Осмій: що це за метал і де застосовується

кульки осмію

Чи не золото і не платина найдорожчі метали з таблиці Д. І. Менделєєва, а осмій метал. Це рідкісний і дорогий метал сріблясто-білого кольору з сірим відтінком блакитного відливу. У хіміків цей метал вважається шляхетним, що відноситься до групи платинових.

Складається з декількох ізотопів. Їх дуже важко розділити, що і відбивається на вартості. Найбільш затребуваний з них ізотоп – Осмий-187.

Передбачається, що на 0,5% маса земної кори складається з осмію, а знаходиться він в ядрі. Дивує пропорція між розміром і вагою. Кілограм з’єднання за розміром можна порівняти з середнім розміром курячого яйця. Ємність, об’ємом 0,5 л., Наповнена осмієва порошком, важить більше 15 кг. Але бажання відлити гантельки з такого зручного, в плані співвідношення розмір / вага, матеріалу, відразу пропадає не тільки через ціни на порошок, для кого-то це і не проблема, а з огляду на його надзвичайної рідкості і недоступності.

Де він в природі

Знайти злитки в лісах, горах, водоймах не вийде. До сих пір не знайдено жодного самородка. Видобувають його на рудних родовищах в складі з іридію, платиною, в платиново-палладиевой руді, в мідних і нікелевих рудах. Але зміст осмію в ньому становить 0,001%. І ще він зустрічається в метеоритах. Правда, відокремлюються ізотопи від них більше ніж через 9 місяців. Тому промислові виробництва із застосуванням осмію обходяться вторинним сировиною, що ненабагато дешевше.

Загальна вироблення найважчого металу в рік в усьому світі становить кілька десятків кілограм. Але збільшується видобуток платини, де осмій присутній і попутно витягується. Називають цифри вже 200 кг в рік. Так, встає завдання не стільки шукати осмій, скільки знайти більш дешевий спосіб відділення його від «сусідів».

На Норильському гірничо-металургійному комбінаті домоглися певних успіхів в цьому завданні. Отримали чистий метал з мідно-нікелевих руд. Кількість його на планеті – 0,000005% від всієї маси гірських порід. Але в України є. І в Казахстані. А основні запаси розташовуються в Тасманії, Америці, Австралії. Найбільші зосереджені в Південній Африці. Вона-то і диктує ціни.

Історія відкриття і природні властивості

У 1803-1804 роках в Англії, під час проведення дослідів над платиною з царською горілкою (суміш азотної кислоти з соляною), в отриманому невідомому осаді, після розчинення платини, з’явився різкий, неприємний запах, що нагадує хлор. Завдяки цьому запаху, щойно відкритий метал і отримав свою назву. Правда, на грецькій мові. З грецького «осмій» перекладається, як «запах».

Властивості осмію і інших металів

Формально це благородний метал, тому що входить в платинову групу. На цьому справжнє благородство і закінчується. Властивості цього металу як хімічні, так і фізичні, до сих пір до кінця не вивчені. Фізичні характеристики більш-менш уточнили кілька років тому.

Osmium

Хімічні властивості Фізичні властивості
Чи не розчиняється в лугах і кислотах Зовні кристали тверді і крихкі, мають гарний сріблястий блиск з відтінками від сірого до блакитного. Злитки – темно-синього кольору, порошок – фіолетового. І все з дивовижним сріблястим блиском.
Не реагує на пекельну суміш азотної і соляної кислот – єдиний з металів на планеті. Температура сплавів така, що виробляти плавку краще на поверхні Сонця.
Інертний. Можливе використання сплавів і покриттів з осмію в агресивних середовищах. Найвища токсичність, що не дозволяє використовувати таку красу для виготовлення ювелірних виробів.
Надмірно токсичний, навіть в малих дозах. Особливо летючий оксид осмію, що виділяється з платини. Надзвичайно крихкий. Механічній обробці не підвладний.
Кипить при температурі 5500 ° С, але точно не визначена – для перевірки не існує розрахунків Тугоплавкість. Розм’якшується тільки при температурі понад 3000 градусів С.
Не має магнітних властивостей.
Приголомшлива твердість. Сплав з додаванням осмію стає більш зносостійким, довговічним, з підвищеною опірністю корозій і механічного впливу.
Найвища щільність 22,61 г / см3.

вартість

Висока вартість викликана обмеженою кількістю. Оскільки його мало в природі, а видобуток дорога, то ринок реагує відповідно. Якщо порівнювати з золотом, то це будуть тисячі тонн золота проти кількох десятків кілограмів видобутку. Звідси і ціна – вона починається з 15 тисяч і доходить до 200 тисяч доларів за грам. На світовому ринку золото в 7.5 разів дешевше.

Такі цифри говорять про непопулярність матеріалу для широкого вживання. Основну роль в застосуванні цього важкого металу в сплавах грає міцність. Вироби стають неймовірно зносостійкі за рахунок додавання зовсім невеликих порцій металу до складу.

застосування

У широкому промисловому виробництві осмій застосовують рідко через його дорожнечу. Але там, де ефект може перевищити матеріальні витрати, його, звичайно, використовують. Сировиною він виступає, найчастіше, в порошку. Сам метал крихкий, кришиться легко. Отримання порошку нескладне.

Ще варіанти використання:

  1. Хімічна промисловість застосовує його в якості каталізатора. Іноді він спрацьовує швидше платини. Взагалі, майже половина світових запасів осмію віддана на потреби хімічної промисловості.
  2. Тетраоксид осмію застосовують при синтезі деяких ліків.
  3. У хімічних лабораторіях допомагає в фарбуванні живих тканин під мікроскопом. Забезпечує збереження мікроструктури клітин.
  4. В аерокосмічній промисловості.
  5. При виробництві ядерної зброї корисний для виготовлення тари під ядерні відходи. Ось тут вартість осмій металу виправдана в повній мірі.
  6. Завдяки відсутності магнітних властивостей такий метал вітається при виготовленні дорогих годинників, елітних моделей. Ціна «Ролекс» включає не тільки брендовий вартість, якість механізму і коштовність корпусу. Зміст корпусу з використанням благородного сплаву теж підвищує ціну.Годинники Rolex
  7. У розписі порцеляни, як барвник чорного кольору.
  8. Мінеральне виробництво включає солі осмію для витравки різних матеріалів, синтезу аміаку, гідрування органічних речовин.
  9. Придумали навіть авторучки з наконечниками з осмію – це метал, який дозволяє продукцією з нього користуватися вічно. Цього не можна сказати про металевих пір’ї з чистого золота або інших металів.
  10. Високоточні прилади. Електронна мікроскопія.
  11.  Механіка використовує з’єднання металу для поліпшення міцності сплавів для вузлів тертя.
  12. Ізотопи Осмія187 задіяні в ракетобудуванні, авіа- і суднобудуванні.
  13. У військових боєголовки.

Не всі з’єднання осмію застосовні до використання. Але вчені працюють над цим.

Небезпека і техніка безпеки

Як і інші важкі метали, осмій надає не найсприятливіший вплив на живі організми, не оминаючи і людський. Будь-які з’єднання з осмієм вражають внутрішні органи, викликають втрату зору. Отруєння парами елемента призводить і до летального результату. При спостереженні за тваринами спостерігалося різке розвиток недокрів’я, і ​​легкі переставали функціонувати. Вважають, що це швидко розвивається набряк.

Що таке тетраоксид осмію OsO4? А це і є та сама речовина, завдяки якому елемент носить своє ім’я. Вкрай агресивний. Його запах не можна не помітити. Жахливіший і омерзительнее запаху в природі не існує. При отруєнні зачіпаються і шкірні покриви. Дерма зеленіє, чорніє, а може і зовсім омертветь. Можлива поява бульбашок, виразок. Заживає все дуже довго.

Небезпека отруєння загрожує, перш за все, працівникам виробничих приміщень при найменшій концентрації парів в повітрі. Про жодні допустимих нормах вчені вже не заїкаються. Тому передбачена спеціальна одяг, респіратори – звичайне явище на виробництвах із застосуванням оксиду осмію. Все герметизоване, ємності закупорені і зберігаються відповідно до вже випробуваними правилами.

Якщо все ж з якоїсь немислимої причини з’єднання осмію потрапить в очі, промивати їх треба тривалий, хвилин 20, час. Чистою проточною водою. І відразу до лікаря. При попаданні в організм через дихальні шляхи пари осмію нейтралізуються бікарбонатом натрію. Він випускається в аерозольній упаковці. Багато молока всередину. І промити шлунок.

Безперечна користь важкого металу

На думку англійських вчених цей важкий метал блокує розвиток ракових клітин. Методи терапії онкозахворювань із задіянням осмію хоч і дуже повільно, але вже розробляються.

У медицині, в кардиостимуляции, його використовують в імплантатах, виготовлення яких вимагає благородних металів для запобігання розвитку алергій. Склад імпланта, що заміняє елементи серця, включає 10% осмію і 90% платини. Звичайно, такі прилади і оцінюються відповідно. Така ж пропорція застосовується для виготовлення легеневих клапанів.

скальпелі

Застосування сполук осмію для медичних потреб помітно при виробництві особливо міцних, тривалого використання, інструментів, таких, як скальпелі, всілякі металокерамічні різці. І потрібно для цього зовсім небагато сировини, а ефект приголомшливий.

Мікроскопічні добавки осмію до стали ріжучих сортів дозволяють створювати найгостріші леза.

Вироби, застосування яких має на увазі використання самого важкого металу, виявляються неперевершеними в зносостійкості.

комерційний інтерес

Різноманітні приголомшливі властивості металу осмію викликають безсумнівний інтерес і непідробне здивування. Але ці ж властивості вбивають комерційний інтерес наповал. І, не дивлячись ні на що, ціна на ринку не падає.

Ссылка на основную публикацию