os (lat. Osmiu).

Numărul atomic - 76

Masa atomică - 190,23

Densitate, kg/m³ - 22500

Punct de topire, °С - 3000

Capacitate termică, kJ / (kg ° С) - 0,13

Electronegativitatea - 2.2

Raza covalentă, Å - 1,26

prima ionizare potenţial, ev - 8,70

Istoria descoperirii osmiului

În 1804, celebrul om de știință englez William Wollaston, care a intrigat mai degrabă lumea științifică înainte de aceasta (mai multe despre acest lucru sunt descrise în eseul despre paladiu „Gluma unui chimist englez”), a raportat la o reuniune a Societății Regale că, în timp ce analizând platina brută (naturală), a găsit în ea metale necunoscute anterior, pe care le-a numit paladiu și rodiu. Ambele au fost găsite în acea parte a platinei care s-a dizolvat în acva regia, dar această interacțiune a lăsat și un reziduu insolubil. El, ca un magnet, a atras mulți chimiști, care au crezut pe bună dreptate că în el poate fi ascuns un element necunoscut până acum.

Aproape de succes au fost francezii Collet-Descotil, Fourcroix și Vauquelin. Ei au observat de mai multe ori că atunci când platina brută a fost dizolvată în acva regia, s-a eliberat fum negru, iar când reziduul insolubil a fost fuzionat cu potasiu caustic, s-au format compuși care „nu le deranjează” dizolvarea.

Fourcroix și Vauquelin au sugerat că elementul dorit scapă parțial sub formă de fum, iar acea parte a acestuia care nu reușește să „evacueze” în acest fel oferă agresorului toată rezistența posibilă, nedorind nici măcar să se dizolve în el. Oamenii de știință s-au grăbit să dea noului element un nume - „pten”, care în greacă înseamnă „înaripat, zburător”.

Dar acest nume a fluturat ca un fluture și s-a scufundat în uitare, deoarece Tennant a reușit curând să separe „ptenul”: de fapt, a fost o fuziune naturală a două diferite metale. Omul de știință a numit unul dintre ele iridiu - pentru varietatea de culori ale sărurilor, iar celălalt - osmiu, deoarece tetroxidul său, care a fost eliberat atunci când produsul de fuziune a osmiridiului (cum a fost numit mai târziu fostul "pten") cu alcalii, era dizolvat în acid sau apă, avea un miros neplăcut, iritant, asemănător în același timp cu mirosurile de clor și ridiche putrezită. Mai târziu, s-a dovedit că metalul în sine este capabil să emită o „aromă” similară, deși este mai slab: osmiul măcinat fin este oxidat treptat în aer, transformându-se în tetroxid.

Aparent, lui Tennant nu i-a plăcut acest miros și în inimile sale a decis să perpetueze în numele elementului pe care și-a descoperit cel mai mult. impresie puternică de la prima întâlnire cu el.

Sunt întâmpinați de haine, însoțiți de minte. Și dacă mirosul și culoarea - staniu-alb cu o tentă gri-albastru - pot fi considerate „îmbrăcămintea” osmiului, atunci caracteristicile sale ca element chimic și ca metal, conform acestui proverb, ar trebui atribuite „minții”. ".

Deci cu ce se poate lăuda eroul nostru? În primul rând, după cum am menționat deja, originea lor nobilă. Aruncă o privire la tabelul periodic al elementelor: în partea dreaptă a acestuia, familia platinoidelor, constând din două triade, se ține deoparte. Triada superioară include metale ușoare de platină - ruteniu, rodiu, paladiu (totul în lume este relativ: orice reprezentant al acestei trinități este de peste o dată și jumătate mai greu decât fierul). A doua triadă a reunit adevărați eroi grei - osmiu, iridiu și platină.

Interesant este că pentru o lungă perioadă de timp oamenii de știință au respectat următoarea ordine de creștere a greutăților atomice ale acestor elemente: platină - iridiu - osmiu. Dar când D. I. Mendeleev și-a creat sistemul periodic, a trebuit să verifice cu atenție, să perfecționeze și, uneori, să corecteze greutățile atomice ale multor elemente. Nu a fost ușor să faci toată această muncă de unul singur, așa că Mendeleev a implicat în lucrare și alți chimiști. Deci, când Yu.V. Lermontov, care nu era doar o rudă a marelui poet, ci și un chimist de înaltă calificare, omul de știință i-a cerut să clarifice greutățile atomice ale platinei, iridului și osmiului, deoarece acestea i-au provocat mari îndoieli.

Potrivit lui, cel mai puțin greutate atomica ar fi trebuit să fie în osmiu, iar cel mai mare - în platină. O serie de experimente precise conduse de Lermontova au confirmat corectitudinea creatorului lege periodică. Astfel, a fost determinată dispunerea actuală a elementelor din această triadă - totul a căzut la loc.

Osmiul nu a fost găsit în formă nativă. Se găsește în minereurile polimetalice care conțin și platină și paladiu (sulfură de cupru-nichel și minereuri de cupru-molibden). Principalele minerale ale osmiului sunt aliajele naturale de osmiu și iridiu (nevyanskite și sysertskite) aparținând clasei soluțiilor solide. Uneori, aceste minerale apar independent, dar cel mai adesea osmiul iridiul face parte din platina nativă. Principalele zăcăminte de iridiu osmic sunt concentrate în Rusia (Siberia, Urali), SUA (Alaska, California), Columbia, Canada, țări Africa de Sud. Osmiul se găsește și sub formă de compuși cu sulf și arsen (erlichmanit, laurit de osmiu, osarit). Conținutul de osmiu din minereuri, de regulă, nu depășește 1,10 −3%.

Împreună cu alte metale nobile, se găsește în meteoriții de fier.

În natură, osmiul apare sub formă de șapte izotopi, dintre care 6 sunt stabili: 184 Os, 187 Os, 188 Os, 189 Os, 190 Os și 192 Os. Ponderea celui mai greu izotop (osmiu-192) reprezintă 41%, ponderea celui mai ușor izotop (osmiu-184) este de doar 0,018% din totalul „rezervelor”. Osmiul-186 este supus dezintegrarii alfa, dar având în vedere timpul său de înjumătățire excepțional de lung de (2,0±1,1)×10 15 ani, poate fi considerat practic stabil. Conform calculelor, alți izotopi naturali sunt, de asemenea, capabili de descompunere alfa, dar cu un timp de înjumătățire și mai lung, astfel încât dezintegrarea lor alfa nu a fost observată experimental. Teoretic, dezintegrarea beta dublă este posibilă pentru 184 Os și 192 Os, care, de asemenea, nu a fost înregistrată prin observații.

Izotopul osmiu-187 este rezultatul descompunerii izotopului reniului (187 Re, timp de înjumătățire 4,56×10 10 ani). Este folosit în mod activ în întâlniri stânciși meteoriți (metoda reniu-osmiu). Cea mai cunoscută utilizare a osmiului în metodele de datare este metoda iridium-osmium, care a fost folosită pentru a analiza cuarțul din stratul limită care separă perioadele Cretacic și Terțiar.

Separarea izotopilor de osmiu este o sarcină destul de dificilă. De aceea unii izotopi sunt destul de scumpi. Primul și singurul exportator de osmiu-187 pur este Kazahstanul, care oferă oficial această substanță din ianuarie 2004 la prețuri de 10.000 USD per 1 gram.

larg aplicație practică osmiul-187 nu are. Potrivit unor rapoarte, scopul operațiunilor cu acest izotop a fost spălarea capitalului ilegal.

• în scoarța terestră - 0,007 g/t
• în peridotite - 0,15 g/t
• în eclogite - 0,16 g/t
• în formaţiuni de dunite-peridotite - 0,013 g/t
• în formaţiuni de piroxenită - 0,007 g/t

Osmiul nativ nu se găsește în natură. Este întotdeauna asociat în minerale cu un alt metal din grupa platinei, iridiul. Există un întreg grup de minerale de iridiu osmic. Cel mai comun dintre ele este nevyanskite, un aliaj natural al acestor două metale. Conține mai mult iridiu, motiv pentru care nevyanschitul este adesea numit pur și simplu iridiu osmiu. Dar un alt mineral - sysertskite - se numește iridid ​​osmium - conține mai mult osmiu... Ambele minerale sunt grele, cu o strălucire metalică, iar acest lucru nu este surprinzător - așa este compoziția lor. Și este de la sine înțeles că toate mineralele din grupul iridiului osmic sunt foarte rare.

Uneori, aceste minerale se găsesc independent, dar cel mai adesea osmiul iridiul face parte din platina brută nativă. Principalele rezerve ale acestor minerale sunt concentrate în URSS (Siberia, Urali), SUA (Alaska, California), Columbia, Canada și țările din Africa de Sud.

Desigur, osmiul este extras împreună cu platina, dar rafinarea osmiului diferă semnificativ de metodele de izolare a altor metale de platină. Toate acestea, cu excepția ruteniului, sunt precipitate din soluții, în timp ce osmiul se obține prin distilarea acestuia față de tetroxidul volatil.

Dar înainte ca OsO 4 să fie distilat, iridiul de osmiu trebuie separat de platină, iar apoi iridiul și osmiul trebuie separate.

Când platina este dizolvată în acva regia, mineralele grupului osmic iridiu rămân în sediment: chiar și acest solvent al tuturor solvenților nu poate depăși aceste aliaje naturale cele mai stabile. Pentru a le aduce în soluție, precipitatul este aliat cu o cantitate de opt ori mai mare de zinc - acest aliaj este relativ ușor de transformat în pulbere. Pulberea este sinterizată cu peroxid de bariu BaO 3 , iar apoi masa rezultată este tratată cu un amestec de acizi azotic și clorhidric direct în aparatul de distilare pentru a distila OsO 4 .

Se captează cu o soluţie alcalină şi se obţine o sare din compoziţia Na 2 OsO 4 . O soluție din această sare este tratată cu hiposulfit, după care osmiul este precipitat cu clorură de amoniu sub formă de sare Fremy Cl 2 . Precipitatul este spălat, filtrat și apoi aprins într-o flacără reducătoare. În acest fel, se obține osmiu spongios încă insuficient pur.

Apoi se purifică prin tratare cu acizi (HF și HCl) și se reduce în continuare într-un cuptor electric cu jet de hidrogen. După răcire, metalul este obţinut cu o puritate de până la 99,9% O 3 .

Takova schema clasica obtinerea de osmiu - un metal care se foloseste in continuare extrem de limitat, un metal foarte scump, dar destul de util.

Duritatea ridicată și refractaritatea excepțională fac posibilă utilizarea osmiului pentru acoperirea cu acesta în unitățile de frecare.

Osmiul este primul ca densitate o substanță simplă. Densitatea sa este de 22,61 g/cm³.

Osmiul este un metal alb-staniu cu o nuanță gri-albastru. Este cel mai greu dintre toate metalele și unul dintre cele mai dure. Cu toate acestea, buretele de osmiu poate fi măcinat într-o pulbere deoarece este fragil.

Rețeaua cristalină este hexagonală de tip Mg, a = 0,27353 nm, c = 0,43191 nm, z = 2, spații. grupa P63/mmc;

Osmiul se topește la o temperatură de aproximativ 3000 ° C, iar punctul său de fierbere nu a fost încă determinat cu precizie. Se crede că se află undeva în jurul valorii de 5500°C.

Densitatea metalului 22,61 g/cm3; punct de topire 31,8 kJ/mol, temperatura de evaporare 747,4 kJ/mol; presiunea aburului 2,59 Pa (3000 °C), 133 Pa (3240 °C); 1,33 kPa (3640°С), 13,3 kPa (4110°С); coeficient de temperatură de dilatare liniară 5·10 -6 K -1 (298 K); conductivitate termică 0,61 W/(cm K); conductivitate 9,5 μΩ cm (20°C), coeficient de temperatură. Conductivitate 4,2·10 -3 K -1; paramagnetic, magnetic susceptibilitate + 9,9 10 -6 ; temperatura de tranziție supraconductoare 0,66 K; Duritate Vickers 3-4 GPa, Mohs 7; modulul de elasticitate normal 56,7 GPa; modul de forfecare 22 GPa.

Ca și alte metale de platină, osmiul prezintă mai multe valențe: 0, 2+, 3+, 4+, 6+ și 8+. Cel mai adesea puteți găsi compuși ai osmiului tetra și hexavalent. Dar atunci când interacționează cu oxigenul, acesta prezintă o valență de 8+.

Pulberea de osmiu, atunci când este încălzită, reacționează cu oxigenul, halogenii, vaporii de sulf, seleniul, telurul, fosforul, acizii nitric și sulfuric. Osmiul compact nu interacționează nici cu acizii, nici cu alcalii, dar formează osmați solubili în apă cu topituri alcaline. Reacționează lent cu acidul azotic și acva regia, reacționează cu alcalii topiți în prezența agenților de oxidare (nitrat de potasiu sau clorat), cu peroxid de sodiu topit. În compuși, prezintă stări de oxidare +4, +6, +8, mai rar altele de la +1 la +7.

În stare compactă, osmiul este rezistent la oxidare până la 400 °C. Osmiul compact nu se dizolvă în acid clorhidric fierbinte și apă regia fierbinte. Osmiul fin dispersat este oxidat de HNO 3 și fierbere H 2 SO 4 la OsO 4, când este încălzit, reacţionează cu F 2, Cl 2, P, Se, Te, etc. Os metalic poate fi. transferat în soluție prin fuziune cu alcalii în prezența agenților de oxidare și se formează săruri ale acidului osmic H 2 OsO 4 -osmați (VI) care sunt instabile în stare liberă. La interacțiunea OsO 4 cu KOH în prezența etanolului sau a radiațiilor cu KNO 2, se obține și osmatul (VI) K 2 sau K 2 OsO 4 2H 2 O. Osmații (VI) se reduc cu etanol la hidroxid Os (OH) 4 (negru) , care în atmosfera de N 2 este deshidratat la dioxid de OsO 2 . Sunt cunoscuți perosmații M 2, unde X = OH, F, formați prin interacțiunea unei soluții de OsO 4 cu o soluție alcalină concentrată.

O caracteristică a tetroxidului de osmiu este de remarcat: solubilitatea sa în lichide organice este mult mai mare decât în ​​apă. Da, la conditii normale doar 14 grame din această substanță se dizolvă într-un pahar cu apă și mai mult de 700 de grame într-un pahar de tetraclorură de carbon.

Într-o atmosferă de vapori de sulf, pulberea de osmiu se aprinde ca un chibrit, formând sulfură. Fluorul omnivor la temperatura camerei nu dăunează osmiului, dar când este încălzit la 250-300 C, se formează o serie de fluoruri. De când cele două fluoruri volatile de osmiu au fost obținute pentru prima dată în 1913, s-a crezut că formulele lor sunt OsF6 și OsF8. Dar în 1958, s-a dovedit că fluorura OsF8, care a „trăit” în literatura chimică timp de aproape jumătate de secol, de fapt nu a existat niciodată, iar acești compuși corespund formulelor OsF5 și OsF6. Relativ recent, oamenii de știință au reușit să obțină o altă fluorură, OsF7, care, atunci când este încălzită peste 100 C, se descompune în OsF6 și fluor elementar.

Una dintre principalele virtuți ale osmiului este duritatea sa foarte mare; puține metale pot concura cu el în acest sens. De aceea, la crearea aliajelor cu cea mai mare rezistență la uzură, în compoziția acestora este introdus osmiul. Pixurile cu vârf de aur nu sunt neobișnuite. Dar aurul este suficient metal moale, și stilou pentru ani lungi munca trebuie sa treaca prin hartie multi kilometri la vointa proprietarului. Desigur, hârtia nu este o pilă sau șmirghel, dar doar câteva metale pot rezista la un astfel de test. Și totuși vârfurile penelor fac față acestui rol dificil. Cum? Secretul este simplu: de obicei sunt realizate din aliaje de osmiu cu alți platinoizi, cel mai adesea din osmiridiu deja cunoscut de tine. Fără exagerare, putem spune că nu are loc demolarea condeiului, „blindat” cu osmiu.

Duritate excepțională, rezistență bună la coroziune, rezistență mare la uzură, nr proprietăți magnetice fac din osmiridiul un material excelent pentru vârful acului busolei, topoarele și suporturile celor mai precise instrumente de măsurare și mecanisme de ceas. Este realizat din muchii tăioase. instrumente chirurgicale, freze pentru prelucrarea artistică a fildeșului.

Faptul că osmiul și iridiul „acționează adesea ca un duet” - sub forma unui aliaj natural, se explică nu numai prin proprietățile valoroase ale osmiridiului. dar și prin voința sorții, care dorea ca în scoarța terestră aceste elemente să fie legate prin legături neobișnuit de puternice. Sub formă de pepite, nici unul, nici celălalt metal nu s-a găsit în natură, dar osmiul iridium și iridium osmium sunt minerale cunoscute (se numesc nevyanskite și, respectiv, sysertskite): iridiul predomină în primul, osmiul predomină în al doilea. .

Uneori, aceste minerale apar pe cont propriu, dar mai des fac parte din platina nativă. Împărțirea sa în componente (așa-numita rafinare) este un proces care include mai multe etape, la una dintre care precipită osmiridiul. Și poate cel mai dificil și mai costisitor lucru din toată această „poveste” este separarea osmiului și iridiului. Dar de multe ori acest lucru nu este necesar: după cum știți deja, aliajul este utilizat pe scară largă în tehnologie și costă mult mai puțin decât, de exemplu, osmiul pur. Într-adevăr, pentru a izola acest metal dintr-un aliaj, este necesar să se efectueze atât de multe operații chimice încât una dintre enumerarea lor să ocupe mult spațiu. Produsul final al unui lanț tehnologic lung este osmiul metalic cu o puritate de 99,9%.

Alături de duritate, este cunoscut un alt avantaj al osmiului - refractaritatea.

În ceea ce privește punctul de topire (aproximativ 3000 C), a depășit nu numai omologii săi nobili - platinoizii, ci și marea majoritate a altor metale. Datorită infuzibilității sale, osmiul a intrat în biografia unui bec electric: în acele vremuri când electricitatea își dovedea superioritatea față de o altă sursă de lumină - gazul, omul de știință german K. Auer von Welsbach a propus înlocuirea părului de carbon într-o lampă incandescentă cu osmiu. Lămpile au început să consume de trei ori mai puțină energie și au oferit o lumină plăcută, uniformă. Dar osmiul nu a durat mult în acest post responsabil: la început a fost înlocuit cu tantal mai puțin rar, dar în curând a fost nevoit să cedeze loc celui mai refractar dintre refractari - wolfram, care își poartă până astăzi ceasul de foc.

Ceva similar s-a întâmplat cu osmiul într-un alt domeniu de aplicare - în producția de amoniac. Metoda modernă pentru sinteza acestui compus, propusă în 1908 de celebrul chimist german Fritz Haber, este de neconceput fără participarea catalizatorilor. Primii catalizatori care au fost folosiți în acest scop și-au arătat abilitățile doar la temperaturi ridicate (peste 700 C) și, în plus, nu au fost foarte eficienți.

Încercările de a găsi un înlocuitor pentru ei pentru o lungă perioadă de timp nu au dus la nimic. Un cuvânt nou în îmbunătățirea acestui proces a fost spus de oamenii de știință de la laboratorul Școlii Tehnice Superioare din Karlsruhe: au propus utilizarea ca catalizator a osmiului fin dispersat. (Apropo, fiind foarte dur, osmiul este în același timp foarte fragil, astfel încât buretele acestui metal poate fi zdrobit și transformat în pulbere fără prea mult efort.) Experimentele industriale au arătat că jocul merită lumânarea: temperatura a procesului a fost redus cu mai mult de 100 de grade, da și ieșire produse terminate crescut semnificativ.

În ciuda faptului că mai târziu osmiul a trebuit să părăsească scena și aici (acum, de exemplu, sunt utilizați catalizatori de fier ieftini, dar eficienți pentru sinteza amoniacului), putem presupune că el a fost cel care s-a schimbat. problema importanta din centrul mort. Osmiul își continuă activitatea catalitică și astăzi: utilizarea sa în reacții de hidrogenare materie organică dă rezultate excelente. Acest lucru se datorează în primul rând cererii mari de osmiu din partea chimiștilor: aproape jumătate din producția sa mondială este cheltuită pentru nevoile chimice.

Elementul 76 prezintă un interes considerabil ca obiect cercetare științifică. Osmiul natural este format din șapte izotopi stabili cu numerele de masă 184, 186-190 și 192. Este curios că, cu cât numărul de masă al izotopului acestui element este mai mic, cu atât este mai puțin frecvent: dacă cel mai greu izotop (osmiul-192) contează. pentru 41%, atunci cel mai ușor dintre cei șapte „frați” (osmiu-184) are doar 0,018% din totalul „rezervelor”. Deoarece izotopii diferă unul de celălalt doar prin masa atomilor, iar în „înclinațiile” lor fizico-chimice sunt foarte asemănători între ei, este foarte dificil să-i separați. De aceea, chiar și „fărâmiturile” de izotopi ai unor elemente sunt fabulos de scumpe: de exemplu, un kilogram de osmiu-187 este evaluat pe piața mondială la 14 milioane de dolari. Adevărat, în În ultima vreme oamenii de știință au învățat să „separe” izotopii folosind fascicule laser și se speră că în curând prețurile acestor „bunuri non-de consum” vor fi reduse considerabil.

Dintre compușii osmiului, tetroxidul său are cea mai mare importanță practică (da, cel căruia elementul este atât de „datorat” prin numele său). Acționează ca un catalizator în sinteza anumitor medicamente. În medicină și biologie, este folosit ca agent de colorare pentru examinarea microscopică a țesuturilor animale și vegetale. Trebuie amintit că cristalele galben pal, cu aspect inofensiv, de tetroxid de osmiu sunt o otravă puternică care irită pielea și membranele mucoase și este dăunătoare pentru ochi.

Oxidul de osmiu este folosit ca colorant negru pentru vopsirea pe porțelan: sărurile acestui element sunt folosite în mineralogie ca agenți puternici. Majoritatea compușilor de osmiu, inclusiv diverși complecși (osmiul prezintă capacitatea de a forma compuși complecși inerenți tuturor metalelor de platină), precum și aliajele sale (cu excepția osmiridiului deja cunoscut și a unor aliaje cu alți platinoizi, wolfram și cobalt), în timp ce „languind” în așteptarea locului de muncă potrivit.

Osmiul este un element chimic din sistemul corespunzător de elemente chimice. În starea sa normală, este un metal de tranziție din grupul platinei sub forma unui metal alb strălucitor cu o tentă argintie cu o nuanță albastră. Acest tip materialele au cea mai mare densitate printre altele, alături de iridiu, cu toate acestea, acesta din urmă pierde puțin.

Acest tip de material este izolat din materii prime de metal platină de tip îmbogățit prin perforare la o temperatură de 800 până la 900 de grade Celsius în aer.

Masa cu greutate specifică a osmiului

Deoarece osmiul este un material complex, calculați greutatea lui specifică în condiţiile de teren singur nu este posibil. Aceste calcule sunt efectuate în laboratoare chimice speciale. Cu toate acestea, greutatea specifică medie a osmiului este cunoscută și este egală cu 22,61 g/cm3.

Pentru a simplifica calculele, mai jos este un tabel cu valorile gravitație specifică osmiul, precum și greutatea acestuia, în funcție de unitățile de calcul.

Proprietățile osmiului

Acest material este fragil, dar, în același timp, un metal foarte dur, cu o greutate specifică mare. Prelucrare se pretează cu dificultate, datorită fragilității, durității și punctului de topire ridicat, precum și presiune scăzută vapori. Punctul de topire al osmiului este de 3033 grade Celsius, iar punctul de fierbere este de 5012 grade Celsius. Acest tip de material aparține grupului de paramagneți.

Osmiul în stare de pulbere reacționează bine cu halogenii, seleniul, fosforul, oxigenul, vaporii de sulf, acidul sulfuric și azotic atunci când este încălzit. Nu interacționează într-o formă compactă cu alcalii și acizii. Are o rată de reacție lentă cu acva regia și acid azotic.

Acest tip de material este unul dintre puținele metale care formează grupări sau compuși polinucleari.

Nu are efect asupra rol biologic organismelor vii și este extrem de toxic.

Obținerea osmiului

Nu se găsește în mod natural în natură. Acest material este întotdeauna asociat cu un alt tip de metal din grupul de platină - iridiu. Osmiul este extras împreună cu platina. În timpul procesării căreia se eliberează osmiu iridiu, care este separat în componente separate - iridiu și osmiu. Osmiul este apoi purificat, supus unui proces de tratare cu acid și redus cu hidrogen într-un cuptor electric, rezultând un metal pur cu o concentrație de până la 99,9 la sută.

Aplicarea osmiului

Folosit pe scară largă ca catalizator pentru reacții și component al aliajelor cu iridiu. Principalele domenii de evidențiat sunt: