Властивості іридію

Іридій [Iridium; від грец. – Веселка], Ir – хім. елемент VII групи періодичної системи елементів] ат. н. 77, ат. м. 192, 22; стосується металів групи платини. Сріблясто-білий твердий метал. У з’єднаннях виявляє ступеня окислення + З і +4, іноді + 1, +2 і +6. Природний іридій суміш стабільних ізотопів 191Ir (38,5%) і 1931р (61,5%). Отримані радіоактивні ізотопи з масовими числами від 171 до 198. І. відкрив в 1804 англ. хімік С. Тенна в чорному осаді, образующемся після обробки платини самородної «царською горілкою». Зміст І. у земній корі 1 • 10-7%.
Знаходиться в природі гл. обр. у вигляді мінералів групи осмистого іридію (природних сплавів іридію з осмієм і іншими металами групи платини), вітрі чающихся в корінних і розсипних родовищах платини і золота. Найбільш широко поширений Невьянский, або осмістий іридій. І. міститься також в сульфідних мед-нонікелевих рудах, що є основним джерелом видобутку металів групи платини. І. кристалізується в гранецентричній кубічної структурі, період решітки а = 3,8389 А (при кімнатній т-рі). Щільність (т-ра 20 ° С) 22,5 (рентгенівська 22,65) г / см3; tпл +2443 ° С; tкип +4547 ° С; питома теплоємність (т-ра 25 ° С) 0,0312 кал / г • град; коеф. теплопровідності (т-ра 0- 100 ° С) 0,354 кал / см • сек • град; температурний коеф. лінійного розширення в інтервалі т-р 0-100 ° С становить 6,63 • 10-6 град-1; питомий електричний опір (т-ра 20 ° С) 5,3 мком • см; температурний коеф. електричного опору (т-ра 0-100 ° С) 0,003925 град-1; питома магнітна сприйнятливість (т-ра 25 ° С) 0,133 • 1-6. Поперечний перетин захоплення теплових нейтронів 440 барн. Модуль норм, пружності 52500 кгс / мм2; коеф. Пуассона 0,26; межа міцності на розтяг відпаленого металу 23 кгс / мм2; відносне подовження 2%; HV = 200-240 (у відпаленого стані). При звичайній т-рі насилу піддається хутро. обробці, прп т-рі 1200-1500 ° С його можна кувати і протягувати в дріт. У монокристаллическом стані пластичний вже при кімнатній т-рі, витримує без розтріскування обтиснення до 25%. И.- трудіолетучій у високому вакуумі метал (тиск насиченої пари його при т-рі 1 810 ° С становить 1 • 10-6, при т-рі +2110 ° С-1 • 10-4 мм рт. Ст.).
Однак при нагріванні на повітрі вже при світло-червоному калении помітно випаровується, що пов’язано з освітою летючої окису Ir02. І. відрізняється високою корозійною стійкістю. У вигляді компактного металу розчиняється у к-тах, лише в тонкоподрібненому стані при підвищенні температури повільно розчиняється в «царській горілці». При сплаві іридієвого порошку з сумішшю їдкого натру і селітри або перекисом натрію переходить в розчинні в соляній к-ті сполуки. Губчастий І. може бути переведений в розчин електролітично з використанням змінного струму. Фтор, хлор і кисень діють на І. тільки при т-рі червоного розжарювання. З кисневих з’єднань відомі Ir203 і Ir02.
При взаємодії з хлором (залежно від т-ри) утворюються хлориди IrCl, IrСl2, IrС13, з фтором – фторид IrF6, з сірою – сульфід IrS. З азотом не взаємодіє, розчинність водню в іридію становить 1 • 10-5 ат.%. І. утворює численні комплексні солі. Особливо велике значення мають комплексні хлориди трьох- і чотирьохвалентного іридію. Незначна розчинність хлорірідата амонію (NH4) 2 [IrCl6] в розчині NH4Cl використовується в аффінажу іридію. І. сплавляється з більшістю металів. Із перехідними металами утворює широкі області твердих розчинів на основі компонентів і проміжних фаз зі структурою типу CsCl, Cr3Si і Cu3Au. Іридієва чернь має каталітичної активністю. І. добувають спільно з платиною. Сировиною для його отримання служать концентрати металів групи платини, одержувані безпосередньо з корінних руд і після переробки анодних шламів електролізу нікелю та міді, а також шляхових метал з розсипних руд і вторинний метал – лом. Концентрати і метал розчиняють у «царській горілці», спочатку на холоду, а потім при т-рі 110-120 ° С. І- при цьому розчиняється не повністю, частково залишаючись в нерастворимом осаді.
Після селективного вилучення з розчину платини, паладію і родію іридій осаджують у вигляді хлорірідата амонію. Нерозчинний залишок після розчинення концентратів в «царській горілці» переплавляють на цинковий (або свинцевий) сплав, к-рий потім розчиняють у к-ті. Утворений при цьому порошок, що містить гл. обр. осмістий іридій і рутеній, спекают з перекисом барію або натрію. З спека відганяють осмій у вигляді OsО4, а з залишився після відгону розчину витягують І. у вигляді хлорірідата амонію. Очищений хлорірідат амонію прожарюють і відновлюють в струмі водню при т-рі 1000 ° С, отримуючи іридієвий порошок чистотою 99,8-99,9%.
Поставляють І. у вигляді порошку, жерсті, прутків і дроту. Для виготовлення іридієвих сплавів застосовують дугову або індукційну плавку у вакуумі, в середовищі аргону або гелію. И.- рідкісний і дорогий метал. У чистому вигляді його застосовують дуже обмежено: у вигляді фольги для неамальгамірующіхся катодів, для виготовлення тиглів, ірідірованія поверхні виробів. Основну частину І. використовують у вигляді сплавів, гл. обр. з платиною (він підвищує її твердість, міцність і корозійну стійкість). Ці сплави застосовують для виготовлення хім. посуду (зокрема, тиглів, де вирощують кристали для лазерної техніки), нерозчинних анодів, розривних контактів і потенціометрів автоматично керованою апаратури, тертьових деталей точних інструментів, електроконтактів в двигунах внутрішнього згоряння, слабкострумових контактів апаратури зв’язку, електр. стимуляторів серцевої діяльності, хірургічних інструментів і ювелірних виробів.
З сплаву іридію (10,1%) і платини (89,9%) виготовлені еталони мір довжини. Сплави іридію з осмієм, як і природний осмістий іридій, – незамінний матеріал для виготовлення осей і п’ят обертових частин вимірювальних і регулюючих приладів особливої ​​точності, кінчиків золотих пер і ріжучих частин хірургічних інструментів. І. та його сплави (напр., Іридій -вольфрам) знайшли застосування в произове термопар, експлуатованих до т-ри 2000- +2300 ° С.

Посилання на основну публікацію