كل شيء عن الايريديوم

معظم الناس لديهم فكرة جيدة عن الحديد والألمنيوم والفضة والذهب. ولكن هناك عناصر كيميائية تلعب دورًا أصغر قليلاً في حياة العالم الحديث ، لكنها غير معروفة بشكل غير مستحق بين غير المتخصصين. من المهم تصحيح هذا الخلل ، بما في ذلك تعلم كل شيء عنه إيريديا.

يجب أن يقال ذلك على الفور الايريديوم معدن. لذلك ، فإنه يحتوي على جميع الخصائص التي تعتبر نموذجية للمعادن الأخرى. هذا عنصر كيميائي يُشار إليها بمزيج من الأحرف اللاتينية Ir. في الجدول الدوري ، تحتل 77. تم اكتشاف الإيريديوم في عام 1803 ، كجزء من نفس الدراسة التي قام فيها العالم الإنجليزي تينانت أيضًا بعزل الأوزميوم.

كانت المادة الخام الأولية لإنتاج هذه العناصر هي خام البلاتين الذي تم تسليمه من أمريكا الجنوبية. في البداية ، تم عزل المعادن في شكل راسب ، والذي لم يأخذه "الماء الريجيا". كشفت الدراسة عن وجود عدة مواد لم تكن معروفة من قبل. حصل العنصر على تسميته اللفظية لأن أملاحه تبدو وكأنها متقزحة اللون مع قوس قزح.

الإيريديوم النقي كيميائيا ليس له لون قوس قزح. لكنها تتميز باللون الأبيض الفضي الجذاب. لم يتم تأكيد الخصائص السامة. ومع ذلك ، يمكن أن تكون بعض مركبات الإيريديوم خطرة على البشر. الفلورايد لهذا العنصر سام بشكل خاص.

يشارك عدد من الشركات الروسية والأجنبية في إنتاج وتكرير الإيريديوم. إن الإنتاج الكامل لهذا المعدن تقريبًا هو نتاج معالجة ثانوية للمواد الخام البلاتينية. على الرغم من أن الإيريديوم ليس أرجوانيًا ، إلا أنه يحتوي بشكل طبيعي على نظيرين. العنصران 191 و 193 ثابتان.لكن عددًا من النظائر التي تم الحصول عليها صناعيًا لها خصائص مشعة واضحة ، ونصف عمرها قصير.

قوة وصلابة الايريديوم كبيرة جدا. يكاد يكون من المستحيل معالجة هذا المعدن ميكانيكيًا. التحلل هذا العنصر أبيض فضي اللون كبير بما يكفي. المتخصصين تشمل الإيريديوم في مجموعة البلاتين. الصلابة على مقياس موس هي 6.5. تصل درجة الانصهار بالدرجات إلى 2466 درجة. ومع ذلك ، يبدأ الإيريديوم في الغليان عند 4428 درجة فقط. حرارة الانصهار 27610 جول / مول. حرارة الغليان - 604000 جول / مول. حدد الخبراء الحجم المولي عند 8.54 متر مكعب. انظر للحصول على الخلد.

الشبكة البلورية لهذا العنصر مكعبة ، وحواف البلورات هي قمم المكعب. يمثل النظير رقم 191 37.3٪ من ذرات الإيريديوم. يتم تمثيل النسبة المتبقية 62.3٪ بالنظير 193. تصل كثافة هذا العنصر (أو الجاذبية النوعية) إلى 22400 كجم لكل 1 م 3.

لكن ذرات الإيريديوم نفسها نادرا ما تدخل في أي تفاعلات. يتميز هذا العنصر بسلبيته الكيميائية البارزة.... إنه غير قابل للذوبان تمامًا في الماء ولا يتغير بأي شكل من الأشكال حتى بعد ملامسته للهواء لفترة طويلة. إذا كانت درجة حرارة مادة ما أقل من 100 درجة ، فلن تتفاعل حتى مع أكوا ريجيا ، ناهيك عن الأحماض الأخرى ومجموعاتها. يمكن التفاعل مع الفلور عند 400 درجة ؛ للتفاعل مع الكلور أو الكبريت ، من الضروري تسخين الإيريديوم حتى يصبح أحمر حارًا.

هناك 4 كلوريدات معروفة ، يختلف فيها عدد ذرات الكلور من 1 إلى 4. يمكن ملاحظة تأثير الأكسجين في درجات حرارة لا تقل عن 1000 درجة. ناتج هذا التفاعل هو ثاني أكسيد الإيريديوم ، وهو مادة غير قابلة للذوبان عمليًا في الماء. يمكن زيادة الذوبان عن طريق الأكسدة باستخدام عامل معقد. لا يمكن تحقيق أعلى حالة أكسدة في ظل الظروف العادية إلا في سادس فلوريد الإيريديوم.

في درجات حرارة منخفضة للغاية ، تظهر المركبات ذات التكافؤ 7 و 8. يكون تكوين الأملاح المعقدة (الموجبة والأنيونية على حد سواء) ممكنًا. ويلاحظ أن المعدن شديد الحرارة يمكن أن يؤدي إلى تآكل حمض الهيدروكلوريك المشبع بالأكسجين. يعلق الكيميائيون دورًا مهمًا على:

• هيدروكسيدات.
• كلوريدات.
• هاليدات.
• أكسيد؛
• لكربونيل الإيريديوم.

الحصول على الإيريديوم في الطبيعة يعوقه إلى حد كبير ندرته الكبيرة. في البيئة الطبيعية ، يتم خلط هذا المعدن دائمًا بالمواد ذات الصلة. إذا تم العثور على هذا العنصر في أي مكان ، فيجب العثور على البلاتين أو المعادن من مجموعته في مكان قريب. تحتوي بعض الخامات المحتوية على النيكل والنحاس على الإيريديوم بشكل مشتت. يُستخرج الجزء الرئيسي من هذا العنصر من مادة خاملة في:

• جنوب أفريقيا؛
• كندا؛
• ولاية كاليفورنيا في أمريكا الشمالية ؛
• الودائع في جزيرة تسمانيا (التي يملكها الاتحاد الأسترالي) ؛
• إندونيسيا (في جزيرة كاليمانتان) ؛
• مناطق مختلفة من جزيرة غينيا الجديدة.

يتم استخراج الإيريديوم الممزوج بالأوزميوم في ثنايا جبلية قديمة تقع في نفس البلدان. شركات من جنوب أفريقيا... لا عجب أن يؤثر الإنتاج في هذا البلد بشكل مباشر على توازن العرض والطلب ، وهو ما لا يمكن قوله عن المنتجات من مناطق أخرى من الكوكب. وفقًا للمفاهيم العلمية الحالية ، ترجع ندرة الإيريديوم إلى حقيقة أنه وصل إلى كوكبنا فقط في النيازك ، وبالتالي فهو يمثل جزءًا من المليون في المائة من كتلة قشرة الأرض.

ومع ذلك ، فإن بعض الخبراء يختلفون مع هذا. يصرون على أنه يتم استكشاف جزء صغير فقط من جميع رواسب الإيريديوم ومناسب للتطوير على مستوى التقنيات الحديثة. الرواسب ، التي ظهرت في العصور القديمة الجيولوجية العميقة ، تحتوي في طبقات منفصلة من الإيريديوم أكثر بمئات المرات من الصخور التي يتم استخراجها بالفعل.

اليوم ، يتم استخراج الإيريديوم فقط بعد نهاية استخراج المعادن الرئيسية.... هذه هي الذهب أو النيكل أو البلاتين أو النحاس. عندما يقترب الترسب من النضوب ، يبدأ الخام في المعالجة بكواشف خاصة تطلق الروثينيوم والأوزميوم والبلاديوم. فقط بعدهم يأتي دور تلقي عنصر "قوس قزح". بالإضافة إلى ذلك:

• خام التكرير
• سحقها إلى مسحوق
• هذا المسحوق مضغوط
• يتم إعادة صهر قطع العمل المضغوطة في أفران كهربائية ، مع الحركة المستمرة لطائرة الأرجون النفاثة.

يتم استعادة كمية كبيرة من المعدن من حمأة الأنود التي خلفها إنتاج النحاس والنيكل. في البداية ، يتم تخصيب الحمأة. يتم تحويل البلاتين والمعادن الأخرى ، بما في ذلك الإيريديوم ، إلى محلول تحت تأثير الماء الساخن. ينتهي الأوزميوم في الرواسب غير المذابة. تترسب مجمعات البلاتين والإيريديوم والروثينيوم على التوالي من المحلول تحت تأثير كلوريد الأمونيوم.

يُستخرج حوالي 66٪ من الإريديوم المستخدمة في الصناعة الكيميائية... تشترك جميع قطاعات الاقتصاد الأخرى في النسبة المتبقية. في العقود الأخيرة ، زادت قيمة المجوهرات من "المعدن الأرجواني" بشكل مطرد.... منذ أواخر التسعينيات ، كانت الخواتم والمجوهرات الذهبية المرصعة تصنع منه بشكل دوري. هام: لا تُصنع المجوهرات من الإيريديوم النقي بقدر ما تُصنع من سبيكة من البلاتين. تكفي إضافة 10٪ لزيادة قوة قطعة العمل والمنتج النهائي حتى 3 مرات دون زيادة كبيرة في التكلفة.

في الصناعات الأخرى ، تتفوق سبائك الإيريديوم بشكل واضح على المعدن النقي. إن القدرة على زيادة صلابة وقوة المنتجات عن طريق إضافة ثانوية موضع تقدير كبير من قبل التقنيين. وبالتالي ، يتم استخدام إضافات الإيريديوم لزيادة مقاومة الأسلاك للأنابيب الإلكترونية. يتم وضع المعدن الصلب ببساطة فوق الموليبدينوم أو التنجستن. يحدث التلبيد اللاحق تحت ضغط عند درجة حرارة عالية.

وهنا من الضروري أن نقول بشكل خاص عن استخدام الإيريديوم في الصناعة الكيميائية. هناك ، هناك حاجة لسبائكه للحصول على أطباق مقاومة لمختلف الكواشف ودرجات الحرارة المرتفعة. كما تبين أن الإيريديوم عامل مساعد ممتاز. زيادة في التفاعل واضح بشكل خاص في إنتاج حامض النيتريك... وإذا كنت بحاجة إلى إذابة الذهب في أكوا ريجيا ، فمن المؤكد تقريبًا أن يختار التقنيون الأكواب المصنوعة من سبيكة البلاتين-إيريديوم بالضبط.

أين يطبخون بلورات لأجهزة الليزر، يمكنك أن تجدها في كثير من الأحيان البوتقات البلاتين إيريديوم. المعدن النقي تمامًا مناسب لأجزاء من الأدوات الصناعية والمخبرية عالية الدقة. يتم استخدام بوق الإيريديوم و زجاجعندما يحتاجون إلى صنع زجاج حراري. لكن هذا ليس سوى جزء صغير من تطبيقات العنصر المذهل.

لاحظ الخبراء منذ فترة طويلة أن هذه الشموع تدوم لفترة أطول.... في البداية ، كانت تستخدم في المقام الأول للسيارات الرياضية. اليوم أصبحت أرخص ومتاحة لجميع مالكي السيارات تقريبًا. يحتاج المبدعون أيضًا إلى سبائك إيريديوم الأدوات الجراحية... يتم استخدامها بشكل متزايد في تصنيع الأجزاء الفردية لجهاز تنظيم ضربات القلب.

من الغريب أن عملة "10 فرنك" المنتجة في رواندا مصنوعة من الإيريديوم بجودة الأحجار الكريمة (معيار 999). يستخدم هذا المعدن أيضًا في محفزات السيارات. مثل البلاتين ، فهو يساعد على تسريع تنقية غازات العادم. ولكن يمكنك العثور على إيريديوم في أكثر أقلام الحبر شيوعًا. هناك يمكنك أحيانًا رؤية كرة ملونة غير عادية على طرف قلم أو قضيب حبر.

تم استخدام الإيريديوم بشكل أساسي في مكونات الراديو منذ عدة عقود. في كثير من الأحيان تتكون مجموعات الاتصال منه ، بالإضافة إلى المكونات التي يمكن أن تكون ساخنة جدًا.يتيح لك هذا الحل ضمان متانة المنتجات. النظير إيريديوم 192 هو أحد النويدات المشعة الاصطناعية. يتم تصنيعها للاستخدام غير المدمر للتحقق من خصائص اللحامات والصلب وسبائك الألومنيوم.

يتم استخدام سبيكة من الأوزميوم مع الإيريديوم إبر البوصلة. وتستخدم المزدوجات الحرارية ، التي تجمع بين الإيريديوم والأقطاب الكهربائية التقليدية ، في البحث الفيزيائي. فقط يمكنهم تسجيل درجة حرارة حوالي 3000 درجة مباشرة. سعر هذه الهياكل مرتفع للغاية. ليس من المجدي اقتصاديًا استخدامها في الصناعة التقليدية.

قطب إريديوم تيتانيوم - أحد التطورات الجديدة نسبيًا في مجال التحليل الكهربائي. يتم رش المادة المقاومة للصهر على قاعدة من رقائق التيتانيوم. في هذه الحالة ، يوجد الأرجون فقط في غرفة العمل. يمكن أن تبدو الأقطاب الكهربائية على شكل شبكة أو لوحة. هذه الأقطاب الكهربائية:

• مقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة
• مقاومة الجهد الكبير والكثافة والتيار ؛
• لا تتآكل
• أكثر اقتصادا من الأقطاب الكهربائية مع إضافة البلاتين (بسبب مورد أطول بكثير).

هناك طلب على الحاويات الصغيرة ذات النظائر المشعة للإيريديوم في علم المعادن. تمتص الشحنة أشعة جاما جزئيًا. لذلك ، من الممكن تحديد مستوى الشحن داخل الفرن.

يمكنك أيضًا الإشارة إلى تطبيقات العنصر 77 مثل:

• الحصول على سبائك الموليبدينوم والتنغستن ، والتي تكون أقوى في درجات الحرارة المرتفعة ؛
• زيادة مقاومة التيتانيوم والكروم للأحماض ؛
• إنتاج المولدات الكهروحرارية.
• تصنيع الكاثودات الحرارية (مع اللانثانوم والسيريوم) ؛
• إنشاء خزانات وقود للصواريخ الفضائية (مخلوطة بالهافنيوم) ؛
• إنتاج البروبيلين على أساس الميثان والأسيتيلين ؛
• مادة مضافة إلى محفزات البلاتين لإنتاج أكاسيد النيتروجين (سلائف حمض النيتريك) - لكن هذه العملية التكنولوجية لم تعد ذات صلة كبيرة ؛
• الحصول على وحدات قياس مرجعية (بتعبير أدق ، يتطلب ذلك سبيكة بلاتينيوم إيريديوم).

تتنوع أملاح الإيريديوم كثيرًا في اللون. لذلك ، اعتمادًا على عدد ذرات الكلور المضافة ، يمكن أن يحتوي المركب على ألوان نحاسية أو خضراء داكنة أو زيتونية أو بنية اللون. إيريديوم ديفلورايد ملون أصفر. المركبات ذات الأوزون والبروم زرقاء اللون. يتمتع الإيريديوم النقي بمقاومة عالية جدًا للتآكل حتى عند تسخينه إلى 2000 درجة.

في الصخور ذات الأصل الأرضي ، يكون تركيز مركبات الإيريديوم منخفضًا جدًا.... يزداد بشكل كبير فقط في الصخور ذات الأصل النيزكي. يسمح هذا المعيار للباحثين بتأسيس حقائق مهمة حول الهياكل الجيولوجية المختلفة. يتم إنتاج بضعة أطنان فقط من الإيريديوم على الأرض.

لمعرفة خصائص واستخدامات الإيريديوم الأخرى ، انظر الفيديو التالي.