Све о осмијуму

Осмијум - редак метал, припада групи платине. Откривен је у Енглеској као резултат експеримената на реакцији платине. Назив осмијум је дат на грчком и у преводу значи "мирис". Какав је овај племенити метал? Које су његове карактеристике и која је његова употреба?

Откриће овог елемента случајно су 1803. године енглески хемичари Смитсон Тенант и Вилијам Х. Воластан. Као резултат експеримената о реакцији платине на мешавину киселина (сумпорне и азотне), настали талог је развио непријатну арому, која подсећа на смрад хлора и труле ротквице. Сличне експерименте су извели Цолле-Десцоти, Антоине де Фоурцои и Ваукуелин у Француској. Као резултат њиховог истраживања, пронашли су и непознату супстанцу у нерастворљивом седименту од платине.

Откриће ових хемијских елемената представљено је Краљевском друштву у Лондону Тенантовим писменим саопштењем од 21. јуна 1804. године. У периодном систему хемијских елемената Мендељејева, метал се налази под редним бројем 76. Метал се не јавља у свом чистом облику у облику груменова, па је његова хемијска формула представљена у раствореном облику.

Елемент се екстрахује из секундарних сировина као резултат његовог одвајања од руда иридијума, платине, платине-паладијума или руда бакра и никла. Годишња производња читавог елемента у свету не прелази величину од 1 тоне.

Највећа светска налазишта вреди напоменути такве зоне као Уралске планине и Сибир у Русији, северна држава Аљаска и западне државе Цалифорниа у Америци, Канада у Северној Америци, Колумбија у Јужној Америци и неке јужноафричке земље, Аустралија, Исланд Тасманија... Тренутно се разматра значајно лежиште осмијума Бусхвелл Цомплек у Јужној Африци, већина материје се тамо копа. Узимајући у обзир да се највећа налазишта метала налазе у Јужној Африци, светске цене овог ретког земног метала су прилично високе. Казахстан сматра се јединим већим извозником осмијума-187 у свету. Иако Кина има резерве руде платине, она нема значајне количине осмијума.

Супстанца се складишти у облику праха и пошто се не топи у облику кристала, на њу није могуће ставити печат због њених физичких својстава. За производњу ингота овог метала користи се загревање електронским снопом или луком из праха, такође се користи загревање у лончићу.

Осмијум изгледа као сребрно плавичасти метал. То је један од најгушћих елемената, његова густина је 22.600 килограма по кубном метру, али у исто време супстанца је прилично крхка, лако се ломи и распада. Има велику специфичну тежину и може да сија чак и при прилично високим температурним утицајима. Због својих параметара и значајне температуре топљења, тешко га је обрадити. У природи постоји у облику седам изотопа, од којих се шест сматра стабилним, а то су осмијум-184, осмијум-187, осмијум-188, осмијум-189, осмијум-190 и осмијум-192. У лабораторији су добијени радиоактивни изотопи метала масених бројева од 162 до 197, а вештачки су добијени и неки нуклеарни изомери.

Скоро сва једињења са овим металом изазивају оштећења унутрашњих органа, поремећаје вида и слуха. У случају тровања парама осмијума, може доћи до неповратних поремећаја у организму и смрти. Научници су спровели експерименте на животињама, чији су резултати били брзи развој анемије, недостатак нормалне функције плућа. Закључено је да се ради о брзом развоју едема. Осмијум тетроксид, који се користи у медицини, је веома корозивна супстанца. Има најодвратнији мирис на свету. У случају тровања, кожа пати, мења боју у зелену или црну, често праћену чиревима и пукотинама, за које ће требати веома дуго да зарасту.

У највећем ризику су запослени у производним погонима, који по свим безбедносним стандардима раде само у респираторима и специјалној одећи. Сви контејнери који садрже осмијум оксид су запечаћени и ускладиштени у складу са правилима. Да би се добили минерали невјанскита, платина се претвара у раствор помоћу водене воде. Затим се добијени талог излаже цинку у 8-струкој количини - таква легура се релативно лако претвара у прашкасто стање, које се затим спаја са баријум пероксидом. Следећа фаза је обрада добијене масе са акуа региа, дестилација кроз апарат за одвајање осмијум тетроксида.

Деловањем на супстанцу раствором алкалије добија се со. Слани раствор је погођен хипосулфит, услед чега се уз помоћ амонијум хлорида метал таложи већ у облику Фремијеве соли. Талог се испере, филтрира и калцинише. Резултат свих ових радњи је сунђераст осмијум. Затим се чисти киселинама, редукује у електричној пећи под струјом водоника и хлади. Тако добити узорке осмијума до 99,9%.

Особине овог елемента, са становишта хемије, су невероватне. Најосновнији од њих су следећи.

1. Осмијум уопште не реагује са алкалијама и киселинама. Формира осмате растворљиве у води у реакцији са алкалним топљењем. Интеракција са смешом азотне и хлороводоничне киселине даје изузетно спору реакцију.
2. Веома токсичан, чак иу микроскопским дозама. Посебно је токсичан осмијум оксид, који се ослобађа из платине.
3. Немогуће је одредити тачку кључања метала, јер је посебно ватросталан.
4. Метал у праху лако улази у реакцију загревања са таквим супстанцама: чистим кисеоником, халогенима, сумпорном или азотном киселином.
5. У разним једињењима прима оксидне бројеве од -2 до +8. Најчешћи су +2, +3, +4 и +8.
6. Способан да формира једињења кластера.
7. Главни минерали су повезани са чврстим растворима и представљени су легурама иридијума са осмијумом - то су сисертскит и невјанскит. Штавише, сисерскит има другачије име - иридни осмијум, а невјанскит - осмозни иридијум.

Густина осмијум је приближно 22,61 грама по кубном центиметру. Кристали имају прелеп сребрнасти сјај, са различитим нијансама од сиве до плаве. У инготима се појављује тамноплава боја, у праху је љубичаста. Сав метал има сребрнаст сјај. Токсичност елемента спречава његову употребу у индустрији накита. Главна физичка својства су следећа.

1. Тачка топљења овог елемента је прилично висока, топљење је могуће на температурама преко 3000 степени Целзијуса.
2. Метал нема магнетна својства.
3. Невероватна чврстина. Легуре са додатком овог метала добијају повећану отпорност на хабање, издржљивост, отпорност на корозију и отпорност на механичка напрезања.
4. Тачка кључања је 5012 ºЦ.
5. Мохсова тврдоћа је 7.
6. Викерсова тврдоћа је 3-4 ГПа.

Због значајних трошкова самог елемента, овај метал се ретко користи у масовној индустријској производњи. Осмијум се углавном користи у хемијској индустрији, где се користи као катализатор. Осмијум тетроксид се користи у неким лековима. У лабораторијским анализама користи се за бојење живих ткива, осигурава очување ћелијске структуре.

У ваздухопловној индустрији се користи осмијум у електронској опреми опреме за ваздухопловну и ракетну технику, као и у производњи нуклеарно оружје. Због недостатка магнетних својстава, метал се користи у производњи брендираних сатова као што је Ролек. Легура осмијума са платином се користи када стварање хируршких имплантата Да ли су пејсмејкери или плућни залисци.

1. Под притиском од око 770 ГПа у осмијуму, електрони интерагују на унутрашњим орбиталама, структура супстанце остаје непромењена.
2. Осмијум у стенама садржи пола процента укупне масе рудних лежишта.
3. Због велике густине изглед и стварна тежина метала веома варирају. Дакле, пластична боца од 0,5 литара напуњена овим металним прахом биће тежа од канте од 10 литара напуњене водом.
4. Овај метал је међу пет најјачих скуп.
5. Цена троструке унце осмијума је пословна тајна, у отвореним изворима можете пронаћи приближну цену за 1 грам супстанце.
6. Због рефракторности осмијума забележено у историји електричне лампе. Научник К. Ауер фон Велсбах из Немачке дао је предлог да се угљенична нит у сијалици замени осмијумском нити. Испоставило се да су сијалице 3 пута мање енергетски интензивне, а осветљење се значајно побољшало. Истина, убрзо је замењен уобичајенијим танталом, који је, заузврат, замењен волфрамом.
7. Слична ситуација се десила и са ретким металом у производњи амонијака. Тренутно коришћена метода синтезе амонијака, коју је 1908. године развио хемичар Фриц Хабер из Немачке, немогућа је без употребе катализатора.У почетку су тада коришћени катализатори показали своја својства само у присуству значајних температурних услова и нису имали високу ефикасност, тако да је потрага за заменом била веома хитна. Научници из лабораторије Више техничке школе у ​​Карлсруеу дали су предлог да се као каталитички елемент користи фино атомизовани осмијум. Резултати тестирања су потврдили да је ова идеја вредна труда, температура каталитича је пала за више од 100 ºЦ, а ослобађање амонијака је значајно повећано. Истина, у будућности су одбијали осмијум, али он је помогао у решавању тако важног проблема.

Осмијум и други ретки и јединствени метали играју значајну улогу у разним индустријама... Чак и уз сву своју токсичност, спасава животе и здравље.

За више информација о осмијуму, погледајте следећи видео.