Властивості осмію

ОСМІЙ (Osmium; від грецьк.- запах), Os – хім. елемент VIII групи періодичної системи елементів; ат. н. 76, ат. м. 190,2; стосується металів групи платини. Метал синювато-сірого кольору. Дуже твердий і крихкий, розтирається в порошок. У з’єднаннях проявляє ступені окислення + 2, + 3, + 4, + 6 і +8, з них найбільш часто + 6 і + 8. Природний О. складається з стабільних ізотопів з масовими числами 184 (0,018%), 186 (1,582% ), 187 (1,64%), 188 (13,27%), 189 (16,14%), 190 (26,38%) і 192 (40,97%). Отримані радіоактивні ізотопи з масовими числами 180-183, 185, 191, 193- 195. О. відкрив (+1804) англ. хімік С. Теннант в чорному осаді, образующемся після обробки платини самородної «царською горілкою». Вміст О. в земній корі 5 х 10-6%. У природі часто супроводжує платині. Утворює дуже рідкісні мінерали групи осмистого іридію (природні сплави осмію і іридію).
З них найважливіші – Невьянский, або осмістий іридій (Ir, Os), і Сисерть-скит, або ірідістой осмій (Os, Ir). Міститься також в сульфідних мед-нонікелевих рудах, що є одним з осн. джерел видобутку металів групи платини. Кристалічна структура О. гексагональна щільноупакована, типу магнію, з періодами решітки а = 2,7341 А і с = 4,3196 А (при кімнатній т-рі). Щільність (т-ра 20 ° С) 22,61 г / см3; tпл 3045 ± 30 ° С; tкип +5027 ± 100 ° С; питома теплоємність (т-ра 25 ° С) 0,031 кал / г-град; коеф. теплопровідності (т-ра 0 -100 ° С) 0,208 кал / см х сек х град; температурний коеф. лінійного розширення (в інтервалі т-р 0-100 ° С) 6,1 х ​​10-6 град-1, питомий електричний опір (т-ра 25 ° С) 9,66 мком-см; температурний коеф. електр. опору (в інтервалі т-р 0-100 ° С) 0,0042 град-1; питома парамагнітна сприйнятливість (т-ра 25 ° С) 0,052 х 10-6 см3 / г; модуль норм. пружності 57000 кгс / мм2, модуль зсуву 22000 кгс / мм2; HV відпаленого О. при т-рі 25 ° С становить 300-670 кгс / мм2, при т-рі 1200 ° С дорівнює 140-410 кгс / мм2 (діапазон значень обумовлений анізотропією). О.- практично недеформі-втягувальними метал (для кування і прокатки його сплавів необхідна т-ра вище 1500 ° С), труднолетучем у високому вакуумі (тиск насиченої пари при т-рі 2500 ° С становить 1 х 10-4 мм рт. Ст .).

Однак при нагріванні на повітрі вже при невисокій т-рі він випаровується в результаті утворення летючої чотириокису OsO4. О. – найменш благородний з металів групи платини. У тонкоподрібненому стані він окислюється киснем повітря вже при кімнатній т-рі, при нагріванні на повітрі згорає, перетворюючись на че-тирехокісь. Відомий також окисел Os02. У компактному стані при кімнатній т-рі на повітрі О. практично не змінюється. Порошкоподібний О. при нагріванні енергійно сполучається з фтором, хлором (залежно від т-ри утворюються суміші різних галогенідів типу OsX8, OsXe, OsX6, OsX4, OsX3 і OsX2), сіркою (OsS2) і фосфором (OsP2). Легко поглинає водень. Взаємодіє з азотною (особливо концентрованої) і гарячої сірчаної к-тами, «царської горілкою».

Соляна дотта, вільна від кисню, на нього не діє. Сплавляючи металевий О. або осмістий ірідійсо сумішшю луги та сильного окислювача (перекисом натрію, барію, селітрою та ін.), Отримують розчинні в соляній к-ті сполуки. О. утворює численні комплексні сполуки, гл. обр. аніонного типу. Переважна координаційне число – шість, напр. з’єднання типу М2 [OsCl6]. О. сплавляється з більшістю металів, утворюючи тверді розчини і интерметаллические з’єднання. Осмієва чернь відрізняється каталітичної активністю, але осмієва каталізатори легко отруюються. Практично найбільш важливими сполуками є чотириокис осмію і осмілтет-раамінхлорід, або сіль Фремо [Os02 (NH3) 4] Сl2.

Чотириокис осмію – тверде, легкоплавкое (tпл 39,5 ° С), летюча речовина блідо-жовтого кольору з характерним їдким запахом, розчинна у воді. Отруйна, подразнює шкіру та слизову оболонку (особливо очей). Відрізняється каталітичної активністю. Сіль Фремо важко розчинна у воді і в розчинах хлористого амонію. Обидва з’єднання є проміжними продуктами в произове осмію. О. добувають спільно з платиною з концентратів платинових металів, одержуваних безпосередньо з руд і після переробки анодних йшла-мов електролізу нікелю та міді. Його отримують відгоном чотириокису осмію (що утворюється в результаті спікання нерозчинних в «царській горілці» залишків концентратів з перекисом барію), уловлюваної лужним розчином, з догрого осаджують метал у вигляді [Os02 (NH3) 4] Cl2.

Осад прожарюють і відновлюють в струмі водню з отриманням осмієва порошку чистотою 99,8- 99,9%. Поставляють О. у вигляді порошків, к-які пресують у прутки. Виплавляють О. і його сплави в високочастотних індукційних або дугових печах в середовищі інертного газу або у вакуумі. У чистому вигляді метал практично не використовується. Його вводять до складу надтвердих сплавів, що володіють високою зносостійкістю (сплавів з іридію та ін. Платиновими металами, кобальтом і вольфрамом) і застосовуваних для виготовлення опор голок компасів, осей та ін. Обертових частин вимірювальних і регулюючих приладів особливої ​​точності, кінчиків золотих пер, прецизійних малих контактів, замінюючи дуже рідкісний природний осмістий іридій. Чотириокис осмію використовують в металографії, для отримання яскравою чорної фарби, в якості каталізатора в органічному синтезі та ін.

Осмій хімічний елемент періодичної системи елементів Д.І. Менделєєва, з атомарним номером 76 і позначається символом Os. Осмій відноситься до платинової групи і являє собою блискучий сріблясто білий метал на світлі блакитним відтінком. За фізичними властивостями осмій вважається самим щільним зі всіх відомих речовин, порівняємо по щільності лиш тільки з Ir иридием.

Історія осмію, відомо, що осмій відкритий в результаті хімічної реакції при розчиненні царською горілкою (суміш азотної і соляної кислот) сирої платини англійськими хіміками. У результаті в осаді вийшов рахований в той час новий метал, але з часом було доведено, що це природна суміш двох елементів -осмія і іридію.

Фізичні властивості
Ми вже знаємо, що осмій твердий метал з сіро – блакитним кольорам із за своєї твердості і щільності він дуже крихкий і насилу піддається механічній переробці. Шляхетний метал має температуру плавлення 3027 ° C за деякими джерелами 3033 ° C.

Знаходження в природі
У самородному стані осмій знаходиться тільки в природному сплаві з іридію, але крім основного сплаву також зустрічається і в сплаві з платиною так само спільно з іридію. Осмій зустрічається в сульфідних мідно нікелевих і молібденових рудах спільно з платиною та паладієм. Так само його отримують з відходів при переробці платинових і золотовмісних руд.
Для основного отримання використовують мінерали, до них відносяться Невьянский.
Свою назву отримав від місця знаходження на Уралі в 74 кілометрах від Єкатеринбурга (колишній Свердловськ). Також Невьянск відомий своєю похилій вежею який використовується як символ міста.

Основне родовища природних сплавів осмію з іридію.
Австралія, Африка, Колумбія, Канада, Росія, США.

Застосування
1. Застосовується в місцях сильного тертя із за своєї твердості.
2. У хімічній промисловості використовується як каталізатор для синтезу аміаку, а також гідрування органічних сполук.
3. Сплав (осрам) вольфрам осмій застосовується для виготовлення довговічних ниток розжарювання з поліпшеними характеристиками.
4. Сплав платини і осмію застосовується в хірургічних імплантатах в електро кардіостимуляторах.

Посилання на основну публікацію