オスミウムについて

オスミウム - 白金族に属するレアメタル。 プラチナの反応に関する実験の結果、イギリスで発見されました。 オスミウムという名前はギリシャ語で付けられ、翻訳では「におい」を意味します。この貴金属は何ですか？その機能とその利点は何ですか?

この元素の発見は、1803 年に英国の化学者スミソン テナントとウィリアム H. ウォラスタンによって偶然に起こりました。 白金と酸（硫酸と硝酸）の混合物との反応に関する実験の結果、得られた沈殿物に塩素と腐った大根の臭いを思わせる不快な臭いが現れました。 同様の実験は、フランスのコレット・デスコティ、アントワーヌ・ド・フルクワ、ヴォークランによって行われました。 また、研究の結果、白金の不溶性沈殿物から未知の物質が発見されました。

これらの化学元素の発見は、1804 年 6 月 21 日付のテナントの書面による通知によってロンドン王立協会に提出されました。 メンデレーエフの化学元素の周期表では、金属は序数76の下にあります。 純粋な形では、金属はナゲットに含まれていないため、その化学式は溶解した形で表示されます。

要素の抽出は、二次原料から行われます イリジウム、プラチナ、プラチナ-パラジウム鉱石または銅およびニッケル鉱石からの分離の結果として。エレメント全体の年間生産量は、世界で 1 トンを超えません。

世界最大の鉱床は、次のようなゾーンに注目する価値があります。 ウラル山脈 と シベリア ロシア、北部州 アラスカ そして西部の州 カリフォルニア アメリカでは、 カナダ 北米では、 コロンビア 南アメリカと一部 南アフリカ諸国, オーストラリア、 小島 タスマニア.現在、オスミウムのかなりの堆積物が考えられています 南アフリカのブッシュウェル コンプレックス、ほとんどの物質が採掘されています。金属の最大の鉱床が南アフリカにあることを考えると、この希土類金属の世界価格は非常に高くなっています。 カザフスタン オスミウム 187 の世界で唯一の主要な輸出国と見なされます。中国にはプラチナ鉱石の埋蔵量がありますが、大量のオスミウムはありません。

物質は粉末の形で保存され、結晶の形で溶けないため、その物理的特性からブランドを付けることができません。 この金属のインゴットの製造には、粉末からの電子ビームまたはアーク加熱が使用され、ルツボ内での加熱も使用されます。

オスミウムは青みがかった銀色の金属として現れます。 これは最も密度の高い元素の 1 つで、その密度は 1 立方メートルあたり 22,600 キログラムですが、同時に、物質は非常に壊れやすく、簡単に壊れたり崩れたりします。比重が高く、かなりの高温効果でも光ります。 パラメータと重要な溶融温度により、機械加工が困難です。 自然界では、それは7つの同位体の形で存在し、そのうち6つは安定していると考えられています.これらはオスミウム-184、オスミウム-187、オスミウム-188、オスミウム-189、オスミウム-190およびオスミウム-192です。質量数162から197の放射性金属同位体が実験室で得られており、いくつかの核異性体も人工的に得られています。

この金属を含むほとんどすべての化合物は、内臓、視覚および聴覚障害に損傷を与えます。 オスミウム蒸気による中毒の場合、身体への不可逆的な損傷と死が発生する可能性があります。科学者は動物で実験を行い、その結果、貧血が急速に発症し、肺機能が正常に機能しなくなりました。これは急速に進行する浮腫であると結論づけられた。 医学で使用される四酸化オスミウムは、非常に攻撃的な物質です。 それは世界で最も嫌なにおいを持っています。中毒の場合、皮膚が苦しみ、色が緑または黒に変わります。多くの場合、これには潰瘍やひび割れが伴い、非常に長い間治癒します。

産業施設の従業員は最も危険にさらされており、すべての安全基準によれば、彼らは呼吸器と特別な衣服でのみ働いています。 酸化オスミウムを含むすべての容器は、規則に従って密封され、保管されます。 ネビアンスカイト鉱物を得るために、王水を使用してプラチナを溶液に変換します。 次に、得られた沈殿物を8倍の亜鉛で処理します。このような合金は比較的簡単に粉末状態になり、過酸化バリウムと融合します。次のステップは、王水の助けを借りて得られた塊を処理し、四酸化オスミウムを分離するための装置を通して蒸留することです。

物質をアルカリ溶液にさらすと、塩が得られます。 食塩水が影響を受ける 次亜硫酸塩その結果、塩化アンモニウムの助けを借りて、金属はすでにフレミー塩の形で沈殿します。沈殿物を洗浄し、濾過し、か焼する。これらすべてのアクションの結果は、海綿状のオスミウムです。その後、酸で精製し、電気炉で水素気流下で還元し、冷却します。そう 最大 99.9% のオスミウム サンプルを取得します。

化学の観点から見たこの元素の特性は驚くべきものです。 それらの中で最も重要なものは次のとおりです。

1. オスミウムはアルカリや酸とはまったく反応しません。アルカリ溶融物と反応して水溶性オスメートを形成します。硝酸と塩酸の混合物との相互作用は、非常に遅い反応を示します。
2. 微量の用量であっても、非常に有毒です。特に有毒なのは、白金から分離された酸化オスミウムです。
3. 金属は特に耐火性があるため、沸点を決定することはできません。
4. 粉末中の金属は、純粋な酸素、ハロゲン、硫酸、硝酸などの物質と容易に加熱反応を起こします。
5. さまざまな化合物で、-2 から +8 までの酸化物数を受け取ります。最も一般的なのは、+2、+3、+4、および +8 です。
6. クラスター化合物を形成することができます。
7. 主な鉱物は固溶体に関連しており、イリジウムとオスミウムの合金で表されます - これらはシルセルトスカイトとネビアンスカイトです。さらに、シサースカイトには、オスミウム イリジウムとネビアンスカイト - オスミウム イリジウムという別の名前があります。

密度 オスミウムは立方センチメートルあたり約 22.61 グラムです。結晶は美しい銀色の光沢があり、グレーからブルーまでさまざまな色合いがあります。 インゴットでは濃い青色、粉末では紫色が現れます。 すべての金属には銀色の光沢があります。元素の毒性により、ジュエリー業界での使用は許可されていません。 主な物性を以下に記す。

1. この元素の融点は非常に高く、摂氏3000度以上の温度で溶融が可能です。
2. 金属には磁気特性はありません。
3. 驚異の硬さ。この金属を添加した合金は、耐摩耗性、耐久性、耐腐食性、機械的ストレスに対する耐性が向上します。
4. 沸点は 5012 ºC です。
5. モース硬度は7です。
6. ビッカース硬度は 3 ～ 4 GPa です。

要素自体のコストが高いため、この金属は大量工業生産ではめったに使用されません。 基本的に、オスミウムの範囲は、触媒として使用される化学産業の産業によって表されます。 四酸化オスミウムは、一部の医薬品に使用されています。 実験室試験では、生きた組織の染色に使用され、細胞の構造の保存を保証します。

航空宇宙産業では、オスミウムが使用されています 航空およびロケット技術用機器の電子機器において、 製造においても 核兵器。 磁気特性の欠如のために、 金属は、ロレックスなどのブランド時計の製造に使用されています。 オスミウムとプラチナの合金を使用 外科用インプラントの作成 これらはペースメーカーまたは肺動脈弁です。

1. オスミウムの約 770 GPa の圧力下で、電子は内部軌道で相互作用し、 物質の構造は変わらない。
2. オスミウム 岩石には、鉱床の総質量の 0.5 パーセントが含まれています。
3. 密度が高いので 金属の外観と実際の質量は大きく異なります。 したがって、この金属粉末を入れた 0.5 リットルのペットボトルは、水の入った 10 リットルのバケツよりも重くなります。
4. この金属はトップ5に入っています 高い.
5. 3オンスのオスミウムの価格は企業秘密です、オープンソースでは、物質1グラムのおおよその価格を見つけることができます.
6. オスミウムの耐火性による 電灯の歴史に記されています。 ドイツの科学者 K. アウアー フォン ヴェルスバッハは、電球の炭素フィラメントをオスミウム フィラメントに置き換えることを提案しました。電球はエネルギー消費量が 3 分の 1 であることが判明し、照明は著しく改善されました。確かに、それはすぐにより一般的なタンタルに置き換えられ、次にタングステンに置き換えられました。
7. 同様の状況は、アンモニア生産におけるレアメタルでも起こりました。 現在使用されているアンモニアの合成方法は、1908 年にドイツの化学者フリッツ ハーバーによって開発されましたが、触媒を使用しないと不可能です。当初、当時使用されていた触媒は、かなりの温度条件が存在する場合にのみその特性を示し、高い効率が得られなかったため、代替品の検索は非常に重要でした。カールスルーエの高等技術学校の研究室の科学者は、細かく分散したオスミウムを触媒元素として使用することを提案しました。テスト結果は、アイデアが価値があること、触媒温度が 100 ºC 以上低下したこと、およびアンモニア出力が大幅に増加したことを確認しました。確かに、オスミウムは将来放棄されましたが、そのような重要な問題の解決に役立ちました。

オスミウムをはじめとするレアでユニークな金属が奏でる さまざまな業界で重要な役割.その毒性にもかかわらず、それは人々の命と健康を救います。

次のビデオでオスミウムの詳細を確認できます。