Иридий это металл или нет

Обновлено: 04.10.2024

И снова о платиноидах, драгоценных и редких металлах. Сегодня наш герой иридий, один из самых тяжелых металлов группы. Сравниться с ним по весу может только осмий.

История открытия иридия проста и даже банальна. Его «поймали» в отходах исследования самородной платины.

Динозавры и «подарок» Вселенной

Где иридий, а где динозавры, какая связь… Как считают многие ученые, прямая.

По общепринятой теории при возникновении и формировании планет происходит стратификация — более тяжелые элементы «притягиваются» к ядру планеты, чем легче элемент — тем выше он к поверхности. Потому и очень тяжелого иридия на поверхности быть не должно. Откуда тяжелый платиноид взялся на поверхности Земли — из космоса.

Отчего вымерли динозавры — звено той же цепочки. Палеонтологи, геологи и другие ученые мужи считают, что причиной исчезновения динозавров было падение метеорита. Причем, называется время (65 миллионов лет назад) и место (полуостров Юкатан). Кратер от падения получился нехилый — 180 км в диаметре и 900 метров в глубину. Пылевые облака закрыли Солнце на несколько лет. Погибли растения, следом с голодухи вымерли травоядные животные, потом и плотоядные (питаться уже было нечем). Экологическая система рухнула.

Печально: вместе с динозаврами на суше вымерли летающие ящеры, в море — многие виды моллюсков и водоплавающие рептилии.

Подтверждают гипотезу иридиевые аномалии. Их нашли в морских отложениях, в глинистом слое, который образовался 65 миллионов лет назад.

А еще кости погибших динозавров содержат аномально много иридия, что косвенно подтверждает теорию о падении астероида.

При чем тут иридий, спросит настырный и любознательный читатель. При астероидах.

Юкатанский астероид (как многие другие) занес Землю из глубокого космоса большое количество редких металлов.

Всего на поверхности Земли разведано более 200 метеоритных кратеров.

Получается, происхождением драгоценный металл из космоса, это подарок Вселенной.

Познавательно: ученые подсчитали, что весь запас земных платиноидов уместился бы в 160 астероидах, каждый по 20 км в диаметре.

Радуга металла

Открыл металл и дал ему название англичанин С. Теннант, химик. Производя опыты с самородной платиной, химик исследовал и растворы, оставшиеся от опытов. И не зря — в них он обнаружил разноцветные соли неизвестного элемента.

Иридий назвали в честь радуги (по-гречески iris ) — многоцветного чуда.

Это не о цвете металла, это о разнообразии цветов иридиевых солей:

K3IrCl6, IrF6 — золотисто-желтые кристаллы;
KIrF6 — белые кристаллы;
Ir2O3 — синие, сине-черные кристаллы:
IrCl2 — зеленые кристаллы;
Na2IrBr6 — малиновый цвет.

Есть соединения иридия, окрашенные в оливковый, коричневый, розовый, золотистый цвета.

О Клаусе умном замолвите слово

Продолжил исследования иридия К. Клаус, русский химик. Работы проводились около двух лет, причем увлеченный Клаус все это время буквально жил в лаборатории, ел и спал там.

Ученый занимался и другими платиноидами, но именно металл радуги покорил его сердце. Были исправлены неточности в информации о металле. Клаус предположил, что они были допущены из-за исследования иридия в смеси с рутением (тоже платиноидом). Ученый дал рекомендации о технологии извлечения платиноидов (иридия в том числе).

Свойства химические и физические

Иридий — металл твердый и одновременно хрупкий.

Химические и физические свойства:

Обладает высокой плотностью — до 22650 кг/м3.
Степень окисления в соединениях чаще всего +3, +4, редко +1, +2, +5 и +6.
Температура плавления 2466 °C.
Кипение иридия начинается при 4428 °C.
Химически стойкий металл (при нормальных условиях); не реагирует со щелочами и кислотами, даже с «царской водкой».
Цвет металла серебристо-белый.

При нагреве реагирует с галогенами (фтор, хлор, бром) и кислородом.

Кристаллическая решетка гранецентрированная, кубическая.

Где добывают иридий

Канада;
Калимантан;
США;
ЮАР;
Россия;
Новая Гвинея.

Встречается в природе в складчатых областях перидотовых серпентинитов. Находят россыпные месторождения. Часто встречается в виде твердых растворов в сочетании с осмием — осмистый иридий. По оценкам специалистов, в земной коре находится очень редко. Потому считают (в подтверждение астероидной теории), что высокое содержание металла в рудах сигнализирует об их метеоритном происхождении.

Самый редкий и богатый иридием минерал — родистый невьянскит. Иридия в нем более 11%. Содержится в сысертските, в ауросмириде.

Как добыть иридий

В год все добытчики на Земле получают от 3 до 10 тонн (по разным данным).

Проблемой добычи иридия являются большие потери металла при переработке руд. Ведь чисто иридиевых руд, позволяющих промышленную добычу иридия, почти нет. Основная часть металла добывается при переработке медно-никелевых руд, где спутники — металлы платиновой группы.

В основном металл получают из шламов медно-никелевых руд. В процессе их добычи платиноиды попадают в технологические растворы, отходы производства.

Технология добычи иридия (как других платиноидов) состоит из нескольких этапов извлечения этих металлов. Это концентрирование, обработка щелочами, очистка от примесей.

Использование, применение металла

Производство кристаллов не обходится без тиглей из драгоценного металла.

Он используется в деталях прецизионных приборов, в качестве покрытия для электрических контактов.

В долговечных свечах зажигания применяют в качестве электродов.

Преимущество таких свечей в молниеносном разгоне двигателя и его стабильной работе. Не грозит потеря искры, такие свечи обладают отменными антикоррозийными свойствами. Недостаток один — цена…

Металл используют для «вечных» кончиков перьев авторучек.

Экономно: в некоторых странах вместо дорогого иридия используют сплав ниобия с рением — он почти так же износостоек, но и внешне мало отличается от иридия.

Иридий прекрасный катализатор, как все его родственники-платиноиды. Однако высокая цена ограничивает его применение.

Органический синтез сейчас невозможен без иридиевых катализаторов. Работы по оргсинтезу получили Нобелевскую премию по химии. Чтобы было понятно — оргсинтез позволит перейти на «зеленую химию», отказаться от использования ископаемых ресурсов, перейти к ресурсам возобновляемым.

Эталон килограмма создан из сплава платина-иридий и хранится во Франции.

Познавательно: не спорьте, если увидите в России, во ВНИИ метрологии, международный эталон килограмма. Таких копий того, французского эталона, было изготовлено 6 штук.

Сплав иридия с титаном используют в глубоководных трубопроводах.

Изотоп Ir-192 используют в дефектоскопах, в толщиномерах (переносных).

Сказочные перспективы иридия в медицине

В кардиостимуляторах применяется сплав иридий-платина.

Онкологи используют изотоп иридия Ir-192 как источник гамма-излучения. Его применяют для лечения рака груди и предстательной железы (на ранних стадиях болезни).

Разработаны методы лечения эпилепсии, болезни Паркинсона, шизофрении с помощью введения иридиевых электродов в мозг. Радужные перспективы для создания протезов глаза и слухового аппарата открывает метод вживления микроэлектродов.

Купить или не купить

Иридий — один из самых редких металлов на Земле. На цену влияет степень очистки и количество примесей в металле. Чем чище иридий, тем он дороже. Стоимость 1 грамма иридия на апрель 2020 года составляет около 50,1-50,2$ США.

Мне 42 года и я специалист в области минералогии. Здесь на сайте я делюсь информацией про камни и их свойства — задавайте вопросы и пишите комментарии!

Иридий – радужное настоящее и будущее

На Земле это один из самых редких и дорогих металлов – глобальные объемы производства исчисляются несколькими тоннами за год. Геологи утверждают: если порода богата иридием, то без влияния Космоса не обошлось.

Что представляет собой

Иридий – это серебристо-белый блестящий металл, платиноид.

Элемент таблицы Менделеева под номером 77, международное наименование – Iridium (Ir).

Очень твердый (6,5 по Моосу), тугоплавкий, плотный. Устойчив к коррозии даже при запредельных температурах.

Иридий – один из двух самых твердых и редких металлов. Его содержание в земной коре в 10 раз меньше платины, в 40 раз меньше золота. По массе это одна миллионная доля процента.

Ювелирами, финансистами причислен к благородным.

История открытия

История открытия иридия связана с именем британского химика Смитсона Теннанта. Исследуя платиновую руду с копей Южной Америки (1803 год), он пытался выделить чистый металл. Воздействуя на руду царской водкой, получил нерастворимый остаток. Здесь обнаружились неизвестные науке вещества. Это были иридий и осмий.

Название пришло само собой. Теннанта впечатлила радужность оттенков солей нового металла, и он назвал его иридием.

Иридой звали древнегреческую богиню радуги.

Ученого избрали членом Лондонского королевского общества, в 1804 году за открытие осмия и иридия удостоили медали Копли – высшей награды общества.

Физико-химические характеристики

Иридий выглядит подобно любому металлу платинового семейства. Устойчив к коррозии больше золота и платины, до 100°C инертен к кислотам, кислотным сочетаниям.

Не токсичен, но шестивалентный фторид ядовит. Этот недостаток учитывают на предприятиях, которые используют иридиевое сырье.

Металл в природе

Чистый иридий не встречается в природе. Почти всегда это комбинация с осмием, поэтому у профессионалов в ходу термины «осмистый иридий», «осмиридиевые сплавы».

Коренные залежи осмистого иридия есть в нескольких регионах планеты: Россия, Канада, США, ЮАР, Папуа-Новая Гвинея.

Другие спутники металла иридия в руде – родий и рутений.

На местах добычи используется закрытый (шахтный) способ.

Совокупный мировой объем добычи металла за год – три – десять тонн.

Ученые полагают: происхождение металла таково, что главные залежи нужно искать глубже:

Земное ядро. Туда металл увлекло железо при образовании планеты.
Метеориты.
Кости динозавров. Они насыщены иридием, что косвенно подтверждает гипотезу о гибели животных из-за метеорита, врезавшегося в Землю 65 млн. лет назад.

Спектроскопический анализ выявил следы иридия в короне Солнца.

Существуют природные изотопы металла. Синтезирован десяток аналогов с малым периодом полураспада. Самый востребованный под номером 192 (74 суток).

Добыча и переработка

Основные объемы иридия извлекают из сульфатных железистых, никелевых руд. Немного дает минералогическая экзотика – невьянскит, уросмирид, сысертскит.

Чистый иридий получают промышленным способом из продуктов переработки медно-никелевых сплавов.

Технология многоэтапная – выделение из концентрата платиноидов, выщелачивание остатка водой, перегонка, воздействие царской водкой. Осадочный иридий прокаливают, получая чистый металл.

Есть другие методы: ионный обмен, экстракция. Все технологии добычи сложны, затратны.

В России добычу иридия ведут предприятия Красноярска, Екатеринбурга, «Норильский Никель».

Сферы применения

Чистый иридий не применяется: слишком дорог и тверд. Но сплавы с ним востребованы от науки и высоких технологий до ювелирного дела.

Промышленность

Свойства металла обусловили сферы применения промышленным комплексом:

Из иридия делают посуду, оборудование, катализаторы для предприятий химического комплекса.
В иридиевых тиглях выращивают монокристаллы.
У автопрома это материал электродов (с медью и платиной) свечей зажигания. Они служат дольше, используются для элитных автомобилей.
Сплавы иридия с рутением содержат электрогенераторы, термопары для измерения температур до 2000°C.
Это индикатор качества сварных швов изделий из стали и сплавов алюминия.

Из платиново-иридиевого сплава изготовлены эталоны килограмма и метра (находятся в Париже).

Космические перспективы открыло третье тысячелетие:

Компания American Elements создала технологию отливки бесшовных иридиевых колец для использования на спутниках, космических аппаратах (2006 год).
Металл присутствует в дисплеях компьютеров, телевизоров, айфонов, других гаджетов на основе органических светодиодов (технология OLED).

Как источник энергии рассматривается ядерный изомер иридия-192 со временем «жизни» более 240 лет.

Медицина

Из сплава платины с иридием изготовлен хирургический инструментарий, детали кардиостимуляторов.

Это базис для развития ядерной медицины. Радионуклидное сырье получают на ядерных реакторах, циклотронах. 90% уходит на экспорт.

Россия входит в мировую топ-пятерку производителей сырьевых медицинских изотопов.

Иридий-192 задействован при дефектоскопии и онкологами (гамма-нож).

Ювелирное дело

Ювелиры ценят металл за прочность, используя в сплаве с платиной.

Американская компания Smithson Tennant первой наладила производство ювелирных украшений из иридия. Иридиевые обручальные кольца позиционируются ею как вечные в буквальном смысле: бессильны даже концентрированная кислота и время. Им не требуется особый уход и условия хранения.

Украшения из сплавов с добавлением иридия и через десятилетия выглядят как купленные только что.

Драгоценности с иридием (даже обручальные кольца) не изнашиваются, всегда выглядят как новенькие. Это преимущество особо важно для изделий, испытывающих повышенные нагрузки (обручальные кольца, перстни, браслеты).

Другие сферы

Иридий почитают геологи и палеонтологи: это маркер возраста слоев земной коры и вымерших организмов.

Единственную в мире монету – проба иридия 999 – выпустил в 2013 году Национальный Банк Руанды (государство на востоке Африки). Номинал составил 10 местных франков.

До 1980-х годов шариком из иридиевых сплавов снабжали перья авторучек класса люкс, включая легендарный Parker 51. Это атрибут элиты и аксессуар фаната роскоши Джеймса Бонда.

Металл входит в десятку самых дорогих. Цена обусловлена редкостью иридия в природе и дороговизной способа получения чистого металла.

Иридий. Описание и свойства иридия

Иридий металл выпадает в осадок после растворения платины в серной кислоте. После реакции металл становится черного цвета. Однако, его название переводят как «радуга». Дело в том, что соли иридия – это кладезь красок. Соединения с хлором – коричневые; с фтором – желтые; с бромом – синие. Вот и получил элемент имя греческой богини Ириды, а она, как известно, повелевала радугой.

Открыл металл-хамелеон Смитсон Теннат. Сделал это англичанин в 1804-ом году. Из того, что осадок иридия остается после реакции платины с концентрированной кислотой, следует, что радужный элемент практически непобедим. Растворяют его только перекись натрия и расплавленная щелочь.

Уникальны не только свойства иридия, редок и он сам. Геологи предполагают, что в недрах Земли его всего одна десятимиллиардная доля. Одна унция, а это всего около 30-ти граммов, стоит больше, тысячи долларов. Источником иридия служит не только платина, но и медно-никелевые руды. Правда, и в них содержание редкого металла ничтожно.

Столь малую концентрацию иридия в земной коре ученые объясняют его внеземным происхождением. Считается, что иридий принесли метеориты и астероиды, упавшие на планету за все время ее существования. Иначе, замечают специалисты, тяжелых металлов (к каковым относится и иридий) вовсе не должно быть в земной коре. При образовании планеты все тяжелые элементы осели в ядре. Оно находится под таким давлением, что никакие силы не могут выбросить хоть грамм центра Земли на ее поверхность. Вывод, замечают ученые, напрашивается сам собой. Тем более, что наличие иридия в метеоритах – факт зафиксированный.

По слоям земной коры, в которых высока концентрация радужного металла, геологи даже делают выводы о силе «космической атаки» на Землю в тот или иной период ее существования. Иридий космический, но нужен для вполне земных дел. Из него, к примеру, делают формы для выращивания кристаллов. В таких резервуарах можно получить любой камень, ведь элемент, как указывалось, не вступает в 99% химических реакций. То есть, формы из иридия совершенно «равнодушны» к растворам, помещенным в них.

Не обходится без элемента и производство техники. Электрические контакты изготавливают именно из сплава иридия и платины. Кстати, топливные баки для космических кораблей тоже сделаны из сплава на основе радужного элемента. В автомобилях же, иридий применяют в свечах зажигания.

Электроды из редкого металла нашли применение и в медицине. Врачи выяснили, что если вживить электроды в головной мозг человека, можно излечить его от целого списка болезней. Главное, правильно рассчитать частоту сигнала, подаваемого на элементы. Болезнь Паркинсона лечит электрический сигнал в 25 Гц. Большая частота облегчает симптомы шизофрении и эпилепсии.

На слуху словосочетание «радиоактивный иридий». Изотопы элемента используют при облучении больных раком, дабы остановить разрастание тканей. Чаще всего, редкий металл помещают в ампулу и вживляют в «тело» опухоли.

Из иридия изготавливают глазные протезы, добавляют металл в аппараты для улучшения слуха. Иридиевые покрытия спасают другие металлы от коррозии. Ей металл не подвержен даже при температуре в 2 тысячи градусов Цельсия. Но, наносить защитный слой обязательно электролитическим путем. Иначе, держаться на основе защитный слой не будет.

Если знать, что в перьевых и шариковых ручках тоже используют иридий, становится понятно, почему некоторые экземпляры письменных принадлежностей столько стоят. Цену им добавляют не только известные фирмы-производители, но и шарики из редкого элемента на концах перьев или чернильных стержней.

Из сплава иридия с платиной делают некоторые инструменты для хирургии. Им нет сноса, как и украшениям, «родившимся» из тандема платины и радужного металла. Элемент №77 (таково его положение в таблице Менделеева) в ювелирные изделия из платины потому и добавляют, что без иридия она слишком мягка, не держит форму. Кольцо или серьга из чистой платины сомнется даже от легкого нажатия.

Правда, изделия, в составе которых есть иридий, дорогостоящие. Не только потому, что голубовато-серебристый металл уже причислили к драгоценным, но и потому что плавится он при температуре в несколько тысяч градусов. То есть получить сплав иридия с чем-либо не так-то просто. Нужна специальная и весьма недешевая аппаратура. Вот и выходит, что за небольшое иридиевое кольцо без каких-либо камней просят в среднем около 3 тысяч долларов.

Поставщиками металла №77 на мировой рынок являются: — Канада, Россия, ЮАР. В недрах последней страны иридия, как и платиновых и золотоносных залежей, больше всего. При общих запасах иридия в 15 тысяч тонн, в землях ЮАР скрываются 10 тысяч из них. Так, в 2009-ом году мировое производство редкого металла снизилось сразу на 13%. Все потому, что из-за внутренних проблем, элемент стали меньше добывать в Южно-Африканской республике. Ощутился дефицит иридия, цены на него подскочили. Так что, хоть ЮАР и развивающаяся страна, но без нее не могут развиваться и другие государства.

Среди предприятий, лидером в производстве иридия признана компания Lonmin. Она выпускает на рынок треть от общемировых объемов этого металла. Остается, надеется, что метеориты продолжат падать на землю, да так чтобы не нанести вреда людям. Иначе, вред им нанесет истощение запасов не только редкого, но и крайне, нужного человечеству металла.

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:

Характеристика	Обозначение, значение
Иридий обозначается символом	Ir
Номер в таблице Менделеева	77
Вес атома	192,22 а.е.м.
Степени окисления	От 1 до 6 (5 не входит)
Плотность при комнатной температуре	22,7 г/см^3
Плотность в жидком состоянии	19,39 г/см^3
Плавление	При 2300 градусов по Цельсию
Кипение жидкого иридия	При 45 градусах Цельсия
Имеет кристаллическую решётку	Гранецентрированного куба

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

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.
Не встречается в чистом виде в природных условиях. Только с каким-либо элементом, как примесь.
Используется для усиления металлических конструкций и сплавов. У иридия есть свойство укреплять и усиливать те соединения (физические и химические), в которые он добавляется.
Не теряет своих качеств при смешивании с другими химическими элементами, множественной переплавке и т. д.
В природе есть вид иридия, в котором смешаны два изотопа – 191 и 193. Такой изотопный металл считается самым крепким и долговечным.
Иридий высоко инертен, считается драгоценным металлом.
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.
Металл плохо поддаётся обработкам. Реакция достаточная для обработки иридия, его перегонка и придание формы происходит при красном световом излучении.
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.
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%.
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.
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.

Все об иридии

Особенности

Сразу стоит сказать, что иридий — это металл. Потому он имеет все те свойства, которые типичны и для иных металлов. Такой химический элемент обозначается сочетанием латинских символов Ir. В таблице Менделеева он занимает 77 клетку. Открытие иридия произошло в 1803 году, в рамках того же исследования, при котором английский ученый Теннант выделил и осмий.

Исходным сырьем для получения таких элементов послужила руда платины, доставленная из Южной Америки. Первоначально металлы выделили в виде осадка, который «не брала» «царская водка». Исследование показало наличие нескольких ранее неизвестных веществ. Свое словесное обозначение элемент получил потому, что его соли выглядят, как будто переливающиеся радугой.

Содержание иридия в природе исключительно мало, и это одно из самых редких веществ на Земле.

Химически чистый иридий не имеет никакого радужного окраса. Зато для него характерен довольно привлекательный серебристо-белый цвет. Токсические свойства не подтверждены. Однако отдельные соединения иридия могут представлять опасность для человека. Особенно ядовит фторид этого элемента.

Производством и аффинажем иридия занимается ряд российских и зарубежных предприятий. Почти весь выпуск этого металла — продукт побочной обработки платинового сырья. Хотя иридий и не пурпурный, он содержит в природном виде 2 изотопа. 191-й и 193-й элементы стабильны. Но выраженные радиоактивные свойства зато имеет ряд искусственно получаемых изотопов, их период полураспада невелик.

Свойства

Физические

Прочность и твердость иридия очень велики. Механически обрабатывать этот металл практически невозможно. Тугоплавкость этого элемента серебристо-белого цвета достаточно велика. Специалисты относят иридий к платиновой группе. Твердость по шкале Мооса составляет 6,5. Температура плавления в градусах достигает 2466 градусов. Кипеть иридий, однако, начинает только при 4428 градусах. Теплота плавления равна 27610 Дж/моль. Теплота кипения — 604000 Дж/моль. Молярный объем специалисты определили на уровне 8,54 куб. см. на моль.

Кристаллическая решетка этого элемента — кубическая, вершинами куба выступают грани кристаллов. На долю 191-го изотопа приходится 37,3% атомов иридия. Остальные 62,3% представлены 193-м изотопом. Плотность этого элемента (или иначе, удельный вес) достигает 22400 кг на 1 м3.

В чистом виде металл не магнитится, а степень окисления атомов в различных соединениях колеблется от 1 до 6.

Химические

Но сами атомы иридия редко вступают в какие-либо реакции. Этот элемент отличается выдающейся химической пассивностью. Он совершенно не растворяется в воде и не меняется каким-то образом даже при длительном контакте с воздухом. Если температура вещества менее 100 градусов, то оно не будет вступать в реакцию даже с «царской водкой», не говоря уже о других кислотах и их комбинациях. Реакция с фтором возможна при 400 градусах, для реакции с хлором или серой придется прогревать иридий до красного каления.

Известны 4 хлорида, в которых число атомов хлора варьируется от 1 до 4. Воздействие кислорода ощутимо при температуре не ниже 1000 градусов. Продуктом такого взаимодействия оказывается диоксид иридия — вещество, практически нерастворимое в воде. Повысить растворимость можно путем окисления с использованием комплексообразователя. Высшая степень окисления в нормальных условиях может быть достигнута лишь в гексафториде иридия.

При экстремально низких температурах появляются соединения с валентностью 7 и 8. Возможно образование комплексных солей (как катионового, так и анионового типа). Отмечают, что сильно разогретый металл может разъедать соляная кислота, насыщенная кислородом. Важную роль химики придают:

гидроксидам;
хлоридам;
галогенидам;
оксиду;
карбонилам иридия.

Как добывают?

Получение иридия в природе сильно затруднено его большой редкостью. В естественной среде этот металл всегда смешан с сопутствующими веществами. Если обнаруживают где-либо этот элемент, то поблизости обязательно находятся платина либо металлы из ее группы. Некоторые руды, содержащие никель и медь, включают иридий в рассеянной форме. Основная часть этого элемента извлекается из косной материи в:

ЮАР;
Канаде;
североамериканском штате Калифорния;
месторождениях на острове Тасмания (принадлежащем Австралийскому Союзу);
Индонезии (на острове Калимантан);
различных районах острова Новая Гвинея.

Перемешанный с осмием иридий добывают в старых горных складчатостях, находящихся в тех же странах. Главенствующую роль на мировом рынке занимают компании из ЮАР. Недаром именно выработка в этой стране прямо влияет на баланс спроса и предложения, чего нельзя сказать про продукцию из иных регионов планеты. По существующим научным представлениям, редкость иридия связана с тем, что он попадал на нашу планету только в метеоритах, и потому на его долю приходится миллионная доля процента от массы земной коры.

Однако часть экспертов с этим не согласна. Они настаивают, что лишь небольшая часть всех иридиевых залежей разведана и пригодна для освоения на уровне современных технологий. Отложения, появившиеся в глубокой геологической древности, содержат в отдельных слоях иридия в сотни раз больше, чем уже разрабатываемые породы.

Такие аномалии обнаружены на всем земном шаре. Однако извлечение материала из глубинных разрезов под материками и на дне океанов пока что экономически иррационально.

Сегодня иридий добывают только после окончания добычи главных ископаемых. Это золото, никель, платина или медь. Когда месторождение близко к исчерпанию, руду начинают обрабатывать специальными реактивами, которые высвобождают рутений, осмий, палладий. Лишь после них приходит очередь получения «радужного» элемента. Далее:

очищают руду;
дробят ее в порошок;
прессуют этот порошок;
переплавляют спрессованные заготовки в электрических печах, при непрерывном движении аргоновой струи.

Достаточно большое количество металла извлекают из анодных шламов, оставляемых медно-никелевым производством. Первоначально шламы обогащают. Перевод в раствор платины и других металлов, включая иридий, происходит под действием горячей царской водки. Осмий оказывается в нерастворенном осадке. Из раствора под действием хлорида аммония последовательно осаждаются комплексы платины, иридия и рутения

Применение

Около 66% добываемого иридия используется в химической отрасли. Все прочие сферы экономики делят остаток. В последние десятилетия неуклонно растет ювелирное значение «пурпурного металла». С конца 1990-х годов из него эпизодически начали вырабатывать кольца, инкрустацию золотых украшений. Важно: ювелирные изделия делают не столько из чистого иридия, сколько из его сплава с платиной. Достаточно 10% добавки, чтобы без существенного роста себестоимости повысить прочность заготовки и готового продукта до 3 раз.

В иных отраслях иридиевые сплавы также однозначно опережают чистый металл. Возможность повысить твердость и прочность изделий путем незначительной добавки очень ценится технологами. Так, иридиевые присадки используют для повышения износостойкости проволоки для электронных ламп. Твердый металл попросту накладывают поверх молибдена или вольфрама. Последующее спекание происходит под прессом, при высокой температуре.

И тут надо особо сказать об использовании иридия в химической отрасли. Там его сплавы нужны, чтобы получать стойкую к различным реактивам и высокой температуре посуду. Также иридий оказывается превосходным катализатором. Повышение реакционной способности особенно проявляется при производстве азотной кислоты. А если нужно растворять золото в царской водке, то технологи почти гарантированно выберут именно чаши, изготовленные из платино-иридиевого сплава.

Там, где готовят кристаллы для лазерных приборов, часто можно встретить платино-иридиевые тигли. Полностью чистый металл пригоден для деталей особо точных промышленных и лабораторных приборов. Мундштук из иридия применяют и стекольщики, когда им надо делать тугоплавкие сорта стекла. Но это только небольшая часть применений удивительного элемента.

Его довольно часто используют при изготовлении свечей зажигания для автомашин.

Эксперты давно отметили, что такие свечи служат дольше. В самом начале их использовали преимущественно для спортивных автомобилей. Сегодня они стали дешевле и оказались доступны практически всем автовладельцам. Иридиевые сплавы нужны также создателям хирургических инструментов. Все чаще их применяют и при производстве отдельных частей кардиостимулятора.

Любопытно, что монета «10 франков» производства Руанды делается из ювелирно чистого (999 проба) иридия. Находит этот металл применение и в автомобильных катализаторах. Как и платина, он помогает ускоренно очищать выхлопные газы. Но найти иридий можно и в самой обычной перьевой ручке. Там иногда можно увидеть шарик необычного цвета, находящийся на наконечнике пера или чернильного стержня.

В радиодеталях иридий применяли в основном несколько десятилетий назад. Из него делали чаще контактные группы, а также компоненты, которые могут сильно нагреваться. Такое решение позволяет обеспечить долговечность изделий. Изотоп иридий-192 относится к числу искусственных радионуклидов. Его производят для дефектоскопического использования, чтобы проверять характеристики сварных швов, стальных и алюминиевых сплавов.

Сплав осмия с иридием применяют, чтобы сделать компасные иглы. А термопары, в которых сочетаются иридиевые и обычные электроды, используются для физических исследований. Только они могут напрямую зарегистрировать температуру около 3000 градусов. Цена таких конструкций очень велика. Использовать их в обычной промышленности пока экономически нецелесообразно.

Иридиево-титановый электрод — одна из сравнительно новых разработок в области электролиза. Тугоплавкое вещество напыляют на основу из титановой фольги. В рабочей камере при этом находится только аргон. Электроды могут выглядеть и как сетка, и как пластина. Такие электроды:

устойчивы к высокой температуре;
устойчивы к значительному напряжению, плотности и силе тока;
не корродируют;
экономичнее электродов с добавкой платины (за счет существенно большего ресурса).

Малоразмерные контейнеры с радиоактивными изотопами иридия востребованы в металлургии. Гамма-лучи частично поглощаются шихтой. Потому можно определять, каков уровень шихты внутри печи.

Еще можно указать на такие применения 77-го элемента, как:

получение сплавов молибдена и вольфрама, более крепких при высокой температуре;
повышение стойкости титана и хрома к кислотам;
производство термоэлектрических генераторов;
изготовление термоэмиссионных катодов (вместе с лантаном и церием);
создание топливных баков для космических ракет (в сплаве с гафнием);
выработка пропилена на базе метана и ацетилена;
добавка к платиновым катализаторам для выработки окислов азота (предшественников азотной кислоты) — но этот технологический процесс уже не слишком актуален;
получение эталонных единиц измерения (точнее, для этого нужен платиново-иридиевый сплав).

Интересные факты

Соли иридия очень разнообразны по окраске. Так, в зависимости от числа присоединившихся атомов хлора, соединение может иметь медно-красный, темный зеленый, оливковый или коричневый цвета. Дифторид иридия окрашен в желтый тон. Соединения с озоном и бромом имеют синюю окраску. У чистого иридия коррозионная стойкость очень велика даже при нагреве до 2000 градусов.

В породах земного происхождения концентрация иридиевых соединений очень невелика. Серьезно повышается она только в породах метеоритного происхождения. Такой критерий позволяет исследователям установить важные факты о различных геологических структурах. Всего на земле производится лишь несколько тонн иридия.

Модуль Юнга (он же модуль продольной упругости) у этого металла — на втором месте среди известных веществ (больше — только у графена).

О других свойствах и сферах применения иридия смотрите в следующем видео.

Читайте также: