Сообщение о металле иридий

Обновлено: 05.07.2024

Открыт в 1804 английским химиком С. Теннантом, который изучал состав платиновых минералов.

Происхождение названия

Название (от греч. Нахождение в природе

Получение

Основной источник иридия — царской водкой, при нагревании переводят в раствор платину, палладий, родий, иридий и рутений в виде хлоридных комплексов H₂[PtCl₆], H₂[PdCl₄], H₃[RhCl₆], H₂[IrCl₆] и H₂[RuCl₆]. Осмий остается в нерастворимом осадке. Из полученного раствора добавлением хлорида аммония NH₄Cl сначала осаждают комплекс платины (NH₄)₂[PtCl₆], а затем комплекс иридия (NH₄)₂[IrCl₆] и рутения (NH₄)₂[RuCl₆]. При прокаливании (NH₄)₂[IrCl₆] на воздухе получают металлический иридий: (NH₄)₂[IrCl₆] = Ir + N₂ + 6HCl + H₂.

Физические свойства

Иридий — тяжелый серебристо-белый металл. Решетка кубическая гранецентрированная, а=0,38387 нм.

Некоторые физические свойства отражены в таблице (см. выше)

Химические свойства

Металлический иридий

Отличается высокой химической стойкостью. В ряду стандартных потенциалов расположен правее водорода. На воздухе иридий устойчив, с кислотами-неокислителями и водой не реагирует. С неметаллами взаимодействует только в мелкораздробленном состоянии при температуре красного каления. Взаимодействие с кислородом происходит только при температуре выше 1000°C, при этом образуется диоксид иридия IrO₂. 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 + 2Cl₂ + 2NaCl = Na₂[IrCl₆].

Соединения

Соединения двухвалентного иридия.

Хлорид иридия (II) IrCl2. Блестящие темно-зеленые кристаллы. Плохо растворяется в кислотах и щелочах. При нагревании до 773оС разлагается на IrCl и хлор, а выше 798оС - на составные элементы. Получают нагреванием металлического иридия или IrCl3 в токе хлора при 763оС.

Сульфид иридия (II) IrS. Блестящее темно-синее твердое вещество. Мало растворим в воде и кислотах. Растворяется в сульфиде калия. Получают нагреванием металлического иридия в парах серы. Соединения трехвалентного иридия.

Оксид иридия (III) Ir2O3. Твердое темно-синее вещество. Мало растворим в воде и спирте. Растворяется в серной кислоте. Получают при легком прокаливании сульфида иридия (III).

Хлорид иридия (III) IrCl3. Летучее соединение оливково-зеленого цвета. Плотность равна 5,30 г/см3 [2]. Мало растворим в воде, щелочах и кислотах. При 765оС разлагается на IrCl2 и хлор, при 773оС на IrCl и хлор, а выше 798оС - на составные элементы. Получают действием хлора на нагретый до 600оС иридий.

Бромид иридия (III) IrBr3. Оливково-зеленые кристаллы. Растворяется в воде, мало растворим в спирте. Дегидратируется при нагревании до 105-120°С. При сильном нагревании разлагается на элементы. Получают взаимодействием IrO2 с бромоводородной кислотой.

Сульфид иридия (III) Ir2S3. Твердое коричневое вещество. Разлагается на элементы при нагревании выше 1050оС. Мало растворим в воде. Растворяется в азотной кислоте и растворе сульфида калия. Получают действием сероводорода на хлорид иридия (III) или нагреванием порошкообразного металлического иридия с серой при температуре не выше 1050оС в вакууме. Соединения четырехвалентного иридия.

Оксид иридия (IV) IrO2. Черные тетрагональные кристаллы с решеткой типа рутила. Плотность равна 3,15 г/см3 [2]. Мало растворим в воде, спирте и кислотах. Восстанавливается до металла водородом. Термически диссоциирует на элементы при нагревании. Получают нагреванием порошкообразного иридия на воздухе или в кислороде при 700°С, нагреванием IrО2.nН2О.

Фторид иридия (IV) IrF4. Желтая маслянистая жидкость, которая разлагается на воздухе и гидролизуется водой. tпл=106оС. Получают нагреванием IrF6 с порошком иридия при 150°С.

Хлорид иридия (IV) IrCl4. Гигроскопичное коричневое твердое вещество. Растворяется в холодной воде и разлагается теплой. Получают нагреванием (600-700оС) металлического иридия с хлором при повышенном давлении.

Бромид иридия (IV) IrBr4. Расплывающееся на воздухе синее вещество. Растворяется в спирте. Растворяется в воде с разложением и диссоциирует при нагревании на элементы. Получают взаимодействием IrO2 с бромоводородной кислотой при низкой температуре.

Сульфид иридия (IV) IrS2. Твердое коричневое вещество. Мало растворим в воде. Получают пропусканием сероводорода через растворы солей иридия (IV) или нагреванием порошкообразного металлического иридия с серой без доступа воздуха в вакууме. Соединения шестивалентного иридия.

Фторид иридия (VI) IrF6. Желтые тетрагональные кристаллы. tпл=44оС, tкип=53оС, плотность равна 6,0 г/см3 [2]. Под действием металлического иридия превращается в IrF4, восстанавливается водородом до металлического иридия. Разъедает влажное стекло. Получают нагреванием иридия в атмосфере фтора в трубке из флюорита.

Сульфид иридия (VI) IrS3. Серый, мало растворимый в воде порошок. Получают нагреванием порошкообразного металлического иридия с избытком серы в вакууме.

Гидроксид Ir(OH)₄ (IrO₂·2H₂O) образуется при нейтрализации растворов хлороиридатов(IV) в присутствии окислителей. Осадок Ir₂O₃· xH₂O выпадает при нейтрализации щелочью хлороиридатов (III) и легко окисляется на воздухе до IrO₂. Гидроксиды иридия практически не растворяются в воде. В растворимую форму оксиды иридия переводят, окисляя их в присутствии комплексообразователя:

Высшая степень окисления +6 проявляется у иридия в гексафториде IrF₆. Это очень сильный окислитель, способный окислить даже воду:

Как и для других d-элементов, для иридия характерно образование комплексных соединений с координационным числом 6.

Из-за большого радиуса ионов и влияния степени окисления на электронный (оптический) спектр соединений, образует большое количество цветных соединений.
Известно большое число иридийорганических соединений со связью Ir—C.

Применение

Из чистого иридия изготавливают тигли для выращивания монокристаллов драгоценных камней и лазерных материалов, фольгу для неамальгамирующихся катодов, ответственные детали контрольно-измерительных приборов. Иридий используется для иридирования поверхностей изделий. Радиоактивный изотоп 192 Ir(период полураспада 73,831 сут) используют в качестве портативного источника γ-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. Особый интерес в качестве источника(аккумулятора) энергии вызывает ядерный изомер иридий-192m2(период полураспада 241 год). Иридий используется также для изготовления перьев для ручек. Небольшой шарик из иридия можно встретить на кончиках перьев, особенно хорошо его видно на золотых перьях, где он отличается по цвету от самого пера. Сплавы И. с W и Th - материалы термоэлектрических генераторов, с Hf - материалы для топливных баков в космич. аппаратах, с Rh, Re, W - материалы для термопар, эксплуатируемых выше 2000 °С, с La и Се -материалы термоэмиссионных катодов.

Биологическая роль

Не играет никакой биологической роли. Цельный иридий нетоксичен, но некоторые соединения иридия, например, IrF₆, очень ядовиты.

Открыл металл-хамелеон Смитсон Теннат. Сделал это англичанин в 1804-ом году. Из того, что осадок иридия остается после реакции платины с концентрированной кислотой, следует, что радужный элемент практически непобедим. Растворяют его только перекись натрия и расплавленная щелочь.

Уникальны не только свойства иридия, редок и он сам. Геологи предполагают, что в недрах Земли его всего одна десятимиллиардная доля. Одна унция, а это всего около 30-ти граммов, стоит больше, тысячи долларов. Источником иридия служит не только платина, но и медно-никелевые руды. Правда, и в них содержание редкого металла ничтожно.

Столь малую концентрацию иридия в земной коре ученые объясняют его внеземным происхождением. Считается, что иридий принесли метеориты и астероиды, упавшие на планету за все время ее существования. Иначе, замечают специалисты, тяжелых металлов (к каковым относится и иридий) вовсе не должно быть в земной коре. При образовании планеты все тяжелые элементы осели в ядре. Оно находится под таким давлением, что никакие силы не могут выбросить хоть грамм центра Земли на ее поверхность. Вывод, замечают ученые, напрашивается сам собой. Тем более, что наличие иридия в метеоритах – факт зафиксированный.

Не обходится без элемента и производство техники. Электрические контакты изготавливают именно из сплава иридия и платины. Кстати, топливные баки для космических кораблей тоже сделаны из сплава на основе радужного элемента. В автомобилях же, иридий применяют в свечах зажигания.

Электроды из редкого металла нашли применение и в медицине. Врачи выяснили, что если вживить электроды в головной мозг человека, можно излечить его от целого списка болезней. Главное, правильно рассчитать частоту сигнала, подаваемого на элементы. Болезнь Паркинсона лечит электрический сигнал в 25 Гц. Большая частота облегчает симптомы шизофрении и эпилепсии.

Из иридия изготавливают глазные протезы, добавляют металл в аппараты для улучшения слуха. Иридиевые покрытия спасают другие металлы от коррозии. Ей металл не подвержен даже при температуре в 2 тысячи градусов Цельсия. Но, наносить защитный слой обязательно электролитическим путем. Иначе, держаться на основе защитный слой не будет.

Если знать, что в перьевых и шариковых ручках тоже используют иридий, становится понятно, почему некоторые экземпляры письменных принадлежностей столько стоят. Цену им добавляют не только известные фирмы-производители, но и шарики из редкого элемента на концах перьев или чернильных стержней.

Правда, изделия, в составе которых есть иридий, дорогостоящие. Не только потому, что голубовато-серебристый металл уже причислили к драгоценным, но и потому что плавится он при температуре в несколько тысяч градусов. То есть получить сплав иридия с чем-либо не так-то просто. Нужна специальная и весьма недешевая аппаратура. Вот и выходит, что за небольшое иридиевое кольцо без каких-либо камней просят в среднем около 3 тысяч долларов.

Поставщиками металла №77 на мировой рынок являются: — Канада, Россия, ЮАР. В недрах последней страны иридия, как и платиновых и золотоносных залежей, больше всего. При общих запасах иридия в 15 тысяч тонн, в землях ЮАР скрываются 10 тысяч из них. Так, в 2009-ом году мировое производство редкого металла снизилось сразу на 13%. Все потому, что из-за внутренних проблем, элемент стали меньше добывать в Южно-Африканской республике. Ощутился дефицит иридия, цены на него подскочили. Так что, хоть ЮАР и развивающаяся страна, но без нее не могут развиваться и другие государства.

Среди предприятий, лидером в производстве иридия признана компания Lonmin. Она выпускает на рынок треть от общемировых объемов этого металла. Остается, надеется, что метеориты продолжат падать на землю, да так чтобы не нанести вреда людям. Иначе, вред им нанесет истощение запасов не только редкого, но и крайне, нужного человечеству металла.

Иридий – серебристо-белый переходный металл платиновой группы. Его плотность 22,65г/см3 довольно высока и сопоставима с этим же параметром для осмия. Однако в отличие от последнего Iridium все же обладает тугоплавкостью и относится к разряду благородных металлов наряду с платиной и золотом.

Чистый металл не токсичен, но способен вступать в реакции с образованием ядовитых веществ, например, фторид IrF6.

Где встречается в природе

Сегодня на поверхности Земли Ir почти не встречается, имеет ограниченное число каких-то определенных месторождений, в том числе и России. Всего в год добывается около 3 тонн.

Однако есть ряд версий, в пользу того, что в недрах (глубинах) земли Ir присутствует в больших количествах, чем кажется. Повод так полагать вытекает из нескольких факторов: кости вымерших динозавров, имеющих значительные повреждения, содержат довольно много иридия. Это объясняет много теорий о том, как вымерли эти животные, а также косвенно подтверждает факт падения метеорита, с которым и могло быть занесено достаточно большое количество металла. Высокая плотность вещества могла просто сместить Ir вглубь земли, где поиски уже не производились. Кроме этого, в живой природе следы Iridium обнаружены в спектре солнечной короны.

Стоимость металла во многом зависит от частности его нахождения и дороговизны способа добычи. Цена иридия за грамм колеблется в пределах 20-35 долларов , однако бывают редкие образцы, стоимость которых может быть гораздо выше. Таким образом, Iridium попадает в десятку самых дорогих на планете. Для предприятий, добывающих иридий, цена за 1 грамм в рублях также важна, поскольку затраты на очищение металла довольно высоки.

Независимо от многих усложняющих обстоятельств, желающих иридий купить для собственного производства достаточно много и это объясняется областью использования, как самого металла, так и его изотопов, изомеров.

Основные технологии добычи

Отвечая на вопрос, где найти иридий, будет уместно напомнить, что Ir встречается с трудноразделимыми компаньонами: родий, рутений. Добывается из руд, содержащих сульфат железа и никеля. Также небольшое количество этого вещества периодически обнаруживают в минералах: уросмирид, сысертскит и невьянскит.

На крупных предприятиях нашли разумный способ, как добыть иридий в чистом виде. Для этого используют шлам, образующийся во время переработки медно-никелевых сплавов.

Традиционные этапы получения:

концентрирование;

ощелачивание;

очищение от примесей (может использоваться метод ионного обмена, для отделения благородного металла от других).

Однако есть технологии, в которых после определенных действий, в том числе обработки царской водки образуется устойчивое соединение, заставляющее задуматься, как получить иридий и осмий отдельно. Обычно для получения второго, а не наоборот, используют методику прокаливания, результатом которой становятся два чистых металла.

Также вкратце отметим, что взаимосвязь этих веществ настолько сильна, что среди химиков родилось несколько названий отчетливо характеризирующих суть этого факта: осмистый иридий или осмиридиевые сплавы. Поэтому разговоры о том, как добыть иридий металл необычайной плотности, часто вытекают из поисков Os.

Производство и применение

Наиболее известные российские предприятия, добывающие Иридий из вторичного сырья или соответствующих руд:

При обнаружении в природе химический элемент Ir сопровождается своими природными изотопами. Это стабильные 191 и 193. Однако есть целая сеть синтезированных изотопов, имеющих короткий период полураспада. Из них самый примечательный относительно стабильный (время жизни 241 год) Иридий 192, имеет изомер Ir 192 с периодом полураспада 74 суток.

Первый из них может выступать в качестве источника электроэнергии. Второй используется, как индикатор качества сварных швов. Гамма-дефектоскопы оснащаются, как раз изотопом 192.

Поскольку прочность металла соизмерима с его компаньоном Осмием, материал может заменить последний практически во всех областях. Его используют для изготовления термопар, топливных баков, термоэлектрических генераторов.

Известны свечи: иридий – медь – платина, где интересующее нас вещество, выполняет роль элемента, повышающего износоустойчивость и продлевающего жизнь изделиям. Также известны тигли, ряд объектов, используемых в качестве эталонов мер и весов. Наиболее известный из них – эталонный килограмм. Все это неумолимо повышает цену на иридий и его изотопы.

Иридиевые свечи зажигания

Сплав платины и Ir даже без меди известен высокой прочностью, разговоры о том, что ранее его использовали для изготовления перьев для ручек – правда, но аналогичные изделия делались из сплава платины с осмием. В отличие от последнего, иридий с удовольствием используется для сплавов с платиной ювелирами. Он хоть и тугоплавкий, все же позволяет добиваться получения необходимых форм, ставить клеймо.

Использование иридия в электронике

Металлургические инновационные технологии коснулись применения этого химического вещества. Сегодня популярны напыления Иридия, образующие тончайшие и прочные пленки.

Находит свое место иридий в медицине. Уже упомянутый сплав платина-иридий используется сразу в двух ипостасях: как материал для изготовления элемента электрического кардиостимулятора, а также в качестве электрода, с помощью которого вся конструкция вживляется человеку. Здесь используется сложная схема, где внедренные части взаимодействуют с внешней антенной, находящейся где-то поблизости, например, в кармане пациента.

Познакомимся с иридием. Иридий – металл драгоценных платиновых пород. Кристалл имеет бело-золотой окрас, высокую прочность и плохую податливость к обработке. Является одним из самых дорогих, но стоит меньше, чем золото, платина и осмий. Купить иридий могут все люди, которые имеют заработок от 20 тыс. руб. в месяц. Однако даже им важно знать, украшение какой весовой категории они могут себе позволить. Иридий цена за 1 грамм в рублях – давайте узнаем!

Цена иридия на 2021 год в сравнении с другими металлами представлена в данной таблице:

Драгоценный металл, наименование	Стоимость за 1 грамм в рублях
Золото	2300 руб./гр.
Серебро	34 руб./гр.
Платина	1720 руб./гр.
Осмий	728 руб./гр.
Рутений	120 руб./гр.
Иридий	1719 руб./гр.
Палладий	1420 руб./гр.
Родий	1710 руб./гр.

Данные ценовые показатели составлены на май 2021 года, однако в каждый день цена на иридий меняется в пределах от 0,01 до 1 рубля.

Для кого-то этот подход будет правильным, но для людей, которые ищут что-то новое, идут за знаниями и любят всё интересное следует присмотреться к иридию. В этом поможет информация, представленная ниже.

Что представляет собой

Иридий – это серебристо-белый блестящий металл, платиноид.

Элемент таблицы Менделеева под номером 77, международное наименование – Iridium (Ir).

Очень твердый (6,5 по Моосу), тугоплавкий, плотный. Устойчив к коррозии даже при запредельных температурах.

Иридий – один из двух самых твердых и редких металлов. Его содержание в земной коре в 10 раз меньше платины, в 40 раз меньше золота. По массе это одна миллионная доля процента.

Ювелирами, финансистами причислен к благородным.

Биологическая роль

Не играет никакой биологической роли. Металлический иридий неядовит, но некоторые соединения иридия, например, его гексафторид (IrF6), очень ядовиты.

Иридий – 77 элемент таблицы Менделеева

Атомная масса элемента №77 равна 192,2. В таблице Менделеева он находится между осмием и платиной. И в природе он встречается главным образом в виде осмистого иридия – частого спутника самородной платины. Самородного иридия в природе нет.

Иридий – серебристо-белый металл, очень твердый, тяжелый и прочный. По данным , это самый тяжелый элемент: его плотность 22,65 г/см3, а плотность его постоянного спутника – осмия, второго по тяжести 22,61 г/см3. Правда, большинство исследователей придерживаются иной точки зрения: они считают, что иридий все-таки немного легче осмия.

Иридий стоек к действию галогенов. Он реагирует с ними с большим трудом и только при повышенной температуре. Хлор образует с иридием четыре хлорида: IrCl, IrCl2, IrCl3 и IrCl4. Треххлористый иридий получается легче всего из порошка иридия, помещенного в струю хлора при 600°C. Единственное галоидное соединение, в котором иридий шестивалентен, – это фторид IrF6. Тонкоизмельченный иридий окисляется при 1000°C и в струе кислорода, причем в зависимости от условий могут получаться несколько соединений разного состава.

Как и все металлы платиновой группы, иридий образует комплексные соли. Среди них есть и соли с комплексными катионами, например [Ir(NН3)6]Cl3 и соли с комплексными анионами, например K3[IrCl3] · 3H2O. Как комплексообразователь иридий похож на своих соседей по таблице Менделеева.

Иридий получают в виде порошка, который затем прессуют в полуфабрикаты и сплавляют или же порошок переплавляют в электрических печах в атмосфере аргона. Чистый иридий в горячем состоянии можно ковать, однако при обычной температуре он хрупок и не поддается никакой обработке.

История открытия

История открытия иридия связана с именем британского химика Смитсона Теннанта. Исследуя платиновую руду с копей Южной Америки (1803 год), он пытался выделить чистый металл. Воздействуя на руду царской водкой, получил нерастворимый остаток. Здесь обнаружились неизвестные науке вещества. Это были иридий и осмий.

Название пришло само собой. Теннанта впечатлила радужность оттенков солей нового металла, и он назвал его иридием.

Иридой звали древнегреческую богиню радуги.

Ученого избрали членом Лондонского королевского общества, в 1804 году за открытие осмия и иридия удостоили медали Копли – высшей награды общества.

Особенности

Сразу стоит сказать, что иридий — это металл. Потому он имеет все те свойства, которые типичны и для иных металлов. Такой химический элемент обозначается сочетанием латинских символов Ir. В таблице Менделеева он занимает 77 клетку. Открытие иридия произошло в 1803 году, в рамках того же исследования, при котором английский ученый Теннант выделил и осмий.

Содержание иридия в природе исключительно мало, и это одно из самых редких веществ на Земле.

Химически чистый иридий не имеет никакого радужного окраса. Зато для него характерен довольно привлекательный серебристо-белый цвет. Токсические свойства не подтверждены. Однако отдельные соединения иридия могут представлять опасность для человека. Особенно ядовит фторид этого элемента.

Производством и аффинажем иридия занимается ряд российских и зарубежных предприятий. Почти весь выпуск этого металла — продукт побочной обработки платинового сырья. Хотя иридий и не пурпурный, он содержит в природном виде 2 изотопа. 191-й и 193-й элементы стабильны. Но выраженные радиоактивные свойства зато имеет ряд искусственно получаемых изотопов, их период полураспада невелик.

Физико-химические характеристики

Иридий выглядит подобно любому металлу платинового семейства. Устойчив к коррозии больше золота и платины, до 100°C инертен к кислотам, кислотным сочетаниям.

Не токсичен, но шестивалентный фторид ядовит. Этот недостаток учитывают на предприятиях, которые используют иридиевое сырье.

Физические свойства

Иридий — тяжёлый серебристо-белый металл, из-за своей твердости плохо поддающийся механической обработке. Температура плавления — 2739 K (2466 °C), кипит при 4701 K (4428 °C). Кристаллическая структура — кубическая гранецентрированная с периодом а0=0,38387 нм; электрическое сопротивление — 5,3⋅10−8Ом·м (при 0 °C), и 2⋅10−7Ом·м (при 2300 °C); коэффициент линейного расширения — 6,5⋅10−6 град; модуль нормальной упругости — 538 ГПа; плотность при 20 °С — 22,65 г/см³, жидкого иридия — 19,39 г/см³ (2466 °С).

Изотопный состав

Природный иридий встречается в виде смеси из двух стабильных изотопов: 191Ir (содержание 37,3 %) и 193Ir (62,7 %). Искусственными методами получены радиоактивные изотопы иридия с массовыми числами 164-199, а также множество ядерных изомеров. Распространение получил искусственный 192Ir.

Металл в природе

Коренные залежи осмистого иридия есть в нескольких регионах планеты: Россия, Канада, США, ЮАР, Папуа-Новая Гвинея.

Другие спутники металла иридия в руде – родий и рутений.

На местах добычи используется закрытый (шахтный) способ.

Совокупный мировой объем добычи металла за год – три – десять тонн.

Ученые полагают: происхождение металла таково, что главные залежи нужно искать глубже:

Земное ядро. Туда металл увлекло железо при образовании планеты.
Метеориты.
Кости динозавров. Они насыщены иридием, что косвенно подтверждает гипотезу о гибели животных из-за метеорита, врезавшегося в Землю 65 млн. лет назад.

Спектроскопический анализ выявил следы иридия в короне Солнца.

Существуют природные изотопы металла. Синтезирован десяток аналогов с малым периодом полураспада. Самый востребованный под номером 192 (74 суток).

Искусственный иридий

Иридий, как и многие другие металлы крайне редкий, но очень ценный и широко используемый металл. Спрос на такие металлы только нарастает, а их количество природе уменьшается и к большому сожалению человечества не возобновляется. В связи с этим в мире большие обороты набирает искусственный синтез драгоценных металлов. Для этого создаются целые компании и лаборатории. Самой передовой и успешной технологией искусственного синтеза драгметаллов, которую только начинают внедрять является холодная ядерная трансмутация. Этот способ признан в мире и сегодня с его помощью синтезируется искусственная платина. Над остальными металлами проводятся работы. На территории России искусственным синтезом занимается .

Добыча и переработка

Основные объемы иридия извлекают из сульфатных железистых, никелевых руд. Немного дает минералогическая экзотика – невьянскит, уросмирид, сысертскит.

Чистый иридий получают промышленным способом из продуктов переработки медно-никелевых сплавов.

Технология многоэтапная – выделение из концентрата платиноидов, выщелачивание остатка водой, перегонка, воздействие царской водкой. Осадочный иридий прокаливают, получая чистый металл.

Есть другие методы: ионный обмен, экстракция. Все технологии добычи сложны, затратны.

Получение

Основной источник получения иридия — анодные шламы медно-никелевого производства. Из концентрата металлов платиновой группы отделяют Au, Pd, Pt и др. Остаток, содержащий Ru, Os и Ir, сплавляют с KNO3 и КОН, плав выщелачивают водой, раствор окисляют Сl2, отгоняют OsO4 и RuO4, а осадок, содержащий иридий, сплавляют с Na2O2 и NaOH, плав обрабатывают царской водкой и раствором NH4Cl, осаждая иридий в виде (NH4)2[IrCl6], который затем прокаливают, получая металлический Ir. Перспективен метод извлечения иридия из растворов экстракцией гексахлороиридатов высшими алифатическими аминами. Для отделения иридия от неблагородных металлов перспективно использование ионного обмена. Для извлечения иридия из минералов группы осмистого иридия минералы сплавляют с ВаО2, обрабатывают соляной кислотой и царской водкой, отгоняют OsO4 и осаждают иридий в виде (NH4)2[IrCl6].

Сферы применения

Чистый иридий не применяется: слишком дорог и тверд. Но сплавы с ним востребованы от науки и высоких технологий до ювелирного дела.

Промышленность

Свойства металла обусловили сферы применения промышленным комплексом:

Из иридия делают посуду, оборудование, катализаторы для предприятий химического комплекса.
В иридиевых тиглях выращивают монокристаллы.
У автопрома это материал электродов (с медью и платиной) свечей зажигания. Они служат дольше, используются для элитных автомобилей.
Сплавы иридия с рутением содержат электрогенераторы, термопары для измерения температур до 2000°C.
Это индикатор качества сварных швов изделий из стали и сплавов алюминия.

Из платиново-иридиевого сплава изготовлены эталоны килограмма и метра (находятся в Париже).

Космические перспективы открыло третье тысячелетие:

Компания American Elements создала технологию отливки бесшовных иридиевых колец для использования на спутниках, космических аппаратах (2006 год).
Металл присутствует в дисплеях компьютеров, телевизоров, айфонов, других гаджетов на основе органических светодиодов (технология OLED).

Медицина

Из сплава платины с иридием изготовлен хирургический инструментарий, детали кардиостимуляторов.

Это базис для развития ядерной медицины. Радионуклидное сырье получают на ядерных реакторах, циклотронах. 90% уходит на экспорт.

Россия входит в мировую топ-пятерку производителей сырьевых медицинских изотопов.

Иридий-192 задействован при дефектоскопии и онкологами (гамма-нож).

Ювелирное дело

Ювелиры ценят металл за прочность, используя в сплаве с платиной.

Американская компания Smithson Tennant первой наладила производство ювелирных украшений из иридия. Иридиевые обручальные кольца позиционируются ею как вечные в буквальном смысле: бессильны даже концентрированная кислота и время. Им не требуется особый уход и условия хранения.

Украшения из сплавов с добавлением иридия и через десятилетия выглядят как купленные только что.

Драгоценности с иридием (даже обручальные кольца) не изнашиваются, всегда выглядят как новенькие. Это преимущество особо важно для изделий, испытывающих повышенные нагрузки (обручальные кольца, перстни, браслеты).

Другие сферы

Иридий почитают геологи и палеонтологи: это маркер возраста слоев земной коры и вымерших организмов.

Единственную в мире монету – проба иридия 999 – выпустил в 2013 году Национальный Банк Руанды (государство на востоке Африки). Номинал составил 10 местных франков.

До 1980-х годов шариком из иридиевых сплавов снабжали перья авторучек класса люкс, включая легендарный Parker 51. Это атрибут элиты и аксессуар фаната роскоши Джеймса Бонда.

Свойства иридия

Физические свойства иридия достаточно внушительны. Это очень твердый, тяжелый металл, плохо поддающийся механической обработке. Температура плавления составляет 24660С, имеет достаточно высокую температуру кипения 44280С. Его твердость обуславливается плотностью-22,65 г/см3. При нагревании и обычной температуре он устойчив, при температуре до 1000С на все известные кислоты не реагирует. В присутствии хлоридов щелочных металлов при температуре 600-9000С порошок иридия может раствориться хлорированием. Вступает во взаимосвязь с F2, когда температура достигает 4500С. Свойства иридия не играют никакой биологической роли, он не является токсичным металлом, хотя некоторые его соединения очень ядовиты.

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.

Интересные факты

Соли иридия очень разнообразны по окраске. Так, в зависимости от числа присоединившихся атомов хлора, соединение может иметь медно-красный, темный зеленый, оливковый или коричневый цвета. Дифторид иридия окрашен в желтый тон. Соединения с озоном и бромом имеют синюю окраску. У чистого иридия коррозионная стойкость очень велика даже при нагреве до 2000 градусов.

В породах земного происхождения концентрация иридиевых соединений очень невелика. Серьезно повышается она только в породах метеоритного происхождения. Такой критерий позволяет исследователям установить важные факты о различных геологических структурах. Всего на земле производится лишь несколько тонн иридия.

Модуль Юнга (он же модуль продольной упругости) у этого металла — на втором месте среди известных веществ (больше — только у графена).

Источники

Читайте также: