Іридій

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Іридій (Ir)
Атомний номер 77
Зовнішній вигляд простої речовини Білий крихкий
метал
Властивості атома
Атомна маса (молярна маса) 192,22 а.о.м. (г/моль)
Радіус атома 136 пм
Енергія іонізації (перший електрон) 868,1(9,00) кДж/моль (еВ)
Електронна конфігурація [Xe] 4f14 5d7 6s2
Хімічні властивості
Ковалентний радіус 127 пм
Радіус іона (+4e) 68 пм
Електронегативність (за Полінгом) 2,20
Електродний потенціал Ir←Ir3+ 1,00В
Ступені окиснення 9, 8, 7, 6, 4, 3, 2, 1, 0, -1, -2, -3
Термодинамічні властивості
Густина 22,65 г/см³
Молярна теплоємність 0,133 Дж/(К·моль)
Теплопровідність 147 Вт/(м·К)
Температура плавлення 2683 К
Теплота плавлення 27,61 кДж/моль
Температура кипіння 4403 К
Теплота випаровування 604 кДж/моль
Молярний об'єм 8,54 см³/моль
Кристалічна ґратка
Структура ґратки кубічна
гранецентрована
Період ґратки 3,840 Å
Відношення с/а n/a
Температура Дебая 430,00 К
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Іридій у Вікісховищі?

Іри́дій — хімічний елемент з атомним номером 77; символ Ir, атомна маса 192,22.

Історія[ред. | ред. код]

Відкритий англійським хіміком C. Теннантом 1803 року під час аналізу залишку, що лишався після розчинення самородної платини у царській воді. Спочатку Теннант вважав, що цей чорний залишок є графітом, проте пізніше зміг виділити з нього два нових елементи — іридій і осмій.

Крім Теннанта схожими дослідженнями займались французькі хіміки Іпполіт-Віктор Колле-Декотіль[en], Антуан Франсуа де Фуркруа і Луї Ніколя Воклен, що теж встановили, що чорний залишок містить невідомі елементи, проте так і не змогли їх виділити. Успіху Теннанта допомогла його співпраця з іншим британським хіміком, Вільямом Волластоном, що також досліджував домішки інших елементів у платині, проте зосереджувався на тих, що розчиняються у царській воді (і відкрив таким чином паладій і родій) — а нерозчинні залишки передавав колезі[1].

Лише у 1812 році Теннант, у співпраці з кількома десятками інших вчених, зміг розплавити іридій, побудувавши для цього грандіозний вольтів стовп[1].

У 1834 з'явилися ручки, пера яких були вкриті іридієм — його перше комерційне застосування[1].

Назва «Іридій» походить від грец. ίριοειδής — веселковий. Названий так за різноманітність кольорів його сполук.

Загальна інформація[ред. | ред. код]

Належить до металів групи платини. Сріблясто-білий, дуже твердий та крихкий метал. Густина 22,65·10³ кг/м3; температура плавлення 2447 °C; кипіння — 4380 °C; Твердість за Бріннелем 1640 МПа. Іридій хімічно дуже мало активний. У царській горілці не розчиняється. У вигляді тонкодисперсного порошку (черні) адсорбує сірку, галогени і інші неметали. Оксид Ir2O3, гідроксид Ir(OH)3. Відомі нечисленні його сполуки з іншими металами платинової групи (осмієм, рутенієм, родієм, платиною), з сіркою й арсеном.

Природний Ir є сумішшю двох ізотопів з масовими числами 191 (37,3 %) та 193 (62,7 %). Відомі ступені окиснення від +9 до –3[2]. У ступені +6 і +5 — сильний оксидант, у випадку +4 і +3 — утворює стабільні комплекси, особливо з амінами, а +1 вельми характерний, особливо у комплексах з фосфіновими й карбонільними лігандами, хоча зазнає оксидативних перетворень до Ir(III). Ir(0) існує в карбонільних і фосфінових комплексах (наприклад, Ir2(CO)8). Найхарактерніше координаційне число в комплексних сполуках — 6 (для Ir(III) i Ir(IV)). Ступінь окиснення +8 іридій має в сполуці IrO4, а +9 — у [IrO4]+. Ступінь окиснення +9 наразі є найвищою відомою, хоча існують передбачення про можливість стану +10 у платини[2].

Отримання[ред. | ред. код]

Іридій добувають із платиноносних і золотоносних розсипів. Він утворює власні мінерали (IrOS, IrOSRu та ін.), що тісно зростаються з іншими платиновими мінералами. Найбільші запаси — у ПАР. Сировиною для одержання іридію служать концентрати металів групи платини, які одержують шляхом збагачення корінних руд і після переробки анодних шламів електролізу нікелю і міді, а також шліхи (платиновий концентрат), вилучені з розсипних руд, і вторинний метал — металевий брухт.

Застосування[ред. | ред. код]

Щороку в світі споживається більше 7 тонн іридію (7800 кілограмів у 2017 році)[3].

Із чистого іридію виготовляють мундштуки для склодувів, лабораторні тиглі, а вольфрамовий дріт, вкритий шаром іридію, використовують в електронних лампах[4].

При додаванні 10 % іридію до платини, її твердість і границю міцності зростають у кілька разів. Цей сплав має дуже високу стійкість до дії кислот і електричних розрядів. Його використовують для виготовлення електродів у найбільш довговічних видах свічок запалювання[5], електродів для електрофізіологічних досліджень[6], із нього було зроблено еталони метра (до заміни в 1960 році) і кілограма (до заміни у 2018 році)[7]. Також, завдяки довговічності й хімічній стійкості, цей сплав використовується у ювелірній справі, а також з нього виготовляють хірургічні інструменти[8].

Невеликі домішки іридію покращують хімічну стійкість титану та термічну стійкість вольфраму й молібдену[9].

Сплав іридію з рутенієм та родієм використовується у виробництві термопар, що мають працювати за високих температур.

До другої половини 20 століття іридій використовували для покриття пер у перових ручках для збільшення їх довговічності. У сучасних ручках назва «іридій» використовується для сплавів, що використовуються для підвищення їх твердості, попри те, що безпосередньо іридію вони не містять[10].

Іридій і його сполуки застосовують як каталізатори для різноманітних реакцій органічної й неорганічної хімії[11].

Ізотоп іридій-192 використовується для брахітерапії[en] раку[12].

Див. також[ред. | ред. код]

Примітки[ред. | ред. код]

Література[ред. | ред. код]