Иридий свойства, получение и применение. Иридий утяжеляет метеориты и облегчает жизнь человека

Иридий

ИРИ́ДИЙ -я; м. [от греч. iris (iridos) - радуга] Химический элемент (Ir), тяжёлый тугоплавкий редкоземельный металл серовато-белого цвета (используется для нанесения защитных покрытий). Добыча иридия.

◁ Ири́диевый, -ая, -ое. И. сплав. И. кончик пера.

(лат. Iridium), химический элемент VIII группы периодической системы, относится к платиновым металлам. Плотность 22,65 г/ см 3 , t пл 2447°C. Применяют для нанесения защитных покрытий. Компонент сплавов с Pt, Os и др. (химическая аппаратура, эталоны мер, детали измерительных приборов, напайка «вечных перьев»). Название от греческого íris - радуга.

ИРИ́ДИЙ (лат. Iridium, от греческого «ирис» - радуга), Ir (читается «иридий»), химический элемент с атомным номером 77, атомная масса 192,22. Состоит из смеси двух стабильных изотопов 193 Ir (62,7% по массе) и 191 Ir (37,3%). Расположен в VIIIB группе, в 6 периоде периодической системы элементов. Входит в триаду осмий (см. ОСМИЙ) -иридий-платина, (см. ПЛАТИНА) является платиновым металлом. Конфигурация внешней и предвнешней электронных оболочек 5s 2 p 6 d 7 6s 2 . Степени окисления от +1 до +6 (валентности I-VI). Наиболее характерны степени окисления +3 и +4.
Радиус атома 0,135 нм, ионный радиус иона Ir 2+ - 0,089 нм, иона Ir 3+ - 0,082 нм, Ir 4+ - 0,077 нм, Ir 5+ - 0,071 нм. Энергии последовательной ионизации 9,1 и 17,0 эВ. Электроотрицательность по Полингу (см. ПОЛИНГ Лайнус) 2,2.
Иридий - тяжелый серебристо-белый металл.
История открытия
Открыт в 1804 английским химиком С. Теннантом (см. ТЕННАНТ Смитсон) , который изучал состав платиновых минералов.
Нахождение в природе
Иридий - очень редкий элемент, содержание в земной коре 1·10 –7 % по массе. В природе встречается в виде сплавов с осмием (осмистый иридий), платиной, родием (см. РОДИЙ) , рутением (см. РУТЕНИЙ) и другими платиновыми металлами (см. ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫ) . В рассеянной форме (10 –4 % по массе) содержится в сульфидных медно-никелевых железосодержащих рудах.
Получение
Основной источник иридия - анодные шламы медно-никелевого производства. Полученный шлам обогащают. Потом, действуя на него царской водкой (см. ЦАРСКАЯ ВОДКА) , при нагревании переводят в раствор платину, палладий (см. ПАЛЛАДИЙ (химический элемент)) , родий, иридий и рутений в виде хлоридных комплексов H 2 , H 2 , H 3 , H 2 и H 2 . Осмий остается в нерастворимом осадке. Из полученного раствора добавлением хлорида аммония NH 4 Cl сначала осаждают комплекс платины (NH 4) 2 , а затем комплекс иридия (NH 4) 2 и рутения (NH 4) 2 . При прокаливании (NH 4) 2 на воздухе получают металлический иридий:
(NH 4) 2 = Ir + N 2 + 6HCl + H 2 .
Физические и химические свойства
Иридий - тяжелый серебристо-белый металл (плотность при 20 °C 22,65 кг/дм 3). Решетка кубическая гранецентрированная, а = 0,38387 нм. Температура плавления 2447 °C, кипения 4380 °C. В ряду стандартных потенциалов расположен правее водорода (см. ВОДОРОД) . На воздухе иридий устойчив, с кислотами-неокислителями и водой не реагирует.
Отличается высокой химической стойкостью. С неметаллами взаимодействует только в мелкораздробленном состоянии при температуре красного каления. Взаимодействие с кислородом (см. КИСЛОРОД) происходит только при температуре выше 1000 °C, при этом образуется диоксид иридия IrO 2 .
Оксиды иридия не растворяются в воде, кислотах и щелочах.
Компактный иридий при температурах до 100 °C не реагирует со всеми известными кислотами и их смесями, в том числе и с царской водкой. Для перевода этих металлов в растворимые в воде хлорокомплексы порошок, содержащий эти металлы, хлорируют при нагревании в присутствии комплексообразователя NaCl:
Ir + 2Cl 2 + 2NaCl = Na 2
Гидроксид Ir(OH) 4 (IrO 2 ·2H 2 O) образуется при нейтрализации растворов хлороиридатов(IV) в присутствии окислителей. Осадок Ir 2 O 3 ·x H 2 O выпадает при нейтрализации щелочью хлороиридатов (III) и легко окисляется на воздухе до IrO 2 . Гидроксиды иридия практически не растворяются в воде. В растворимую форму оксиды иридия переводят, окисляя их в присутствии комплексообразователя:
IrO 2 + 4HCl + 2NaCl = Na 2 + 2H 2 O.
Высшая степень окисления +6 проявляется у иридия в гексафториде IrF 6 . Это очень сильный окислитель, способный окислить даже воду:
2IrF 6 + 10H 2 O = 2Ir(OH) 4 + 12HF + O 2 ,
или NO:
NO + IrF 6 = NO + – .
Как и для других d -элементов, для иридия характерно образование комплексных соединений с координационным числом 6. Известно большое число иридийорганических соединений со связью Ir-C.
Применение
Из чистого иридия изготавливают тигли для выращивания монокристаллов, фольгу для неамальгамирующихся катодов, ответственные детали контрольно-измерительных приборов. Иридий используется для иридирования поверхностей изделий. Радиоактивный изотоп 192 Ir используют в качестве портативного источника g-излучения для радиографических исследований трубопроводов и радиотерапии онкологических заболеваний. До 1960 международным эталоном метра служил изготовленный из платино-иридиевого сплава брус, находящийся в Международном бюро мер и весов в Севре. На одной из плоскостей этого бруса нанесены два штриха, на расстоянии 1 м друг от друга.

Энциклопедический словарь . 2009 .

Смотреть что такое "иридий" в других словарях:

- (от греч. iris радуга). Металл, из группы платины, соединения которого отличаются радужными цветами. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ИРИДИЙ благородный металл серого цвета; уд. вес 22,5. Плавится… … Словарь иностранных слов русского языка

М л, Ir. Куб. Белый. Тв. 7. Уд. в. 22,6. Наблюдался только при микроскопических исследованиях в виде продуктов распада в Pt. Возможно, содержит Pt и близок к. платинистому Ir. Не изучен. Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под… … Геологическая энциклопедия

ИРИДИЙ, ирид муж. весьма твердый, беловатый металл, находимый обычно в сплаве с осмием и вместе с платиной. Иридиевый, иридовый, к металлу иридию относящийся. Иридистый, содержащий примесь иридия. Толковый словарь Даля. В.И. Даль. 1863 1866 … Толковый словарь Даля

- (Iridium), Ir, химический элемент VIII группы периодической системы, атомный номер 77, атомная масса 192,22; относится к платиновым металлам. Открыт английским химиком С. Теннантом в 1804 … Современная энциклопедия

Немецкая компания по продаже драгоценных металлов Degussa Goldhandel GmbH начала впервые предлагать частным инвесторам слитки иридия и рутения. Предложение этих драгоценных металлов в качестве инвестиционного продукта является новым шагом на рынке.
Помимо традиционных драгметаллов как золото, серебро, платина, палладий и родий теперь инвесторы смогут купить инвестиционные слитки иридия и рутения чистотой 999/1000 и массой в 1 унцию (31,1 грамм).

Производство иридия и рутения является сложным металлургическим процессом. В основном эти драгметаллы используются в промышленности. Также широкое применение они нашли в медицинской технике, машиностроении и химической промышленности. Для промышленных потребителей Degussa предлагает иридий и рутений в виде порошка.

Стоимость 1 слитка иридия на 23 февраля 2018 составляет € 1200, рутения — €372, родиума — €1975.

Подробнее об иридии

Иридий в палеонтологии и геологии является индикатором слоя, который сформировался сразу после падения метеоритов, что не случайно — иридий относительно часто встречается в метеоритах и считается космическим металлом.

Еще до открытия кратера Чискулуба многие ученые обратили внимание на большое количество иридия в отложениях, возраст которых совпадает с исчезновением последних динозавров. Это убедило палеонтологов в том, что ответственность за вымирание этих гигантских ящеров лежит именно на астероиде. Эти же слои отложений содержат огромное количество углерода в виде сажи.

Предполагается, что кратер Чискулуба образовался в результате удара астероида диаметром около 10 км. Энергия удара оценивается в 5·1023 джоулей или в 100 тератонн в тротиловом эквиваленте (для сравнения, крупнейшее термоядерное устройство имело мощность порядка 0,00005 тератонны, что в 2 миллиона раз меньше.

Небольшое количество иридия было обнаружено в фотосфере Солнца.

Иридий (др.-греч. ἶρις - радуга) получил такое название благодаря разнообразной окраске своих солей
– тугоплавкий металл, относящийся к платиновой группе. Иридий имеет серебристо-белый цвет, является тугоплавким и твердым металлом. Плотность иридия наряду с плотностью осмия является самой высокой среди всех металлов. Металл имеет высокие антикоррозийные свойства при сверхвысоких температурах до 2000 C.

Иридий входит в группу самых дорогих металлов и по своей стоимости уступает лишь родию, платине и золоту. В природе металл встречается вместе с рутением, рением и родием. Металл является одним из компонентов таких минералов, как ауросмирид, сысертскит и невьянскит.

Добыча иридия

Промышленные предприятия добывают иридий из шламов, образующихся при медно-никелевом производстве. Добыча иридия проходит в несколько этапов: получение концентрата, выщелачивание чернового металла, очищение от примесей. При отделении иридия от металлов, которые не относятся к благородным, может быть использован метод ионного обмена. При извлечении металла из минералов процесс добычи проходит этап сплавки с оксидом бария, обработку царской водкой и раствором соляной кислоты. В результате при отделении осмия получают комплексное соединение, которое необходимо прокалить для того, чтобы получить чистый иридий.

Сплав иридия с платиной позволяет получить материал с высокими прочностными характеристиками, данный сплав не подвержен окислению. Из этого сплава, в частности, изготовлен эталон килограмма .

Российские предприятия-производители иридия:

— ОАО «Красцветмет»;
— НПП «Биллон»;
— ОАО ГМК «Норильский Никель».

Применение иридия

• • В электротехническом и электрохимическом секторах . Для химически и термически стойкой посуды, и катализатором, ускоряющим реакции, в частности получение азотной кислоты. В чашах из сплава платины с иридием производится растворение золота с помощью смеси кислот, называемых «царской» водкой.
  • В качестве источника электроэнергии используется ядерный изомер иридия – иридий-192m2. Как компонент сплавов металл применяется для изготовления термоэлектрических генераторов, термопар, термоэмиссионных катодов и топливных баков. Иридий-192 является радионуклидом с периодом полураспада 74 сут, широко применяемым в дефектоскопии, особенно в условиях, когда генерирующие источники не могут быть использованы (взрывоопасные среды, отсутствие питающего напряжения нужной мощности).
  • В медицине. Из иридия получают высокопрочное защитное покрытие для керамики и металлов. Добавка иридия позволяет улучшить прочностные свойства и твердость других металлов. Применяют металл для производства высокопрочного хирургического инструмента.
  • Для изготовления тиглей. Металл используют в качестве основного материала, в которых в дальнейшем выращивают монокристаллы особой чистоты. Тигли из иридия используют и для варки высококачественного стекла.
  • Для изготовления перьев для ручек. Небольшой шарик из иридия можно встретить на кончиках перьев и чернильных стержней, особенно хорошо его видно на золотых перьях, где он отличается по цвету от самого пера.
  • В свечах зажигания в качестве материала для изготовления электродов, делая такие свечи наиболее долговечными (100-160 тыс. км пробега автомобиля) и снижая требования к напряжению искрообразования. Изначально использовался в авиации и гоночных автомобилях, затем, по мере снижения стоимости продукции, стал употребляться и на массовых автомобилях. В настоящее время такие свечи доступны для большинства двигателей, однако являются наиболее дорогими.
  • В ювелирном деле иридий стали использовать совсем недавно. В России в 1999 году из него были изготовлены кольца, а следом — золотые изделия, украшенные иридиевой инкрустацией. Излюбленным материалом для ювелиров является иридиево-платиновый сплав. Добавка 10% этого супертвердого вещества улучшает прочность платины в три раза, а изделия приобретают несравнимой красоты внешний вид и безукоризненную прочность.

Первый набор в истории нумизматики с монетой из иридия

Монета из иридия вошла в набор монет Руанды. В набор вошли пять монет, номинал каждой 10 руандийских франков. Монеты обладают одинаковым диаметром 11 мм. Каждая монета из драгоценного металла упакована в органическое стекло.
На лицевой стороне монет изображен герб Руанды, на реверсе - голова льва и технические характеристики монеты: металл, из которого отчеканена каждая монета и год эмиссии «2013».

Монета из золота 999-й пробы (proof), ее масса 1/100 oz.
Монета из серебра 999-й пробы (proof), масса монеты 1/25 oz.
Монета из иридия 999-й пробы (BU), ее масса 1/25 oz.
Монета из палладия 999-й пробы (proof), масса такой монеты 1/100 oz.
Монета из платины 999-й пробы (proof) ее масса 1/100 oz.

Тираж набора - 1000 шт.

ИРИДИЙ (латинский Iridium), Ir, химический элемент VIII группы короткой формы (9-й группы длинной формы) периодической системы; атомный номер 77, атомная масса 192,217; относится к платиновым металлам и драгоценным металлам. В природе представлен двумя стабильными изотопами: 191 Ir (37,3%) и 193 Ir (62,7%); искусственно получены радиоактивные изотопы с массовыми числами 166-198. Содержание в земной коре составляет 1·10 -7 % по массе. В природе иридий находится в основном в виде твёрдых растворов с осмием - минералов группы осмистого иридия, встречающихся в редких коренных и россыпных месторождениях платины и золота. Открыт в 1803 году английский химиком С. Теннантом; элемент назван вследствие разнообразной окраски его солей (от греческого ιρις, родительный падеж ϊριδος - радуга).

Конфигурация внешней электронной оболочки атома иридия 5d 7 5s 2 ; в соединениях обычно проявляет степени окисления +3, +4, редко +1, +2, +5 и +6; электроотрицательность по Полингу 2,20; атомный радиус 135 пм, радиус иона Ir 3+ 82 пм (координационное число 6), Ir 4+ 77 пм (координационное число 6). При нормальных условиях иридий - серебристо-белый твёрдый и хрупкий металл; кристаллическая решётка кубическая гранецентрированная; t пл 2466 °С, t кип 4428 °С, плотность 22 650 кг/м 3 , твёрдость по Бринеллю 1700-2200 МПа.

При нормальных условиях иридий химически стоек. При нагревании взаимодействует с галогенами (образуются галогениды состава IrX 3 , IrX 4 , где Х - F, CI, Br, I, а также IrCl, IrCl 2 , IrF 5 , IrF 6), серой (сульфиды IrS, IrS 2 , Ir 2 S 3), кислородом (оксиды Ir 2 О 3 , IrO 2 и IrO 3 , существующий только в газовой фазе). Оксиды иридия не растворяются в воде, кислотах и щелочах. При нормальных условиях иридий не реагирует с щелочами и кислотами, в том числе с царской водкой. Иридий переводят в раствор сплавлением с солями (например, NaCl, NaCN, NaNO 3 , ΚΝO 3 , KHSO 4) или неорганическими пероксидами (например, Na 2 О 2 , ВаО 2) с последующей обработкой плава кислотами. Иридий образует различные комплексные соединения, из которых наибольшее значение имеют хлороиридаты(III) и (IV), например гексахлороиридат(III) калия К 3 , гексахлороиридаты(IV) калия К 2 , натрия Na 2 и аммония (NН 4) 2 [ΙrCl 6 ].

Иридий, наряду с другими драгоценными металлами, получают из анодных шламов медно-никелевого производства. Для переведения иридия в раствор промежуточные продукты переработки сплавляют с Na 2 О 2 , затем обрабатывают плав царской водкой. Действием хлорида аммония NH 4 Cl из полученного раствора осаждают (NH 4) 2 , который прокаливают до получения металлического иридия. Объём мирового производства иридия около 3 т/год.

Иридий используют для изготовления тиглей (для выращивания монокристаллов полудрагоценных камней и лазерных материалов); фольги для неамальгамирующихся катодов; деталей прецизионных приборов; неистираемых кончиков перьев авторучек; электродов долговечных свечей зажигания; нанесения защитных покрытий на электрические контакты и другие изделия. Сплавы иридия используют в качестве электродов термопар, термоэмиссионных катодов и др. Радиоактивный изотоп 192 Ir (Т 1/2 73,83 сут) применяют в источниках γ-излучения переносных толщиномеров, дефектоскопов, а также в радиотерапии злокачественных опухолей.

Лит.: Котляр Ю. А., Меретуков М. А., Стрижко Л. С. Металлургия благородных металлов. М., 2005. Кн. 1-2.

В начале 19 века был открыт химический элемент в периодической таблице Д.И. Менделеева с атомным номером 77. Это очень твердый металл серебристо-белого цвета, обладающий высокой тугоплавкостью и плотностью. Также поражает его высокая коррозийная стойкость при температуре 2000 0 С. Эти параметры прославили и он находит особое применение в разных областях.

В греческом переводе иридий буквально означает радуга. Его нахождение в земной коре очень незначительно. Иридий является редким металлом, чаще можно встретить золото и платину. Основным источником добычи является отходы медно-никелевого производства анодные шламы. Есть разные другие способы получения иридий металла, которые содержат очень сложные химико-технологические процессы получения. Это достаточно дорогостоящие методы получения этого металла и соответственно очень дорогие.

Свойства иридия

Физические свойства иридия достаточно внушительны. Это очень твердый, тяжелый металл, плохо поддающийся механической обработке. Температура плавления составляет 2466 0 С, имеет достаточно высокую температуру кипения 4428 0 С. Его твердость обуславливается плотностью-22,65 г/см 3 . При нагревании и обычной температуре он устойчив, при температуре до 100 0 С на все известные кислоты не реагирует. В присутствии хлоридов щелочных металлов при температуре 600-900 0 С порошок иридия может раствориться хлорированием. Вступает во взаимосвязь с F 2, когда температура достигает 450 0 С. Свойства иридия не играют никакой биологической роли, он не является токсичным металлом, хотя некоторые его соединения очень ядовиты.

Показатели иридия:

• сплавы иридия с вольфрамом и торием используют, как металл для термоэлектрических генераторов; с другими металлами изготавливают топливные баки для космических аппаратов, термопар, термоэмиссионных катодов;
• в автомобильной промышленности применяют в свечах зажигания, что позволяет долго использовать их, хотя они и дорогие;
• находит свое применение в изготовлении перьев для чернильных ручек, на золотых перьях;
• иридий-192 успешно применяют в дефектоскопии, там, где генерирующие источники не могут быть применены, например, во взрывоопасной среде;
• интересно, что из иридия изготовлен эталон килограмма, так как сплав иридия с платиной обладает механической прочностью и не окисляется;
• находит применение в ювелирной промышленности, но цена неимоверно высока на такие украшения;
• изготавливают лабораторные тигли, чтобы проводить опыты с фтором, а также его агрессивными соединениями;
• делают высокопрочные, жаростойкие мундштуки для выдувания стекла.

Цена иридия

Добыча иридия — процесс очень сложный и трудоемкий, в год цифра достигает 3тонны, это очень малый показатель с другими драгоценными металлами. Цены на него время от времени меняются. Цена иридия 35 долларов США за один грамм. В 2009г. была 200 долларов. США за один грамм. Цена иридия на 2016 году составляет 32$ за грамм. По праву иридий оправдывает себя как драгоценный металл достойный уважения.