Иридий. Описание и свойства иридия

Иридий был открыт в 1804 г. Теннаном (одновременно с осмием). Его название (по-гречески радужный) указывает на многоцветность его соединений. В природе образует минералы из группы осмистого иридия: сысеркит (Os, Ir), рутенистый сысеркит и родистый сысеркит, как примесь входит в состав медно-никелевых сульфидных руд.

Получение:

Природные минералы или шламы электрорафинирования меди сплавляют с пероксидом бария BaO 2 , растворяют в HCl, добавляют царскую водку и после отгонки OsO 4 из раствора осаждают (NH 4) 2 , который прокаливают до Ir в токе водорода.

Физические свойства:

Иридий представляет серебристо-белый очень твердый и довольно ломкий металл, в котором различимы отдельные кристаллы. При температуре красного каления он малоковкий, однако поддается обработке напильником и полировке. Плотность 22,65 г/см 3 , Тпл.= 2447°С.

Химические свойства:

Компактный иридий устойчив при нагревании на воздухе до 2300°С, порошок иридия при нагревании на воздухе окисляется до диоксида IrO 2 , взаимодействует с галогенами, серой, фосфором.
На иридий не действуют ни обычные кислоты, ни царская водка. Однако соляная кислота содержащая кислород разъедает его при нагревании. Порошок иридия медленно окисляется расплавленными пероксидами (BaO 2 , Na 2 O 2).
В соединениях проявляет степени окисления +3, +4, реже другие от +1 до +6.
При очень низких температурах получены соединения иридия, где он проявляет высшие степени окисления (+7, +8, +9), например: IrO 4 и катион + .

Важнейшие соединения:

Гидроксид иридия(III) Ir(OH) 3 , точнее гидратированный оксид иридия(III) Ir 2 O 3 *nH 2 O осадок зеленого цвета, получается осаждением из раствора хлороиридата (III) натрия Na 3 . Соединения иридия(III) - восстановители, Ir(OH) 3 кислородом окисляется до Ir(OH) 4 . Ir 2 O 3 при нагревании диспропорционирует на Ir и IrO 2 .
Оксид иридия (IV). IrO 2 получается в виде сине-черного порошка при разложении гидроксида или окислением иридия. Резисторный материал.
Гидроксид иридия (IV) Ir(OH) 4 . Темно-синее аморфное вещество, в воде, растворах кислот и щелочей не растворимо, кроме концентрированной серной кислоты. Получается при щелочном гидролизе (NH 4) 2 .
Галогениды. Продуктом прямого взаимодействия иридия с фтором является гексафторид иридия IrF 6 . Это соединение очень активно, оно не только реагирует с водой по уравнению
IrF 6 + 5H 2 O = Ir(OH) 4 + 6HF + 1/2O 2 ,
но окисляет даже хлор, причем образуются IrF 4 и ClF. Используется для нанесения покрытий.
Хлориды иридия(III) и (IV) , кристаллы, гидролизуются водой. Характерно образование комплексных хлоридов при взаимодействии с хлоридами щелочных металлов: Na 3 - зеленые кристаллы, Na 2 - темно-красный, растворим, гексахлороиридаты(IV) калия и аммония - малорастворимы.
Соли иридия. Вообще иридий образует мало обычных солей. Соли иридия(III) с комплексными катионами аналогичны соответствующим солям хрома (III) и кобальта(III), представляют собой прочные комплексные соединения X 3 , X 3 , X 2 .
Карбонилы иридия : желто-зеленый Ir 2 (CO) 8 , возгоняется, и ярко-желтый Ir 4 (CO) 12 , при нагревании разлагается. Используются для нанесения покрытий.

Применение:

Для нанесения покрытий (электрические контакты, химическая аппаратура), изготовления тиглей. Компонент сверхтвердых и износостойких сплавов с осмием и рутением (опорные оси точных приборов, наконечники перьев для авторучек).

Источники:"Иридий" Википедия, свободная энциклопедия. https://ru.wikipedia.org/wiki/Иридий
С.И. Венецкий О редких и рассеянных. Рассказы о металлах.

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.

  • Химический символ иридия - Ir.
  • Атомный номер иридия – 77.
  • Атомный вес – 192,22 а. е. м.
  • Степени окисления: 6, 4, 3, 2, 1, 0, - 1.
  • Плотность иридия (при температуре 20 градусов) – 22,65 г/см3.
  • Плотность жидкого иридия (при температуре 2443 градуса) – 19,39 г/см3.
  • Температура плавления иридия - 2466 градусов.
  • Температура кипения иридия - 44,28 градусов.
  • Структурная кристаллическая решетка у иридия – кубическая гранецентрированная.
  • Химический элемент - иридий, привезенный из Южной Америки в 1803 году, был обнаружен в природной , английским химиком С. Теннантом.
  • Свое название иридий получил от греческого слова – радуга, так как соли этого металла, имеют разнообразную окраску.
  • Иридий это простой химический элемент, переходный драгоценный металл платиновой группы, серебристо – белого цвета, твердый и тугоплавкий.
  • Иридий имеет высокую плотность, как и у осмия. Теоретически иридий и имеют одинаковую плотность, где разница состоит в незначительной погрешности.
  • Иридий даже при температуре 2000 градусов, имеет высокую коррозийную стойкость.
  • В земной коре иридий встречается крайне редко. Его содержание в природе еще меньше, чем и платины. Иридий встречается вместе с рением, и . Иридий содержится часто в метеоритах. Сегодня до сих пор не известно точное содержание иридия в природе. Не исключено, что иридия содержится в природе значительно больше, чем предполагается. Предполагается что иридий, обладая большой плотностью и сродством к железу, в результате формирования планеты – земля, смог сместиться вглубь земли, в ядро планеты.
  • Иридий это очень тяжелый и твердый благородный металл. Высокая механическая прочность иридия, делает это металл труднообрабатываемым. Радиоактивные изотопы иридия, были получены искусственно. В природе иридий представлен в виде смеси двух стабильных изотопов: иридий - 191 (37,3 процента) и иридий – 193 (62,7 процента).
  • В основном иридий получают из анодного шлама, образующегося при электролизе меди и никеля.
  • Иридий это высоко инертный драгоценный металл.
  • Иридий не окисляется на воздухе и при действии на него высокой температуры. Однако при прокаливании порошка иридия при температуре от 600 до 1000 градусов, в токе кислорода, этот металл в незначительном количестве образует – оксид иридия (IrO2), а при температуре 1200 градусов, он частично испаряется в виде - оксида иридия (IrO3).
  • В компактном виде иридий при температуре до 100 градусов, не взаимодействует с кислотами и их смесями (например, с царской водкой).
  • Иридий в виде иридиевой черни (свежеосажденная), частично растворяется в царской водке (смесь соляной и азотной кислот) и образует смесь двух соединений иридия: Ir(3) и Ir(4).
  • Порошок иридия при температуре 600 - 900 градусов, растворяется хлорированием в присутствии хлоридов щелочных металлов или спеканием с оксидами: Na2O2 и BaO2, с последующим растворением в кислотах.
  • Иридий взаимодействует при температуре красного каления с хлором и серой.
  • Иридий взаимодействует при температуре 400 - 450 градусов с фтором.
  • Ядерный изомер иридий – 192 m2, с периодом полураспада - 241 год, применяется в качестве источника электроэнергии.
  • В основном иридий используется в виде сплавов. Самый распространенный из них, это сплав иридия и платины. Сплавы иридия идут на изготовление химической посуды, хирургических инструментов, нерастворимых анодов, ювелирных изделий, а так же этот сплав находит свое применение в точном приборостроении.
  • Иридий в сплаве с торием и вольфрамом, используется как материал для термоэлектрических генераторов.
  • Сплав иридия с гафнием, это материал для топливных баков, применяемых в космических аппаратах.
  • Иридий в сплаве с вольфрамом, родием и рением, идет на изготовление термопар, которые измеряют температуру свыше 2000 градусов.
  • Иридий в сплаве с церием и лантаном, используется как материал для термоэмиссионных катодов.
  • Иридий используют для изготовления наконечников у перьев ручек, где этот металл особенно хорошо виден на золотых перьях.
  • Иридий вместе с платиной и медью, используется в качестве компонентного металла для приготовления сплава. Из этого сплава изготавливают дорогие электроды, которые имеются в свечах зажигания двигателей внутреннего сгорания. Сплав иридия, платины и меди увеличивает срок службы этих электродов, на срок от 100 – 160 тысяч километров пробега.
  • Иридий с платиной это очень прочный и не окисляемый сплав. Благодаря его прочности и стойкости к окислению, из него изготовили даже - эталон килограмма.
  • Иридий не играет биологической роли как микроэлемент. Иридий это нетоксичный металл, хотя соединения иридия типа – гексафторид иридия (IrF6), имеют ядовитые свойства.


    • Железоникелевый метеорит, содержавший в себе немало иридия и прочих , а потому чрезвычайно массивный, врезался в Землю, ударив по краю полуострова Юкатан (Мексика) 65 млн. лет назад – в эпоху безраздельного царствования динозавров.

    Грунт из кратера диаметром в 180 и глубиной в 20 километров частью испарился (вместе с большей частью иридия), частью распылился. Наступили пыльные сумерки. Ударной волной, прошедшей как сквозь, так и вокруг планеты, были инициированы масштабные извержения в Азии и на территории Индостана, в ту пору плывшего от Мадагаскара на север и еще даже не пересекшего экватора. Дым и пыль вулканического происхождения усугубили ситуацию еще более...

    Иридий – маркер космической катастрофы

    Некоторые из ученых высказывают гипотезу, что динозавров погубило обилие тяжелых металлов в воздушной взвеси. Однако наиболее передовые биологи склонны считать фатальным стечение двух факторов: колоссальных размеров животных и...чихательного рефлекса. Резкое повышение артериального давления при спонтанном прочищении дыхательных путей губительно для кровеносных сосудов – особенно если чихать приходится непрестанно.

    Исчезновение динозавров дало возможность развития млекопитающим, итогом эволюции которых стало появление человека. Благодарный небесному заступничеству, человек провел исследования метеоритных остатков из наиболее крупных кратеров. Содержание иридия в обломках металлических гостей из космоса оказалось рекордным. Столь же рекордно содержание иридия в осадочных породах, укрывших землю вскоре после юкатанской катастрофы.

    Однако больше всего благородного металла, уверены геологи, скрыто в недрах Земли.

    Происхождение и свойства иридия

    Как и все платиноиды, иридий – продукт многоступенчатого ядерного синтеза элементов , возможного при взрывах сверхновых или в катаклизмах еще большего масштаба. Образуется иридия немного, но Земле повезло формироваться в области, богатой металлами. Естественной (хотя и неподтвержденной) представляется концентрация иридия (равно как и , и платины) в ядре планеты.

    Остатки иридия в земной коре незначительны (золота в 40 раз больше), однако позволяют ежегодно добывать несколько тонн благородного металла. Честь открытия и наименования иридия принадлежит англичанину Смитсону Теннанту. Восхищенный разноцветьем солей металла (молочно-белый KIrF6, лимонно-желтый IrF5, желтый K3IrCl6, зеленый Na3IrBr6, бордовый Cs3IrI6, малиновый Na2IrBr6, черный IrI3), ученый предложил дать новому элементу имя Ириды – греческой богини радуги.


    В обработке иридий неподатлив. Тридцать лет ушло на получение металла, очищенного от примесей. Как оказалось, беспримесный иридий ковок при температурах яркого свечения. Охлаждаясь, он утрачивает способность переносить механические воздействия и крошится под нагрузкой. Иридиевый порошок, запаянный в стеклянные сосуды – продукт работы аффинажных предприятий.

    Долгое время иридий считался чемпионом по параметру плотности. Уже в наши дни теоретические расчеты вывели на первое место осмий – однако разница настолько невелика, что подтвердить ее простым взвешиванием не удается. Да и отделение осмия от иридия – задача непростая!

    Иридий и осмий – братья навек

    В природе иридий и осмий нередко объединяются . Естественная смесь металлов может называться осмиридий – если осмия больше – или иридиосмий, если процент иридия в сплаве выше. В отечественной минералогической практике закрепились названия осмирида и иридистого осмия.

    По легендам, в первой половине ХХ века обточенные кристаллики натурального осмирида припаивали к кончикам золотых перьев «вечных» ручек для обеспечения мягкости письма. На самом деле подобные опыты единичны, а в массовой реальности золотые перья авторучек упрочняют вольфрамом.


    В среде любителей ювелирного искусства существует небольшой, но устойчивый и совершенно не удовлетворенный спрос на изделия из натурального осмирида. Любители экзотических украшений иногда спрашивают о возможности изготовления осмиридиевых изделий.


    К сожалению, минерал этот крайне редок и не слишком декоративен – хотя и характеризуется сильным металлическим блеском. Осмирид тверд, хрупок и почти не поддается механической обработке. К тому же природная смесь иридия и осмия часто содержит немалое количество примесей – платины, золота, – что меняет и вид, и стоимость материала.

    Искусственно полученные сплавы иридия и осмия строго нормированы по процентному составу элементов, но дороги, востребованы в промышленности и нетехнологичны в ювелирном отношении.

    Применение иридия

    После того, как выяснилась незаменимость иридия для производства свечей зажигания премиального качества, основным потребителем благородного металла стала автомобильная промышленность. Подъемы и спады в производстве легковых авто и иридиевых свечей для них обуславливают перепады цен на очищенный металл. За один год автостроители мира могут поднять спрос на иридий с одной тонны до почти одиннадцати – чтобы в следующем году, из-за кризисного снижения продаж, обойтись полутонной драгоценного платиноида.

    Потребность в иридии постоянна у изготовителей техники, работающей в экстремальных условиях. Реактивные двигатели нуждаются в иридиевых сплавах из-за их высокотемпературной прочности. Жаропрочный сплав иридия – элемент силовых установок космических роботов, работающих на атомной энергии. Сплавленный с иридием титан служит в трубопроводах, способных работать в океанских глубинах.

    Радиоактивный иридий 192 – главный инструмент контроля качества сварных швов . Этот же источник гамма-излучения помогает врачам побеждать опухолевые процессы.

    Слой иридия толщиной в несколько атомов покрывает зеркала телескопов, принимающих рентгеновское излучение. В прошлом при помощи платино-иридиевого покрытия продлевали срок службы замков артиллерийских орудий.

    В ювелирной отрасли иридий используется для отделки и инкрустаций, хотя с недавних предпринимаются попытки изготовления иридиевых украшений. Куда более традиционно иридирование ювелирной платины: десятипроцентная добавка иридия делает изделие прочным, износоустойчивым, красивым.

    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.

    ири́дий

    (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.

    ИРИДИЙ

    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 .

    Синонимы :

    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