เกี่ยวกับอิริเดียม

คนส่วนใหญ่มีความคิดที่ดีเกี่ยวกับเหล็กและอลูมิเนียม เงินและทอง แต่มีองค์ประกอบทางเคมีที่มีบทบาทเล็กกว่าเล็กน้อยในชีวิตของโลกสมัยใหม่ แต่ไม่ค่อยมีใครรู้จักในหมู่ผู้เชี่ยวชาญที่ไม่สมควร สิ่งสำคัญคือต้องแก้ไขข้อบกพร่องนี้ รวมถึงการเรียนรู้ทุกอย่างเกี่ยวกับ iridia.

ควรจะพูดทันทีว่า อิริเดียมเป็นโลหะ ดังนั้นจึงมีคุณสมบัติทั้งหมดที่เป็นแบบฉบับของโลหะอื่นๆ องค์ประกอบทางเคมีดังกล่าว แสดงโดยการรวมกันของอักขระละติน Ir ในตารางธาตุนั้นใช้ กรง 77. การค้นพบอิริเดียมเกิดขึ้นในปี 1803 ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาเดียวกันกับที่ Tennant นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้แยกออสเมียมออกมา

วัตถุดิบเบื้องต้นสำหรับการผลิตองค์ประกอบดังกล่าวคือแร่ทองคำขาวที่ส่งมาจากอเมริกาใต้ ในขั้นต้น โลหะถูกแยกออกในรูปของการตกตะกอนซึ่ง "aqua regia" ไม่ได้ใช้ ผลการศึกษาพบว่ามีสารที่ไม่รู้จักหลายตัวก่อนหน้านี้ องค์ประกอบได้รับการกำหนดด้วยวาจาเพราะเกลือของมันดูราวกับสีรุ้งด้วยรุ้ง

อิริเดียมบริสุทธิ์ทางเคมีไม่มีสีรุ้ง แต่มีลักษณะเป็นสีเงินขาวที่น่าดึงดูดใจ คุณสมบัติเป็นพิษยังไม่ได้รับการยืนยัน อย่างไรก็ตาม สารประกอบอิริเดียมบางชนิดอาจเป็นอันตรายต่อมนุษย์ได้ ฟลูออไรด์ของธาตุนี้เป็นพิษอย่างยิ่ง

วิสาหกิจรัสเซียและต่างประเทศจำนวนหนึ่งมีส่วนร่วมในการผลิตและการกลั่นอิริเดียม การผลิตโลหะชนิดนี้เกือบทั้งหมดเป็นผลพลอยได้จากการแปรรูปวัตถุดิบแพลตตินัม แม้ว่าอิริเดียมจะไม่ใช่สีม่วง แต่ก็มีไอโซโทปอยู่ 2 ตัวตามธรรมชาติ องค์ประกอบ 191 และ 193 มีเสถียรภาพแต่ไอโซโทปที่ได้รับเทียมจำนวนหนึ่งมีคุณสมบัติของกัมมันตภาพรังสีเด่นชัด ครึ่งชีวิตของพวกมันสั้น

ความแข็งแรงและความแข็งของอิริเดียมนั้นยอดเยี่ยมมาก แทบเป็นไปไม่ได้เลยที่จะแปรรูปโลหะนี้ด้วยกลไก หลอมละลายได้ สีขาวสีเงินขององค์ประกอบนี้มีขนาดใหญ่พอ ผู้เชี่ยวชาญ รวมถึงอิริเดียมในกลุ่มแพลตตินั่ม ความแข็งในระดับ Mohs คือ 6.5 จุดหลอมเหลวเป็นองศาถึง 2466 องศา อย่างไรก็ตาม อิริเดียมเริ่มเดือดที่ 4428 องศาเท่านั้น ความร้อนของการหลอมละลายคือ 27610 J / mol ความร้อนเดือด - 604000 J / mol ผู้เชี่ยวชาญได้กำหนดปริมาตรของฟันกรามไว้ที่ 8.54 ลูกบาศก์เมตร ดูสำหรับไฝ

ผลึกขัดแตะขององค์ประกอบนี้เป็นลูกบาศก์ขอบของผลึกเป็นยอดของลูกบาศก์ ไอโซโทปที่ 191 คิดเป็น 37.3% ของอะตอมอิริเดียม ส่วนที่เหลืออีก 62.3% แสดงโดยไอโซโทปที่ 193 ความหนาแน่นขององค์ประกอบนี้ (หรือความถ่วงจำเพาะ) ถึง 22400 กิโลกรัมต่อ 1 m3

แต่อะตอมของอิริเดียมเองก็ไม่ค่อยเกิดปฏิกิริยาใดๆ องค์ประกอบนี้โดดเด่นด้วยความเฉื่อยทางเคมีที่โดดเด่น... มันไม่ละลายในน้ำอย่างสมบูรณ์และไม่เปลี่ยนแปลงในทางใดทางหนึ่งแม้จะสัมผัสกับอากาศเป็นเวลานาน หากอุณหภูมิของสารน้อยกว่า 100 องศา สารนั้นจะไม่ทำปฏิกิริยาแม้แต่กับกรดกัดเซาะ (aqua regia) ไม่ต้องพูดถึงกรดอื่น ๆ และส่วนผสมของพวกมัน ปฏิกิริยากับฟลูออรีนสามารถทำได้ที่ 400 องศา สำหรับปฏิกิริยากับคลอรีนหรือกำมะถัน จำเป็นต้องให้ความร้อนกับอิริเดียมจนกว่าจะร้อนเป็นสีแดง

มีคลอไรด์ที่รู้จักอยู่ 4 ชนิด ซึ่งจำนวนอะตอมของคลอรีนแตกต่างกันไปตั้งแต่ 1 ถึง 4 ผลของออกซิเจนสามารถสังเกตได้ที่อุณหภูมิไม่ต่ำกว่า 1,000 องศา ผลคูณของปฏิกิริยานี้คืออิริเดียมไดออกไซด์ซึ่งเป็นสารที่ไม่ละลายในน้ำ ความสามารถในการละลายสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการเกิดออกซิเดชันโดยใช้สารก่อให้เกิดสารเชิงซ้อน สถานะออกซิเดชันสูงสุดภายใต้สภาวะปกติสามารถทำได้ในอิริเดียมเฮกซาฟลูออไรด์เท่านั้น

ที่อุณหภูมิต่ำมาก สารประกอบที่มีความจุ 7 และ 8 จะปรากฏขึ้น การก่อตัวของเกลือเชิงซ้อน (ทั้งประจุบวกและประจุลบ) เป็นไปได้ สังเกตว่าโลหะที่มีความร้อนสูงสามารถกัดกร่อนกรดไฮโดรคลอริกที่อิ่มตัวด้วยออกซิเจนได้ นักเคมีมีบทบาทสำคัญในการ:

• ไฮดรอกไซด์;
• คลอไรด์;
• เฮไลด์;
• ออกไซด์;
• ไปจนถึงอิริเดียมคาร์บอนิล

การได้รับอิริเดียมในธรรมชาตินั้นเป็นสิ่งที่หายากมาก ในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ โลหะนี้มักจะผสมกับสารที่เกี่ยวข้อง หากพบองค์ประกอบนี้ที่ใดก็ได้ จะต้องพบแพลตตินัมหรือโลหะจากกลุ่มของมันในบริเวณใกล้เคียง แร่บางชนิดที่มีนิกเกิลและทองแดงรวมถึงอิริเดียมในรูปแบบที่กระจัดกระจาย ส่วนหลักขององค์ประกอบนี้สกัดจากสารเฉื่อยใน:

• แอฟริกาใต้;
• แคนาดา;
• รัฐแคลิฟอร์เนียของอเมริกาเหนือ
• เงินฝากบนเกาะแทสเมเนีย (เป็นเจ้าของโดยสหภาพออสเตรเลีย);
• อินโดนีเซีย (บนเกาะกาลิมันตัน);
• พื้นที่ต่าง ๆ ของเกาะนิวกินี

อิริเดียมผสมกับออสเมียมถูกขุดในเทือกเขาเก่าที่ตั้งอยู่ในประเทศเดียวกัน บริษัทจาก แอฟริกาใต้... การผลิตในประเทศนี้ไม่ได้มีผลโดยตรงต่อความสมดุลของอุปทานและอุปสงค์ซึ่งไม่สามารถพูดได้เกี่ยวกับผลิตภัณฑ์จากภูมิภาคอื่น ๆ ของโลก ตามแนวคิดทางวิทยาศาสตร์ที่มีอยู่ ความหายากของอิริเดียมเกิดจากการที่อิริเดียมมาถึงโลกของเราในอุกกาบาตเท่านั้น ดังนั้นจึงคิดเป็นล้านเปอร์เซ็นต์ของมวลเปลือกโลก

อย่างไรก็ตาม ผู้เชี่ยวชาญบางคนไม่เห็นด้วยกับเรื่องนี้ พวกเขายืนยันว่ามีการสำรวจเพียงส่วนเล็ก ๆ ของแหล่งอิริเดียมทั้งหมดและเหมาะสำหรับการพัฒนาในระดับเทคโนโลยีสมัยใหม่ ตะกอนซึ่งปรากฏในยุคโบราณทางธรณีวิทยาลึก มีอิริเดียมแยกเป็นชั้นๆ มากกว่าหินที่ขุดไปแล้วหลายร้อยเท่า

วันนี้อิริเดียมถูกขุดหลังจากสิ้นสุดการสกัดแร่ธาตุหลักเท่านั้น... ได้แก่ ทอง นิกเกิล แพลตตินั่ม หรือทองแดง เมื่อเงินฝากใกล้หมด แร่จะเริ่มแปรรูปด้วยรีเอเจนต์พิเศษที่ปล่อยรูทีเนียม ออสเมียม และแพลเลเดียม หลังจากที่พวกเขามาถึงจุดเปลี่ยนของการได้รับองค์ประกอบ "รุ้ง" ไกลออกไป:

• การกลั่นแร่
• บดให้เป็นผง
• ผงนี้ถูกกด;
• ชิ้นงานอัดขึ้นรูปจะถูกหลอมใหม่ในเตาไฟฟ้า โดยมีการเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องของเจ็ตอาร์กอน

โลหะจำนวนมากถูกนำกลับมาใช้ใหม่จากกากตะกอนแอโนดที่เหลือจากการผลิตทองแดง-นิกเกิล ในขั้นต้น กากตะกอนจะอุดม แพลตตินัมและโลหะอื่นๆ รวมทั้งอิริเดียม จะถูกแปลงเป็นสารละลายภายใต้การกระทำของกรดกัดทองร้อน ออสเมียมจบลงในตะกอนที่ไม่ละลายน้ำ คอมเพล็กซ์ของแพลตตินัม อิริเดียม และรูทีเนียมถูกตกตะกอนอย่างต่อเนื่องจากสารละลายภายใต้การกระทำของแอมโมเนียมคลอไรด์

ประมาณ 66% ของอิริเดียมที่ขุดได้ ใช้ในอุตสาหกรรมเคมี... ภาคอื่น ๆ ของเศรษฐกิจส่วนที่เหลือทั้งหมด ในช่วงไม่กี่สิบปีที่ผ่านมา มูลค่าเครื่องประดับของ "โลหะสีม่วง" ได้เติบโตอย่างต่อเนื่อง... นับตั้งแต่ช่วงปลายทศวรรษ 1990 เป็นต้นมา แหวนและเครื่องประดับทองฝังได้ถูกสร้างขึ้นมาเป็นระยะๆ สำคัญ: เครื่องประดับทำมาจากอิริเดียมบริสุทธิ์ไม่มากเท่ากับโลหะผสมกับแพลตตินั่ม สารเติมแต่ง 10% ก็เพียงพอแล้วที่จะเพิ่มความแข็งแรงของชิ้นงานและผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปได้ถึง 3 เท่า โดยไม่ทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

ในอุตสาหกรรมอื่น ๆ โลหะผสมอิริเดียมยังนำหน้าโลหะบริสุทธิ์อย่างชัดเจน ความสามารถในการเพิ่มความแข็งและความแข็งแรงของผลิตภัณฑ์โดยการเพิ่มเล็กน้อยนั้นได้รับการชื่นชมอย่างมากจากนักเทคโนโลยี ดังนั้นสารเติมแต่งอิริเดียมจึงถูกใช้เพื่อเพิ่มความต้านทานการสึกหรอของลวดสำหรับหลอดอิเล็กทรอนิกส์ โลหะแข็งวางทับโมลิบดีนัมหรือทังสเตน การเผาผนึกภายหลังเกิดขึ้นภายใต้การกดที่อุณหภูมิสูง

และที่นี่จำเป็นต้องพูดโดยเฉพาะเกี่ยวกับการใช้อิริเดียมในอุตสาหกรรมเคมี จำเป็นต้องใช้โลหะผสมของเขาเพื่อให้ได้จานที่ทนต่อสารทำปฏิกิริยาต่างๆ และอุณหภูมิสูง อิริเดียมก็กลายเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ยอดเยี่ยมเช่นกัน การเพิ่มขึ้นของการเกิดปฏิกิริยามีความชัดเจนโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในการผลิตกรดไนตริก... และถ้าคุณต้องการละลายทองคำในอัญมณีน้ำ นักเทคโนโลยีเกือบจะรับประกันว่าจะเลือกถ้วยที่ทำจากโลหะผสมแพลตตินั่ม-อิริเดียมอย่างแน่นอน

ที่พวกเขาทำอาหาร คริสตัลสำหรับอุปกรณ์เลเซอร์คุณมักจะพบ ถ้วยใส่ตัวอย่างแพลตตินัม-อิริเดียม โลหะบริสุทธิ์ทั้งหมดเหมาะสำหรับชิ้นส่วนของเครื่องมืออุตสาหกรรมและห้องปฏิบัติการที่มีความแม่นยำสูง ใช้หลอดเป่าอิริเดียมและ กลาเซียร์เมื่อพวกเขาต้องการทำแก้วทนไฟ แต่นี่เป็นเพียงส่วนเล็ก ๆ ของการใช้งานองค์ประกอบที่น่าทึ่ง

ผู้เชี่ยวชาญตั้งข้อสังเกตมานานแล้วว่าเทียนดังกล่าวมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า... ในตอนแรก มันถูกใช้สำหรับรถสปอร์ตเป็นหลัก วันนี้ราคาถูกลงและพร้อมสำหรับเจ้าของรถเกือบทั้งหมด ผู้สร้างต้องการโลหะผสมอิริเดียมด้วย เครื่องมือผ่าตัด... มีการใช้มากขึ้นในการผลิตชิ้นส่วนของเครื่องกระตุ้นหัวใจ

เป็นเรื่องน่าแปลกที่เหรียญ “10 ฟรังก์” ที่ผลิตในรวันดาทำมาจากอิริเดียมคุณภาพอัญมณี (999 มาตรฐาน) โลหะนี้ยังใช้ในตัวเร่งปฏิกิริยารถยนต์ เช่นเดียวกับแพลตตินัม ช่วยเร่งการทำให้ไอเสียบริสุทธิ์ แต่คุณสามารถหาอิริเดียมได้ในปากกาหมึกซึมทั่วไป ที่นั่นบางครั้งคุณสามารถเห็นลูกบอลสีแปลก ๆ ที่ปลายปากกาหรือแท่งหมึก

อิริเดียมถูกใช้เป็นหลักในส่วนประกอบวิทยุเมื่อหลายสิบปีก่อน บ่อยครั้งที่มีการสร้างกลุ่มผู้ติดต่อรวมถึงส่วนประกอบที่อาจร้อนจัดโซลูชันนี้ช่วยให้คุณมั่นใจในความทนทานของผลิตภัณฑ์ ไอโซโทปอิริเดียม-192 เป็นหนึ่งในนิวไคลด์กัมมันตรังสีเทียม ผลิตขึ้นเพื่อใช้ตรวจสอบลักษณะของรอยเชื่อม เหล็กกล้า และโลหะผสมอะลูมิเนียมโดยไม่ทำลายโดยไม่ทำลาย

โลหะผสมของออสเมียมกับอิริเดียมใช้ทำ เข็มเข็มทิศ และใช้เทอร์โมคัปเปิลซึ่งรวมอิริเดียมและอิเล็กโทรดแบบธรรมดาเข้าด้วยกันเพื่อการวิจัยทางกายภาพ มีเพียงพวกเขาเท่านั้นที่สามารถบันทึกอุณหภูมิได้โดยตรงที่ประมาณ 3000 องศา ราคาของโครงสร้างดังกล่าวสูงมาก เป็นไปไม่ได้ทางเศรษฐกิจที่จะใช้ในอุตสาหกรรมทั่วไป

อิริเดียมไททาเนียมอิเล็กโทรด - หนึ่งในการพัฒนาที่ค่อนข้างใหม่ในด้านอิเล็กโทรไลซิส ฉีดพ่นสารทนไฟบนฐานฟอยล์ไทเทเนียม ในกรณีนี้ มีเพียงอาร์กอนเท่านั้นที่อยู่ในห้องทำงาน อิเล็กโทรดอาจดูเหมือนกริดหรือจาน อิเล็กโทรดดังกล่าว:

• ทนต่ออุณหภูมิสูง
• ทนต่อแรงดัน ความหนาแน่น และกระแสที่มีนัยสำคัญ
• ไม่กัดกร่อน;
• ประหยัดกว่าอิเล็กโทรดด้วยการเพิ่มแพลตตินั่ม (เนื่องจากทรัพยากรที่ยาวนานกว่ามาก)

ภาชนะขนาดเล็กที่มีไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีของอิริเดียมเป็นที่ต้องการของโลหะวิทยา รังสีแกมมาถูกประจุบางส่วนดูดกลืน ดังนั้นจึงสามารถระบุระดับประจุภายในเตาเผาได้

คุณยังสามารถชี้ไปที่แอปพลิเคชันขององค์ประกอบที่ 77 เช่น:

• รับโมลิบดีนัมและโลหะผสมทังสเตนซึ่งมีความแข็งแกร่งที่อุณหภูมิสูง
• เพิ่มความต้านทานของไททาเนียมและโครเมียมต่อกรด
• การผลิตเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริก
• การผลิตเทอร์มิโอนิกแคโทด (ร่วมกับแลนทานัมและซีเรียม)
• การสร้างถังเชื้อเพลิงสำหรับจรวดอวกาศ (ผสมกับแฮฟเนียม);
• การผลิตโพรพิลีนจากมีเทนและอะเซทิลีน
• สารเติมแต่งสำหรับตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินัมสำหรับการผลิตไนโตรเจนออกไซด์ (สารตั้งต้นของกรดไนตริก) - แต่กระบวนการทางเทคโนโลยีนี้ไม่เกี่ยวข้องอีกต่อไป
• ได้หน่วยวัดอ้างอิง (แม่นยำกว่านี้ ต้องใช้โลหะผสมแพลตตินัม-อิริเดียม)

เกลืออิริเดียมมีสีต่างกันมาก ดังนั้น สารประกอบสามารถมีสีทองแดง-แดง, เขียวเข้ม, มะกอกหรือน้ำตาลได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับจำนวนอะตอมของคลอรีนที่เติมเข้าไป อิริเดียมไดฟลูออไรด์มีสีเหลือง สารประกอบที่มีโอโซนและโบรมีนมีสีน้ำเงิน อิริเดียมบริสุทธิ์มีความต้านทานการกัดกร่อนสูงมากแม้เมื่อถูกความร้อนถึง 2000 องศา

ในหินที่มีต้นกำเนิดจากพื้นดิน ความเข้มข้นของสารประกอบอิริเดียมนั้นต่ำมาก... มันเพิ่มขึ้นอย่างมากในหินที่มาจากอุกกาบาตเท่านั้น เกณฑ์นี้ช่วยให้นักวิจัยสามารถระบุข้อเท็จจริงที่สำคัญเกี่ยวกับโครงสร้างทางธรณีวิทยาต่างๆ อิริเดียมผลิตได้เพียงไม่กี่ตันบนโลก

สำหรับคุณสมบัติและการใช้อิริเดียมอื่น ๆ ดูวิดีโอถัดไป