Металл иридий: история, свойства, как получают и где используют

Иридий – металл и химический элемент. Элемент стоит в таблице Менделеева под атомным номером 77. Считается выходцем из благородных пород, твёрдый, имеет бело-золотой цвет.

История открытия Иридия

Минерал существует в чистом виде, но первые упоминания об изотопном металле связаны с падением на Землю железоникелевого метеорита. Столкновение с Землёй метеорита произошло 65 млн лет назад, в эпоху трицерапторов и дипладоков. В Земле упавший объект оставил след, последствия которого видны и сегодня. Образовался кратер в 180 километров глубиной, пыль, поднявшаяся из-за нарушения земной коры и падения метеорита, заставила Землю пребывать во мгле 14 дней, случились извержения вулканов на территории Азии, Индостана и Мадагаскара.

Некоторые учёные предполагают, что именно этот металл погубил всех динозавров и других крупных ящеров, из-за того, что начал выделять токсин при соприкосновении с хлором и земным ядром. Как известно, металл плавится при 2300 градусов по Цельсию.

Так, он лежал в Земле все 65 млн лет, пока его не обнаружили по случайности люди, искавшие платину и нашедшие её на месте старого кратера.

Как земной элемент, иридий был обнаружен в 1804 году, учёным С. Теннатом. В результате проведения процедур по изучению платиновых минералов и выявления в них осмия, был обнаружен иридий.

Вот так Юкатанская катастрофа привела к тому, что в периодической таблице появился Иридий.

Происхождение металла

Иридий – платаноид, являющийся продуктом многофазового ядерного синтезирования элементов. На планете среди других металлов (из 1005) он занимает всего лишь 3%-ое значение, что означает нечастое его обнаружение. Учёные считают, что иридий скрыт в земном ядре или же в расплавленном железоникелевом слое (внешнее ядро).

В земной коре встречается в виде сплава с осмием или платиной.

Как получают

О том, что этот металл встречается только в сплавах, мы уже сказали. Но каким образом возможно получить иридий?
Источником породы является анодный шлам медноникелевого производства. Продукт – шлам насыщают, после чего, под действием «царской водки», переводят из состояния твёрдого в жидкое, в виде соединений хлорида H2[PtCl6].

В результате химики получают жидкую смесь металлов и добавляют в неё хлорид аммония NH4Cl. После чего производят выведение осадка из платины, а потом получают комплекс иридия (NH4)2[IrCl6]. (NH4)2[IrCl6] прокаливают при помощи кислорода и азота. На выходе получаете металлический иридий.

Места добычи

Химический элемент встречается в сплавовом виде в складчатых земных породах гор России, перетонитовых породах, расположенных в ЮАР, Кении, Южной Америке и т. д.

Где есть платина, там есть и иридий.

О характеристиках металла, как химического элемента:

Элемент встречается разных цветов, самый распространённый – белый – KIrF6, лимонный – IrF5, золотой – K3IrCl6, светло-зелёный – Na3IrBr6, розовый – Cs3IrI6, малиновый – Na2IrBr6, тёмно-синий – IrI3. Разнообразие цветов обусловлено наличием в иридии различных солей.

Кстати, название своё металл получил за счёт этого разноцветия. Ирида – это богиня радуги в греческой мифологии.

Свойства и особенности

1. Имеет три синтетических изотопа (191,192,193). Каждый изотоп встречается в сплавовом иридии одиночно и отвечает за какие-либо особенности металла, которые отразятся на его будущем применении.
2. Не встречается в чистом виде в природных условиях. Только с каким-либо элементом, как примесь.
3. Используется для усиления металлических конструкций и сплавов. У иридия есть свойство укреплять и усиливать те соединения (физические и химические), в которые он добавляется.
4. Не теряет своих качеств при смешивании с другими химическими элементами, множественной переплавке и т. д.
5. В природе есть вид иридия, в котором смешаны два изотопа – 191 и 193. Такой изотопный металл считается самым крепким и долговечным.
6. Иридий высоко инертен, считается драгоценным металлом.
   
7. Иридий не окисляется при взаимодействии с солевыми остатками, кислотами, воздухом и высокими температурами. Как такового окисления не происходит. Но могут случаться впрыски иридия в незначительном количестве, в виде оксида металла IrO2. При температуре более 1300 градусов по Цельсию иридий не сразу же плавится, выделяя частично оксид IrO3.
8. Металл плохо поддаётся обработкам. Реакция достаточная для обработки иридия, его перегонка и придание формы происходит при красном световом излучении.
9. Металл воспроизводят искусственно, однако, по государственным нормам. Большое количество требуется для строительства дорог и создания механизмов автомобилей, но в ювелирной промышленности иридий не часто используется.
10. В зависимости от того, с каким металлом сплавлен иридий, зависит и его цена. К примеру, если он был найден, как примесь к золоту или платине, то основной будет цена золота за грамм плюс процентная стоимость иридия, в зависимости от его содержания в сплаве. Обычно это значение равняется – 10%.
11. Высокая цена, от 940 рублей за 1 грамм иридия, обусловлена тем, что процесс отшелушивания, отделения и дальнейшей обработки металла трудоёмок. В ближайшем будущем стоимость за 1 грамм вырастет, скорее всего, с 1719 рублей до 2500 рублей.
12. Иридий нетоксичен, не играет никакой важной биологической роли, но в природе встречается смертельно опасный вид иридия – IrF6 (гексафторид). Гексафторид вызывает мгновенное удушение при вдыхании паров.

Где применяется

В основном применяют не сам иридий, а его сплавы с металлами.

Сплав из иридия и платины применяют для изготовления посуды, для проведения химических опытов, создания хирургического инвентаря, ювелирных украшений и нерастворимых анодов. Ещё медно-иридиевую смесь используют для прибороточного строения. Этот сплав является особо прочным, его используют для покрытия сварочных узлов в строительных объектах.

Также иридий смешивают с гафнием, в таком случае сплав послужит инструментом для создания топливных баков.

Когда изотопный металл смешивают с вольфрамом, родием или же рением, то из полученной субстанции изготавливают термопары. Термопары – приборы для измерения температур более 2000 градусов.

Иридий, совместно с церием, латаном применяют в производстве катодов.

А вот один иридий, без вспомогательных элементов, используют для создания наконечников перьевых ручек.

Иридий применяют в крупных промышленных масштабах для создания иридиевых свеч сгорания. Такие свечи прослужат на 3 года дольше, чем обычные и выдержат пробег автомашины на 160 тысяч километров больше, чем стандартные.

За счёт иридия облегчилось строение дефектоскопов, которые выявляют все недостатки механизмов ручного запуска.

Кроме применения в медицине и промышленности, химический элемент берут за основу проведения многих химических операций. Он является термическим, химическим катализатором для ускорения получений конечного химического продукта. К примеру, его часто применяют для получения азотной кислоты.

За счёт иридия, в жаростойких тиглях выращивают кристаллы, которые необходимы для лазерной техники. Благодаря учёным и этому дару природы, стала возможной операция по лазерной коррекции зрения, по лазерному дроблению камней в почках и т. д.

Область применения металла велика, однако стоимость его довольно высокая, поэтому часто иридий заменяют синтетическими химозными элементами, которые уступают природному аналогу во всём.

Это незаменимый благородный металл, который необходим для функционирования машин, строительных объектов, создания прочных механизмов и прочего.