Иногда полезно копаться в остатках, отходах, разглядывать и прикидывать — что еще отсюда можно извлечь. Вот так поступил С. Теннант, химик из Англии. С ним сотрудничал У.Г. Волластон, «папа» палладия и родия.
Кстати, Теннант обнаружил иридий — еще один платиноид, и дал металлу название.
Содержание
Любопытство химиков приводит к …
История открытия металла простая и незатейливая.
Работали химики — Теннант и Волластон — с самородной платиной, воздействовали на металл любыми способами и смотрели — что из этого получится. Получилось открытие нового металла.
Параллельно исследованиями платиноидов увлеклись французские химики А. Ф. де Фуркруа и Вокелен. В результате опытов ученые установили существование неизвестного элемента в растворах от работ с сырой платиной. Счастливые первооткрыватели даже дали название открытому металлу — «птен», но дальнейшие исследования показали, что это не новый металл, а смесь иридия и осмия.
В процессе исследований выделили соединение осмия OsO4, обладающий резким, стойким, весьма неприятным запахом. Смешайте хлорку с гнилой редькой, и получите отдаленное ощущение от вдыхания паров этого соединения.
Удивительные свойства голубого платиноида
Химический элемент под атомным номером 76 — это осмий. По латыни, как положено называть элементы, Osmium. Белый металл с серо-голубым отливом относится к группе платиноидов.
Свойства платиноидов, в частности осмия, во многом уникальны.
Температура плавления поражает — 3033°С, кипеть металл начинает при 5012°С.
При соединении с другими веществами проявляет валентность (степень окисления) +4, +6, +8, реже от +1 до +7.
| Свойства атома | |
|---|---|
| Название, символ, номер | Осмий / Osmium (Os), 76 |
| Атомная масса (молярная масса) |
190,23(3)[2] а. е. м. (г/моль) |
| Электронная конфигурация | [Xe] 4f14 5d6 6s2 |
| Радиус атома | 135 пм |
| Химические свойства | |
| Ковалентный радиус | 126 пм |
| Радиус иона | (+6e) 69 (+4e) 88 пм |
| Электроотрицательность | 2,2 (шкала Полинга) |
| Электродный потенциал | +0,850 |
| Степени окисления | 8, 6, 4, 3, 2, 0, −2 |
| Энергия ионизации (первый электрон) |
819,8(8,50) кДж/моль (эВ) |
| Термодинамические свойства простого вещества | |
| Плотность (при н. у.) | 22,587/22,61[3][4] г/см³ |
| Температура плавления | 3306 K (3033 °C)[4] |
| Температура кипения | 5285 K (5012 °C)[4] |
| Уд. теплота плавления | 31,7 кДж/моль |
| Уд. теплота испарения | 738 кДж/моль |
| Молярная теплоёмкость | 24,7[5] Дж/(K·моль) |
| Молярный объём | 8,43 см³/моль |
| Кристаллическая решётка простого вещества | |
| Структура решётки | гексагональная |
| Параметры решётки | a = 2,734 c = 4,317[6] |
| Отношение c/a | 1,579 |
| Прочие характеристики | |
| Теплопроводность | (300 K) (87,6) Вт/(м·К) |
| Номер CAS | 7440-04-2 |
Вспомним химию. Осмий один, а вот изотопов у него много. Атомы металла могут иметь разное количество нейтронов в ядре. При том это осмий. В природе платиноид состоит из семи изотопов, один из них радиоактивный, 186Os, совершенно уникальный. Период полураспада изотопа старше возраста Вселенной.
Месторождения, откуда добывают осмий
Происхождение металл берет в медно-никелевых и молибденовых рудах.
Месторождения полиметаллических руд, откуда идет добыча самого тяжелого металла, находятся в Казахстане, Колумбии, России, США, Австралии, Канаде. Из всех добывающих драгоценный металл стран продает его на экспорт лишь Казахстан.
Есть в природе минералы, содержащие редкий платиноид. Это невьянскит и сысертскит. Внешне их можно различить по окраске (сысертскит немного темнее). Остальные различия определяются только при помощи химических анализов.
Кроме этих минералов существуют эрлихманит, осарситт, осмиевый лаурит. В этих минералах металл выступает в соединении с мышьяком и серой.
Как получают осмий
Промышленная добыча осмия начинается с добычи платины. Обогащенное платиновое сырье прокаливается, улетучивающиеся пары улавливают с помощью едкого натра. Дальше из раствора выделяют натриевую соль осмия, ее восстанавливают до чистого металла.
Дорого, но полезно
Осмий мог бы найти гораздо более широкое применение в народном хозяйстве (с таким набором уникальных свойств). Но его редкость и цена позволяют применять металл лишь там, где он приносит наибольшую пользу (или где без него не обойтись).
Добавка осмия в сплавы делает их сверхтвердыми. Эти сплавы устойчивы к истиранию, применяются в трущихся частях точных инструментов.
Еще одно свойство осмия — тугоплавкость — давно нашло применение в промышленности. Спирали для ламп накаливания давно изготавливали из сплава осмия и вольфрама. Компания OSRAM давно и успешно поставляет на рынок приборы освещения.
Военно-промышленному комплексу России с его сложнейшей техникой требуется дорогой металл с уникальными свойствами.
Металл применяют в качестве катализатора в химической промышленности (при синтезе аммиака).
Сплав осмий-иридий используют для изготовления компасных игл.
Изотоп осмий-187 используют палеонтологи при определении датировки слоев Мелового и Третичного периода.
Ювелирам не нравится, но…
В ювелирном деле осмий практически не используется. Металл этот внешне красив — голубовато-серебристый. Но свойства (тугоплавкость, ковкость, пластичность) не позволяют использовать его в создании украшений.
Можно ли отнести перьевую ручку стоимостью более миллиона долларов к ювелирным изделиям — решать вам. Но такие ручки (наряду с часами и другими аксессуарами) предпочитают богатые и успешные мужчины, это признак состоятельности, «статусности» их владельца. Есть несколько фирм, выпускающих эти ручки. Они делаются из золота, платины, украшены бриллиантами, сапфирами, рубинами.
Кстати, эти ручки действительно пишут, это не простые безделушки. При чем тут осмий — при кончике пера. На нем всегда есть напайка, маленький шарик, чтобы перо не рвало бумагу, а мягко скользило по ней. Чтобы ручка работала долго и хорошо, напайка должна быть из очень твердого сплава. Этому требованию полностью отвечает осмий и металлы платиновой группы.
Часы — еще одна метка мужчины из слоев элиты. В механизме дорогих часов используется осмий, как не обладающий магнитными свойствами. А способность к истиранию у него огромная. Значит, в механических часах он необходим.
Соединения осмия в медицине
Тетраоксид осмия применяют при производстве кортизона, жизненно необходимого для больных гормональными заболеваниями препарата. Применение тетрахлорида осмия необходимо в лабораториях в подготовке образцов для электронных микроскопов.
Хирургические инструменты (например, скальпели) снабжаются режущими кромками из сплава платиноидов.
Эти сплавы используются в изготовлении кардиостимуляторов, имплантов, клапанов.
Чем опасен синий платиноид
Металлический осмий не опасен (если не возникнет желания съесть ложку-другую). А вот тетраоксид осмия (OsO4), кроме отвратительного запаха, еще несет угрозу для здоровья человека. Это очень токсичное, летучее соединение. Представляет опасность при вдыхании паров. Хранить его надо в запаянных капсулах, работать в защитных костюмах и при хорошей вытяжной вентиляции.
Мало того, работая с «неблаговонным» соединением, ученый отравился, и пару недель провалялся больной.
Опасное соединение раздражает кожу, слизистые, вредно для глаз.
ПДК (предельно-допустимая концентрация) в воздухе составляет 0.002 мг/м3.
Купить осмий
Единственная страна-экспортер осмия на мировой рынок с 2004 года — Казахстан. До начала поставок драгоценного и редчайшего металла стоил осмий баснословно дорого. Затем цены стабилизировались.
Стоимость тройской унции металла 400$ США.
Рекомендуем посмотреть видео: самый тяжелый металл на земле — осмий.
