Металл с синим отливом

Обновлено: 06.07.2024

Иногда полезно копаться в остатках, отходах, разглядывать и прикидывать — что еще отсюда можно извлечь. Вот так поступил С. Теннант, химик из Англии. С ним сотрудничал У.Г. Волластон, «папа» палладия и родия.

Кстати, Теннант обнаружил иридий — еще один платиноид, и дал металлу название.

Любопытство химиков приводит к …

История открытия металла простая и незатейливая.

Работали химики — Теннант и Волластон — с самородной платиной, воздействовали на металл любыми способами и смотрели — что из этого получится. Получилось открытие нового металла.

Параллельно исследованиями платиноидов увлеклись французские химики А. Ф. де Фуркруа и Вокелен. В результате опытов ученые установили существование неизвестного элемента в растворах от работ с сырой платиной. Счастливые первооткрыватели даже дали название открытому металлу — «птен», но дальнейшие исследования показали, что это не новый металл, а смесь иридия и осмия.

В процессе исследований выделили соединение осмия OsO4, обладающий резким, стойким, весьма неприятным запахом. Смешайте хлорку с гнилой редькой, и получите отдаленное ощущение от вдыхания паров этого соединения.

Удивительные свойства голубого платиноида

Химический элемент под атомным номером 76 — это осмий. По латыни, как положено называть элементы, Osmium. Белый металл с серо-голубым отливом относится к группе платиноидов.

Свойства платиноидов, в частности осмия, во многом уникальны.

Плотность у осмия огромна — около 22,6 г/см³, это самый тяжелый из химических элементов, металлов. Представьте кубик металла со стороной 10 сантиметров — он будет весить 22,6 килограммов. Такой же кубик из алюминия потянет на 2,7 кг. Масса ледяного куба с ребром 10 сантиметров 900 грамм.

Температура плавления поражает — 3033°С, кипеть металл начинает при 5012°С.

Вспомним химию. Осмий один, а вот изотопов у него много. Атомы металла могут иметь разное количество нейтронов в ядре. При том это осмий. В природе платиноид состоит из семи изотопов, один из них радиоактивный, 186Os, совершенно уникальный. Период полураспада изотопа старше возраста Вселенной.

Месторождения, откуда добывают осмий

Происхождение металл берет в медно-никелевых и молибденовых рудах.

Месторождения полиметаллических руд, откуда идет добыча самого тяжелого металла, находятся в Казахстане, Колумбии, России, США, Австралии, Канаде. Из всех добывающих драгоценный металл стран продает его на экспорт лишь Казахстан.

Есть в природе минералы, содержащие редкий платиноид. Это невьянскит и сысертскит. Внешне их можно различить по окраске (сысертскит немного темнее). Остальные различия определяются только при помощи химических анализов.

Кроме этих минералов существуют эрлихманит, осарситт, осмиевый лаурит. В этих минералах металл выступает в соединении с мышьяком и серой.

Чистый осмий (в виде самородков, например), в природе отсутствует. Он всегда в тандеме с другими элементами, в полиметаллических рудах, в кусочках метеоритов.

Как получают осмий

Промышленная добыча осмия начинается с добычи платины. Обогащенное платиновое сырье прокаливается, улетучивающиеся пары улавливают с помощью едкого натра. Дальше из раствора выделяют натриевую соль осмия, ее восстанавливают до чистого металла.

Дорого, но полезно

Осмий мог бы найти гораздо более широкое применение в народном хозяйстве (с таким набором уникальных свойств). Но его редкость и цена позволяют применять металл лишь там, где он приносит наибольшую пользу (или где без него не обойтись).

Добавка осмия в сплавы делает их сверхтвердыми. Эти сплавы устойчивы к истиранию, применяются в трущихся частях точных инструментов.

Еще одно свойство осмия — тугоплавкость — давно нашло применение в промышленности. Спирали для ламп накаливания давно изготавливали из сплава осмия и вольфрама. Компания OSRAM давно и успешно поставляет на рынок приборы освещения.

Познавательно: в 1926 году работники компании придумали и «выпустили в свет» всем известную осветительную лампочку грушевидной формы. Нить накаливания была изготовлена из сплава вольфрам-осмий. Лампочку эту помнят все жители России.

Военно-промышленному комплексу России с его сложнейшей техникой требуется дорогой металл с уникальными свойствами.

Металл применяют в качестве катализатора в химической промышленности (при синтезе аммиака).

Сплав осмий-иридий используют для изготовления компасных игл.

Изотоп осмий-187 используют палеонтологи при определении датировки слоев Мелового и Третичного периода.

Ювелирам не нравится, но…

В ювелирном деле осмий практически не используется. Металл этот внешне красив — голубовато-серебристый. Но свойства (тугоплавкость, ковкость, пластичность) не позволяют использовать его в создании украшений.

Можно ли отнести перьевую ручку стоимостью более миллиона долларов к ювелирным изделиям — решать вам. Но такие ручки (наряду с часами и другими аксессуарами) предпочитают богатые и успешные мужчины, это признак состоятельности, «статусности» их владельца. Есть несколько фирм, выпускающих эти ручки. Они делаются из золота, платины, украшены бриллиантами, сапфирами, рубинами.

Кстати, эти ручки действительно пишут, это не простые безделушки. При чем тут осмий — при кончике пера. На нем всегда есть напайка, маленький шарик, чтобы перо не рвало бумагу, а мягко скользило по ней. Чтобы ручка работала долго и хорошо, напайка должна быть из очень твердого сплава. Этому требованию полностью отвечает осмий и металлы платиновой группы.

Часы — еще одна метка мужчины из слоев элиты. В механизме дорогих часов используется осмий, как не обладающий магнитными свойствами. А способность к истиранию у него огромная. Значит, в механических часах он необходим.

Соединения осмия в медицине

Тетраоксид осмия применяют при производстве кортизона, жизненно необходимого для больных гормональными заболеваниями препарата. Применение тетрахлорида осмия необходимо в лабораториях в подготовке образцов для электронных микроскопов.

Хирургические инструменты (например, скальпели) снабжаются режущими кромками из сплава платиноидов.

Эти сплавы используются в изготовлении кардиостимуляторов, имплантов, клапанов.

Чем опасен синий платиноид

Металлический осмий не опасен (если не возникнет желания съесть ложку-другую). А вот тетраоксид осмия (OsO4), кроме отвратительного запаха, еще несет угрозу для здоровья человека. Это очень токсичное, летучее соединение. Представляет опасность при вдыхании паров. Хранить его надо в запаянных капсулах, работать в защитных костюмах и при хорошей вытяжной вентиляции.

Исторический факт: К. Клаус (о нем можно прочитать в статье об иридии), как любознательный ученый, не обремененный приборами для анализа, поступил просто. Так, кстати, делали многие ученые — пробовали на вкус исследуемые вещества. Вот и Клаус попробовал тетраоксид осмия, и записал в рабочем журнале: «вкус у этого соединения острый, перцеподобный».

Мало того, работая с «неблаговонным» соединением, ученый отравился, и пару недель провалялся больной.

Опасное соединение раздражает кожу, слизистые, вредно для глаз.

ПДК (предельно-допустимая концентрация) в воздухе составляет 0.002 мг/м3.

Купить осмий

Единственная страна-экспортер осмия на мировой рынок с 2004 года — Казахстан. До начала поставок драгоценного и редчайшего металла стоил осмий баснословно дорого. Затем цены стабилизировались.

Стоимость тройской унции металла 400$ США.

Рекомендуем посмотреть видео: самый тяжелый металл на земле — осмий.

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!

Тайны самого не только тяжелого, но и плотного металла в мире

Не золото и не платина самые дорогостоящие металлы из таблицы Д. И. Менделеева, а осмий металл. Это редчайший и дорогущий металл серебристо-белого цвета с серым оттенком голубого отлива. У химиков этот металл считается благородным, относящийся к группе платиновых.

Состоит из нескольких изотопов. Их очень трудно разделить, что и отражается на стоимости. Самый востребованный из них изотоп – Осмий-187.

Предполагается, что на 0,5% масса земной коры состоит из осмия, а находится он в ядре. Удивляет пропорция между размером и весом. Килограмм соединения по размеру сопоставим со средним размером куриного яйца. Ёмкость, объёмом 0,5 л., наполненная осмиевым порошком, весит больше 15 кг. Но желание отлить гантельки из такого удобного, в плане соотношения размер/вес, материала, сразу пропадает не только из-за цены на порошок, для кого-то это и не проблема, а ввиду его чрезвычайной редкости и недоступности.

Что представляет собой

Осмий – это благородный металл, платиноид. 76-й элемент таблицы Менделеева.
Каноническое описание – блестящий серебристо-белый с голубоватым отливом.

Но в разных формах выглядит чуть иначе:

Слиток отличает темно-синяя серебристость.
Кристаллы, полученные лабораторно, – серебристо-голубые.
Порошок темно-фиолетовый.

Международное наименование – Osmium (Os).

Это простое вещество, состоящее из семи изотопов.

Название химического элемента по-древнегречески ὀσμή, что означает «запах».

Его происхождение обусловлено свойством порошка при взаимодействии с другими элементами выделять резкий отвратный запах.

Применение

Высокая твёрдость и исключительная тугоплавкость позволяет использовать осмий в качестве покрытия в узлах трения.
Применяется как катализатор для синтеза аммиака, гидрирования органических соединений, в катализаторах метанольных топливных элементов.
Сплав «osram» (осмия с вольфрамом) использовался для изготовления нитей ламп накаливания.
Есть сведения о применении осмия в военных целях, как часть артиллерийских снарядов и боеголовок ракет. Также применяется в электронной аппаратуре авиа- и ракетной техники.
Компонент сверхтвёрдых и износостойких сплавов с иридием и рутением.
Тетраоксид осмия применяется в электронной микроскопии для фиксации биологических объектов.
Сплав платины (90 %) и осмия (10 %) применяется в хирургических имплантатах, таких, как электрокардиостимуляторы, и при замещении клапанов лёгочного ствола.
Сплав осмия с алюминием имеет необычно высокую пластичность и может быть вытянут без разрыва в 2 раза.

История

Осмий был обнаружен учеными при исследовании платиновой руды.

Первыми (1803 год) стали британские химики:

Уильям Волластон экспериментировал с сырьем, намереваясь извлечь чистую платину. Опыт по растворению платины царской водкой удался, но химика заинтересовал нерастворенный черный осадок-порошок. Ученый предположил, что это неизвестные науке элементы.
Те же результаты получил Смитсон Теннант. По его версии нерастворившимся осадком был графит. Однако дальнейшие манипуляции показали, что это металл (или металлы).

Их французские коллеги Воклен, Фуркуа и Колле-Дескоти посчитали полученное вещество единичным химическим элементом. В процессе растворения платины они зафиксировали черный дым. Поэтому вещество окрестили птеном, то есть «летучим».

Дальнейшие опыты доказали, что это соединение двух металлов, названное осмиридием. Первым их разделил, получив чистый иридий и осмий, Смитсон Теннант.

Так завершилась история открытия металла.

Первооткрыватель Теннант придумал название. Его неприятно поразило амбре (как хлорка либо гниющая редька), источаемое при растворении осадка водой или кислотой и порошком этого металла при окислении на воздухе.

Деликатные ученые назвали новый металл «осмий», в переводе с древнегреческого «запах».

Физико-химические характеристики

Осмий – самый тяжелый, твердый, химически устойчивый, тугоплавкий, но хрупкий в семействе платиноидов.

Химическая активность определяется формой вещества:

Металлический осмий не окисляется на воздухе, не растворяется в кислотах, не реагирует на щелочи.
Порошковый самый активный: легко взаимодействует с кислородом, азотной, серной кислотами, другими химическими элементами. Это хороший катализатор.

Металл не перестает блестеть даже при высоких температурах.

Плотность осмия вдвое выше свинца, почти втрое – железа. По твердости сопоставим с кремнием.

Osmium – самый плотный и тяжелый металл на Земле. Такую характеристику обеспечивает, среди прочих факторов, плотноупакованная гексагональная кристаллическая решетка.

Кубик чистого осмия с ребром 8 см тяжелее 10-литрового ведра воды.
Степени окисления осмия

Общая информация

На протяжении веков люди занимались изучением полезных свойств самых распространенных металлов на планете. Больше всего сведений наука хранит о золоте серебре и меди. Со временем человечество познакомилось с железом, более легкими металлами – оловом и свинцом. В мире Средневековья люди активно пользовались мышьяком, а болезни лечили ртутью.

Благодаря стремительному прогрессу, сегодня самыми тяжелыми и плотными металлами считается не один элемент таблицы, а сразу два. Под номером 76 расположен осмий (Os), а под номером 77 – иридий (Ir), вещества имеют следующие показатели плотности:

осмий тяжелый, благодаря плотности 22,62 г/ см³;
иридий не намного легче – 22,53 г/ см³.

Плотность относят к физическим свойствам металлов, она представляет собой соотношение массы вещества к его объему. Теоретические расчеты плотности обоих элементов имеют некоторые погрешности, поэтому оба металла сегодня принято считать самыми тяжелыми.

Для наглядности можно сравнить вес обыкновенной пробки с весом пробки из самого тяжелого металла в мире. Чтобы уравновесить чаши весов с пробкой из осмия либо иридия, потребуется более сотни обычных пробок.

Металл в природе

Osmium как самостоятельный «игрок» в природе не представлен.

Он всегда часть состава породы с прочими благородными металлами:

Медные, никелевые, молибденовые руды. Это главный источник металла.
Собственные металлы осмия – сысертскит, невьянскит. В невьянските доля осмия достигает 22-49%.
Платиновые, золотосодержащие руды.
В виде изотопов: шесть из семи стабильны.

На предмет обнаружения осмия исследуются серные, мышьяковые соединения, вещество железных метеоритов.

Доля осмия на планете по массе – 0,007 г на тонну породы.

Стоимость

Высокая стоимость вызвана ограниченным количеством. Поскольку его мало в природе, а добыча дорогая, то рынок реагирует соответственно. Если сравнивать с золотом, то это будут тысячи тонн золота против нескольких десятков килограммов добычи. Отсюда и цена – она начинается с 15 тысяч и доходит до 200 тысяч долларов за грамм. На мировом рынке золото в 7.5 раз дешевле.

Такие цифры говорят о непопулярности материала для широкого употребления. Основную роль в применении этого тяжёлого металла в сплавах играет прочность. Изделия становятся невероятно износоустойчивы за счет добавления совсем небольших порций металла в состав.

Технология получения

Подобно другим платиноидам, Osmium извлекают из материнской породы: медно-никелевой, платиновой, золотой.

Добыча осмия проходит по-разному:

На аффинажном предприятии в процессе очистки платины. Это отработанная, но технологически сложная многоэтапная процедура. Вначале получается осадочный осмиридий. Он ценен сам по себе, но иногда два компонента требуется разделить. Для этого проводят цепочку химических реакций.
Второй способ получения осмия – прокаливание обогащенной породы при 800-900°С. Осмий получается губчатым.
Металл чистотой 99,99% получают методом химического транспортирования.

Однако потери при производстве металла велики, поэтому разрабатываются более эффективные технологии.

Кристаллы осмия чистотой 99,99 %, выращенные методом химического транспорта

Познавательно: оба минерала обнаружены на Урале, в районах Невьянска и Сысерти.

Где используется металл

Osmium – самый малопотребляемый из платиноидов. Практическое применение тормозят редкость в природе и тугоплавкость: чтобы расплавить порошок, требуется выше 3000°С. Обеспечить такую температуру плавления по силам не каждому предприятию.

Первые идеи

Новый металл долго оставался невостребованным: люди не знали, куда его приспособить. Идею подали практичные немцы. Они решили делать из осмия нить накаливания. Такая лампочка светила ярко, потребляя втрое меньше энергии. Однако выгоды все равно не было, поэтому эксперимент свернули: победил более дешевый вольфрам.

Компромиссный вариант нашелся в конце ХХ века: транснациональная корпорация Osram выпускала бытовые лампочки накаливания под одноименным брендом. Он образован от слов осмий и вольфрам: из такого сплава были сделаны их нити накаливания.

Сегодня Osmium оставлен отраслям, где заменить его нечем.

Промышленность

Супертвердое сырье востребовано передовыми отраслями:

Это материал сплавов узлов, деталей особо точных приборов.
Из него сделаны стрелки часовых механизмов, измерительной техники.
Это микропокрытие деталей, испытывающих при работе повышенные нагрузки по трению

Изделия, выполненные из сплавов с осмием, устойчивы к износу. Служат десятилетиями.

Выбор вида сплава определяется функциями изделий в технике:

Осмий плюс платина либо палладий становятся электрическими контактами.
Сплав с никелем, вольфрамом, кобальтом – материал стойких механически и химически наконечников.
Многофункциональны соединения с рутением, иридием.

Они используются военно-промышленным комплексом, авиастроителями (гражданский и военный сегмент).

Слитки осмия

Химическая отрасль

Данной сферой востребованы премиальные свойства осмия как катализатора – он эффективнее платиновых аналогов.

С разными целями закупается четырехокись металла:

Фармацевтическими гигантами – для синтеза лекарственных препаратов.
Без нее невозможно синтезировать аммиак, молекулярный азот, прогидрировать органические соединения.

Химия и нефтепереработка забирают половину наличного осмия.

Благодаря осмиевому компоненту стало возможным получение густо-черного пигмента для нужд фарфорового производства.

Медицина

Осмиевая составляющая присутствует в изделиях, к которым предъявляются повышенные требования по твердости:

хирургический инструментарий;
имплантанты;
кардиостимуляторы.

Материалам служит сплав осмия с платиной (осмия – 11%).

Как и «рутениевый красный», осмиевый пигмент создает контрастность при исследовании под микроскопом биологических субстанций (например, тканей человека).

Неоценимую пользу Osmium может принести как блокиратор онкологии. Данное направление – приоритет исследовательских работ.

Ювелирное дело

В данном сегменте благородный металл – лигатура платиновых сплавов. Ювелирные изделия в таком исполнении особо прочны, красивы, долговечны. Но это единичные случаи: сырья мало.

Познавательно: в 1926 году работники всем известную осветительную лампочку грушевидной формы. Нить накаливания была изготовлена из сплава вольфрам-осмий. Лампочку эту помнят все жители России.

Структура металла осмия

Рекомендуем: ОЛОВО — разноликий металл

Все об осмии

Осмий – редкий металл, относится к платиновой группе. Был открыт в Англии в результате проведения опытов по реакции платины. Название осмию дано на греческом языке и в переводе обозначает «запах». Что же этот благородный металл из себя представляет? Каковы его особенности и в чём его польза?

Открытие этого элемента произошло случайно в 1803 году химиками-англичанами Смитсоном Теннантом и Уильямом Х. Уолластаном. В результате опытов реакции платины на смесь кислот (серной с азотной) у получившегося осадка проявился неприятный аромат, напоминающий вонь хлора и гнилой редьки. Похожие эксперименты были проведены Колле-Дескоти, Антуаном де Фуркуа и Вокленом во Франции. В результате своих исследований они тоже нашли неизвестное им вещество в нерастворяемом осадке от платины.

Неизвестному тогда веществу присвоили название птен, но эксперименты англичан доказали, что это два схожих вещества – иридий и осмий.

Добыча элемента проводится из вторичного сырья в результате отделения его из иридиевой, платиновой, платиново-палладиевой руды или же медных и никелевых руд. Годовая выработка всего элемента в мире не превышает размера 1 тонны.

Месторождения

Крупнейшими мировыми месторождениями стоит отметить такие зоны, как Уральские горы и Сибирь в России, северный штат Аляска и западный штат Калифорния в Америке, Канада в Северной Америке, Колумбия в Южной Америке и некоторые страны Южной Африки, Австралия, остров Тасмания. В настоящее время значительным месторождением осмия считают Бушвельский комплекс в ЮАР, там добывают больше всего вещества. С учётом того, что самые большие залежи металла находятся в Южной Африке, то мировые цены на этот редкоземельный металл довольно высокие. Казахстан считается единственным крупным экспортером осмия-187 в мире. Хотя в Китае находятся запасы платиновой руды, он не обладает значительным объемом осмия.

Вещество хранится в порошковом виде и так как в форме кристаллов не плавится, то и поставить клеймо на него из-за физических свойств не представляется возможным. Для изготовления слитков этого металла применяется электронно-лучевой или дуговой нагрев из порошка, также используют нагрев в тигле.

Свойства

Осмий выглядит как серебристо-голубоватый металл. Это один из наиплотнейших элементов, его плотность составляет 22600 килограммов на кубический метр, но в то же время вещество довольно хрупкое, легко ломается и крошится. Обладает высоким удельным весом и способен блестеть даже при довольно высоких температурных воздействиях. Из-за параметров и значительной температуры плавки его сложно подвергнуть механической обработке. В природе существует в виде семерки изотопов, шестеро из которых считаются стабильными, это осмий-184, осмий-187, осмий-188, осмий-189, осмий-190 и осмий-192. Лабораторно получены радиоактивные изотопы металла с числами массы от 162 до 197, также искусственно получены некоторые ядерные изомеры.

Осмий по своим характеристикам неблагоприятно воздействует на все живые организмы.

Практически все соединения с этим металлом вызывают поражения внутренних органов, зрительные, слуховые нарушения. При отравлении парами осмия может наступить необратимые нарушения в организме и смерть. Ученые ставили опыты на животных, результатами которых было быстрое развитие малокровия, отсутствие нормальной работы легочной функции. Был сделан вывод, что это быстроразвивающийся отёк. Тетраоксид осмия, который используют в медицине, является очень агрессивным веществом. Обладает самым мерзким запахом на свете. При отравлении страдает кожа, она меняет цвет на зеленый или черный, зачастую это сопровождается язвами и трещинами, которые будут очень долго заживать.

Посредством воздействия на вещество раствора щелочи получается соль. На солевой раствор воздействуют гипосульфитом, в результате чего с помощью хлористого аммония металл выпадает в осадок уже в виде соли Фреми. Осадок промывается, фильтруется и прокаливается. Результатом всех этих действий является губчатый осмий. В дальнейшем он очищается с помощью кислот, восстанавливается в электропечи под струей водорода и охлаждается. Так получают осмий пробы до 99,9%.

Химические

Свойства этого элемента, с точки зрения химии, поражают. Самыми основными из них считаются следующие.

Осмий совсем не дает реакции со щелочами и кислотами. Образовывает водорастворимые осматы в реакции со щелочными расплавами. Взаимодействие со смесью азотной и соляной кислот даёт крайне медленную реакцию.
Очень ядовит, даже в микроскопических дозах. Особенно токсичным значится оксид осмия, выделяемый из платины.
Температуру закипания металла определить невозможно, так как он особо тугоплавкий.
Металл в порошке легко вступает в реакцию нагревания с такими веществами: чистый кислород, галогены, кислоты серная или азотная.
В различных соединениях получает числа окиси от -2 до +8. Наиболее распространенными значатся +2, +3, +4 и +8.
Способен к образованию кластерных соединений.
Главные минералы имеют отношение к твердым растворам и представлены сплавами иридия с осмием – это сысертскит и невьянскит. Причем сысерскит имеет другое название – иридистый осмий, а невьянскит – осмистый иридий.

Физические

Плотность осмия примерно составляет 22,61 грамма на кубический сантиметр. Кристаллы обладают красивейшим серебристым блеском, с различными отливами от серого до голубого цвета. В слитках проявляется тёмно-синий цвет, в порошке – фиолетовый. Весь металл обладает серебристым блеском. Токсичность элемента не допускает его применение в ювелирной промышленности. Основными физическими свойствами отмечают такие.

Температура плавления этого элемента достаточно высока, плавка возможна при температуре более 3000 градусов Цельсия.
Магнитных свойств у металла нет.
Удивительная твердость. Сплавы при добавлении этого металла приобретают повышенную износостойкость, долговечность, антикоррозийность, устойчивость к механическому воздействию.
Температура кипения составляет 5012 ºC.
Твердость по шкале Мооса равна 7.
Твердость по Виккерсу составляет 3-4 ГПа.

Сферы применения

В связи со значительной стоимостью самого элемента в массовом промышленном производстве этот металл используют редко. В основном сфера применения осмия представлена промышленностью в химической отрасли, где его используют в качестве катализатора. Тетраоксид осмия используется в составе некоторых лекарственных средств. При лабораторных анализах используется при окрашивании живых тканей, обеспечивает сохранение структуры клеток.

В аэрокосмической отрасли осмий используют в электронной аппаратуре оборудования для авиационной и ракетной техники, а также при изготовлении ядерного вооружения. В связи с отсутствием магнитных свойств, металл используют в изготовлении брендовых часов, таких как Rolex. Сплав осмия с платиной применяют при создании хирургических имплантатов – это электрокардиостимуляторы или клапаны легочного ствола.

Помимо этого, осмий применяется в микроскопии и для создания высокоточных приборов.

Интересные факты

Под давлением примерно 770 ГПа в осмии происходит взаимодействие электронов на внутренних орбиталях, структура вещества остается неизменной.
Осмий в горных породах содержится в половине процента от всей массы рудных залежей.
Из-за высокой плотности внешний вид и фактическая масса металла сильно различаются. Так, пластиковая бутылка объемом 0,5 литра, наполненная порошком этого металла, будет тяжелее 10-литрового ведра, наполненного водой.
Этот металл состоит в пятёрке самых дорогостоящих.
Стоимость тройственной унции осмия составляет коммерческую тайну, в открытых источниках можно найти примерную цену за 1 грамм вещества.
Из-за тугоплавкости осмий отметился в истории электрической лампы. Ученый К. Ауэр фон Вельсбах из Германии внес предложение о замене в лампочке угольной нити на нить из осмия. Лампочки получились в 3 раза менее энергоемкими, и освещение заметно улучшилось. Правда, вскоре его сменил более распространенный тантал, который, в свою очередь, был заменен на вольфрам.
Похожая ситуация случилась с редким металлом и в аммиачном производстве. Используемый и в настоящее время метод синтеза аммиака, разработанный в 1908 году химиком Фрицем Габером из Германии, невозможен без использования катализаторов. Изначально катализаторы, которыми пользовались в то время, показывали свои свойства только при наличии значительных температурных режимов и не обладали высокой эффективностью, поэтому поиск замены был очень актуален. Ученые из лаборатории Высшей технической школы в Карлсруэ вынесли предложение об использовании тонкораспыленного осмия в виде катализирующего элемента. Результаты испытаний подтвердили, что идея эта стоящая, температура катализации снизилась больше чем на 100 ºC, а выпуск аммиака существенно вырос. Правда, в дальнейшем от осмия отказались, но он помог в решении такой важной проблемы.

Осмий и остальные редкие и уникальные металлы играют значительную роль в различных отраслях промышленности. Даже при всей своей токсичности он спасает жизни и здоровье людей.

Получить дополнительную информацию об осмии можно в следующем видео.

Все о синем золоте

В ювелирной области предлагается широкий выбор украшений из цветного золота. Этот металл считается одним из самых дорогих и пользуется большим спросом. Синее золото вызывает интерес у потребителей, ведь оно выглядит необычно, имеет свои особенности. Однако за изделиями из драгметалла необходимо ухаживать аккуратно, соблюдая несколько правил.

Что это такое?

Синее золото можно назвать настоящей экзотикой, ведь только его внешний вид вызывает массу вопросов, один из которых заключается в том, является ли оно настолько ценным. Специалисты утверждают, что это настоящее золото, которое соединено с индием. Он имеет серебристый цвет, это мягкий металл, который при соединении с золотом дарит ему иной оттенок.

Голубое золото зачастую используется в качестве декоративного элемента в ювелирных украшениях и нередко сочетается с белым или желтым драгметаллом. В некоторых случаях используется галлий, этот металл также позволяет получить материал такого нежного цвета. Количество золота достигает 58,5%.

Этот вид металла не такой хрупкий, однако в деле его необходимо обрабатывать аккуратно.

Свою историю синее и голубое золото начало в древние времена. Однажды аргентинский мастер изготовил изделие из драгметалла, которое имело необычный цвет. Химический состав он раскрыл позже, но не уточнил процентное соотношение металлов, которые использовались при изготовлении. По сей день специалисты пытаются разгадать эту тайну.

У производства синего и голубого золота есть свои тонкости, о которых знают только квалифицированные специалисты.

Преимущества и недостатки

Свою популярность синее золото заслужило благодаря необычному цвету, так как смотрится такое изделие оригинально. Это является главным преимуществом драгметалла, помимо того, что оно довольно редкое, поэтому обладатели могут гордиться возможностью иметь такое изделие.

Однако есть и некоторые недостатки. Данный материал является хрупким, поэтому во время работы с ним требуется соблюдать особую осторожность, чтобы не нарушить целостность. Мастера знакомы с тем, насколько трудно изготавливать изделия из синего и голубого золота.

Что касается качества материала, чтобы сохранить целостность, необходимо тщательно ухаживать, и тогда презентабельный внешний вид останется прежним. Также он поддается механическим повреждениям, поэтому носить следует аккуратно.

Такое золото не поддается вытягиванию, поэтому есть ограничения в производстве изделий разных форм.

Драгоценный сплав с таким необычным цветом получается в процессе синтеза металлов. Специалисты припаивают детали из голубого сырья к поверхности. Чтобы придать золоту определенный оттенок, необходимо соблюдать пропорции. Добыть материал можно с применением современных технологий, поэтому на сегодняшний день специалисты производят металл голубого или синего оттенка в большом количестве.

Благородные качества драгметалла при этом не теряются, что является преимуществом.

Методы создания сырья для изделий многими мастерами держатся в секрете. Но есть общие принципы, по которым выполняются работы. Чтобы получить цветное золото, необходимо подвергнуть металл высокой температуре при большом давлении. Оттенок можно получить при помощи сплавления или нанесения покрытия.

Первый метод пользуется наибольшим спросом, так как благодаря ему материал получается более крепким. В основе есть химическое соединение, которое повышает эффективность металла и делает его целостным.

Насыщенность цвета напрямую зависит от того, какое количество стороннего компонента добавлено к золоту.

Состав

Ювелирное изделие синего цвета состоит из 46% чистого золота, которое соединено с 54% индия. Однако это не единственный способ получения необычного материала. Есть сплав с галлием, благодаря которому золото становится голубым. Специалисты знакомы с разными рецептами изготовления интерметаллида, однако технологии не разглашаются.

Проба

Изделия синего цвета, которые получаются вследствие соединения золота с галлием, предлагаются в 585 пробе.

Бледноватый голубоватый оттенок привлекает к себе внимание покупателей своей необычностью. Но сплав достаточно хрупкий. Большим спросом пользуются украшения 750 пробы, где в составе 750 частей металла, платины 25, 220 стали, и всего 5 иридия. Благодаря такому составу декоративные элементы более прочные. Золото, соединенное с хромом, также имеет синий оттенок и пробу 750.

Использование синего золота

Благодаря оригинальной расцветке металл привлекает к себе внимание мастеров ювелирного дела. Но ковкость сплава плохая, поэтому исключительные специалисты берутся за такую тонкую работу, а сами изделия не так просто найти на рынке. Хрупкость материала позволяет использовать его только в качестве отделки либо небольших элементов декора в драгоценных аксессуарах или украшениях. Синее золото действительно считается весьма редким, поэтому изделия из него достаточно дорогие. Продукция из такого вида металла выглядит роскошно, изящно и оригинально, поэтому вызывает повышенный интерес у ценителей прекрасного.

Критерии выбора

Выбирать ювелирное изделие из синего золота необходимо тщательно. Поэтому следует для начала изучить несколько простых правил, которые защитят от покупки подделки.

Такие украшения предлагаются не в каждом магазине, ведь материал дорогой и редкий. Чтобы убедиться в подлинности изделия, важно узнать пробу металла. Для этого лучше воспользоваться лупой, так как клеймо зачастую маленького размера. Оттиск должен быть четким, чтобы можно было рассмотреть цифры и буквы.
Товарный знак производителя указывается на внутренней части изделия, будь это часы, кольцо, серьги или другие украшения. Чтобы убедиться с том, что это голубое золото, можно поднести магнит.
Лучшим способом определения качества сплава является электронный детектор, который может оценить электропроводность металла. Народные способы в проверке подлинности синего золота лучше не испытывать, так как можно повредить материал.

Осмий: самый дорогой и тяжелый металл

Где он в природе

Найти слитки в лесах, горах, водоёмах не получится. До сих пор не найдено ни одного самородка. Добывают его на рудных месторождениях в составе с иридием, платиной, в платиново-палладиевой руде, в медных и никелевых рудах. Но содержание осмия в нём составляет 0,001%. И ещё он встречается в метеоритах. Правда, отделяются изотопы от них больше чем через 9 месяцев. Поэтому промышленные производства с применением осмия обходятся вторичным сырьём, что ненамного дешевле.

Общая выработка самого тяжёлого металла в год во всём мире составляет несколько десятков килограмм. Но увеличивается добыча платины, где осмий присутствует и попутно извлекается. Называют цифры уже 200 кг в год. Так, встаёт задача не столько искать осмий, сколько найти более дешёвый способ отделения его от «соседей».

На Норильском горно-металлургическом комбинате добились определённых успехов в этой задаче. Получили чистый металл из медно-никелевых руд. Количество его на планете – 0,000005% от всей массы горных пород. Но в России есть. И в Казахстане. А основные запасы располагаются в Тасмании, Америке, Австралии. Самые большие сосредоточены в Южной Африке. Она-то и диктует цены.

История открытия и природные свойства

В 1803-1804 годах в Англии, при проведении опытов над платиной с царской водкой (смесь азотной кислоты с соляной), в полученном неизвестном осадке, после растворения платины, появился резкий, неприятный запах, напоминающий хлор. Благодаря этому запаху, только что открытый металл и получил своё название. Правда, на греческом языке. С греческого «осмий» переводится, как «запах».

Формально это благородный металл, потому что входит в платиновую группу. На этом истинное благородство и заканчивается. Свойства этого металла как химические, так и физические, до сих пор до конца не изучены. Физические характеристики более-менее уточнили несколько лет назад.

Osmium

Химические свойства	Физические свойства
Не растворяется в щелочах и кислотах	Внешне кристаллы твёрдые и хрупкие, имеют красивый серебристый блеск с оттенками от серого до голубого. Слитки – тёмно-синего цвета, порошок – фиолетового. И все с изумительным серебристым блеском.
Не реагирует на адскую смесь азотной и соляной кислот – единственный из металлов на планете.	Температура сплавов такая, что производить плавку предпочтительнее на поверхности Солнца.
Инертен. Возможно использование сплавов и покрытий из осмия в агрессивных средах.	Высочайшая токсичность, не позволяющая использовать такую красоту для изготовления ювелирных изделий.
Чрезмерно токсичен, даже в малых дозах. Особенно летучий оксид осмия, выделяющийся из платины.	Чрезвычайно хрупок. Механической обработке неподвластен.
Кипит при температуре 5500°С, но точно не определена – для проверки не существует расчётов	Тугоплавкость. Размягчается только при температуре свыше 3000 градусов С.
Не имеет магнитных свойств.
Потрясающая твёрдость. Сплав с добавлением осмия становится более износостойким, долговечным, с повышенной сопротивляемостью коррозиям и механическому воздействию.
Высочайшая плотность 22,61 г/см3.

В широком промышленном производстве осмий применяют редко из-за его дороговизны. Но там, где эффект может превысить материальные затраты, его, конечно, используют. Сырьём он выступает, чаще всего, в порошке. Сам металл хрупкий, крошится легко. Получение порошка несложное.

Еще варианты использования:

Химическая промышленность применяет его в качестве катализатора. Иногда он срабатывает быстрей платины. Вообще, почти половина мировых запасов осмия отдана на нужды химической промышленности.
Тетраоксид осмия применяют при синтезировании некоторых лекарств.
В химических лабораториях помогает в окрашивании живых тканей под микроскопом. Обеспечивает сохранность микроструктуры клеток.
В аэрокосмической промышленности.
При производстве ядерного оружия полезен для изготовления тары под ядерные отходы. Вот тут стоимость осмий металла оправдана в полной мере.
Благодаря отсутствию магнитных свойств такой металл приветствуется при изготовлении дорогих часов, элитных моделей. Цена «Ролексов» включает не только брендовую стоимость, качество механизма и драгоценность корпуса. Содержание корпуса с использованием благородного сплава тоже повышает цену.
В росписи фарфора, как краситель чёрного цвета.
Минеральное производство включает соли осмия для вытравки разных материалов, синтеза аммиака, гидрирования органических веществ.
Придумали даже авторучки с наконечниками из осмия – это металл, который позволяет продукцией из него пользоваться вечно. Этого нельзя сказать о металлических перьях из чистого золота или других металлов.
Высокоточные приборы. Электронная микроскопия.
Механика использует соединения металла для улучшения прочности сплавов для узлов трения.
Изотопы Осмия187 задействованы в ракетостроении, авиа- и кораблестроении.
В военных боеголовках.

Не все соединения осмия применимы к использованию. Но учёные работают над этим.

Опасность и техника безопасности

Как и другие тяжёлые металлы, осмий оказывает не самое благоприятное влияние на живые организмы, не обходя и человеческий. Любые соединения с осмием поражают внутренние органы, вызывают потерю зрения. Отравление парами элемента приводит и к летальному исходу. При наблюдении за животными наблюдалось резкое развитие малокровия, и лёгкие переставали функционировать. Полагают, что это быстроразвивающийся отёк.

Что такое тетраоксид осмия OsO4? А это и есть то самое вещество, благодаря которому элемент носит своё имя. Крайне агрессивен. Его запах нельзя не заметить. Ужасней и омерзительнее запаха в природе не существует. При отравлении задеваются и кожные покровы. Дерма зеленеет, чернеет, а может и вовсе омертветь. Возможно появление пузырей, язв. Заживает всё очень долго.

Опасность отравления грозит, прежде всего, работникам производственных помещений при малейшей концентрации паров в воздухе. Ни о каких допустимых нормах учёные уже не заикаются. Поэтому предусмотренная специальная одежда, респираторы – обычное явление на производствах с применением оксида осмия. Всё герметизировано, ёмкости закупорены и хранятся в соответствии с уже испытанными правилами.

Если всё же по какой-то немыслимой причине соединение осмия попадёт в глаза, промывать их надо продолжительное, минут 20, время. Чистой проточной водой. И сразу к врачу. При попадании в организм через дыхательные пути пары осмия нейтрализуются бикарбонатом натрия. Он выпускается в аэрозольной упаковке. Много молока внутрь. И промыть желудок.

Несомненная польза тяжелейшего металла

По мнению английских учёных этот тяжёлый металл блокирует развитие раковых клеток. Методы терапии онкозаболеваний с задействованием осмия хоть и очень медленно, но уже разрабатываются.

В медицине, в кардиостимуляции, его используют в имплантах, изготовление которых требует благородных металлов для предотвращения развития аллергий. Состав импланта, заменяющего элементы сердца, включает 10% осмия и 90% платины. Конечно, такие приборы и оцениваются соответственно. Такая же пропорция применяется для изготовления лёгочных клапанов.

Применение соединений осмия для медицинских потребностей заметно при производстве особо прочных, длительного использования, инструментов, таких, как скальпели, всевозможные металлокерамические резцы. И нужно для этого совсем немного сырья, а эффект потрясающий.

Микроскопические добавки осмия к стали режущих сортов позволяют создавать острейшие лезвия.

Изделия, применение которых подразумевает использование самого тяжелого металла, оказываются непревзойдёнными в износоустойчивости.

Коммерческий интерес

Разнообразные потрясающие свойства металла осмия вызывают несомненный интерес и неподдельное удивление. Но эти же свойства убивают коммерческий интерес наповал. И, несмотря ни на что, цена на рынке не падает.

Читайте также: