Sve o osmiju

osmij - rijedak metal, pripada skupini platine. Otkriven je u Engleskoj kao rezultat pokusa na reakciji platine. Naziv osmij dat je na grčkom i u prijevodu znači "miris". Kakav je ovaj plemeniti metal? Koje su njegove značajke i koja je njegova upotreba?

Otkriće ovog elementa slučajno su 1803. godine engleski kemičari Smithson Tennant i William H. Wollastan. Kao rezultat pokusa o reakciji platine na smjesu kiselina (sumporne i dušične), nastali talog razvio je neugodnu aromu, koja podsjeća na smrad klora i trule rotkvice. Slične pokuse izveli su Colle-Descoti, Antoine de Fourcoy i Vauquelin u Francuskoj. Kao rezultat svojih istraživanja, pronašli su i nepoznatu tvar u netopivom sedimentu iz platine.

Otkriće ovih kemijskih elemenata predstavljeno je Kraljevskom društvu u Londonu Tennantovim pisanim priopćenjem od 21. lipnja 1804. godine. U periodnom sustavu kemijskih elemenata Mendeljejeva metal se nalazi pod rednim brojem 76. Metal se ne pojavljuje u svom čistom obliku u obliku grumenova, stoga je njegova kemijska formula predstavljena u otopljenom obliku.

Element se ekstrahira iz sekundarnih sirovina kao rezultat njegovog odvajanja od iridija, platine, platine-paladijeva ruda ili ruda bakra i nikla. Godišnja proizvodnja cijelog elementa u svijetu ne prelazi veličinu od 1 tone.

Najveća svjetska ležišta vrijedna su pažnje takvih zona kao što su Uralske planine i Sibir u Rusiji, sjeverna država Aljaska i zapadna država Kaliforniji u Americi, Kanada u sjevernoj Americi, Kolumbija u Južnoj Americi i neke južnoafričke zemlje, Australija, Otok Tasmanija... Trenutno se razmatra značajno ležište osmija Bushwell Complex u Južnoj Africi, tamo se kopa većina tvari. S obzirom da se najveća nalazišta metala nalaze u Južnoj Africi, svjetske cijene ovog rijetkog zemnog metala su prilično visoke. Kazahstan smatra se jedinim većim izvoznikom osmija-187 u svijetu. Iako Kina ima rezerve rude platine, nema značajne količine osmija.

Supstanca se skladišti u obliku praha i budući da se ne topi u obliku kristala, zbog fizikalnih svojstava na nju nije moguće staviti pečat. Za proizvodnju ingota ovog metala koristi se elektronsko ili lučno zagrijavanje iz praha, također se koristi zagrijavanje u lončiću.

Osmij izgleda kao srebrno plavkasti metal. To je jedan od najgušćih elemenata, njegova gustoća je 22600 kilograma po kubičnom metru, ali istodobno je tvar prilično krhka, lako se lomi i mrvi. Ima visoku specifičnu težinu i može sjati čak i pri prilično visokim temperaturnim utjecajima. Zbog svojih parametara i značajne temperature taljenja, teško ga je obraditi. U prirodi postoji u obliku sedam izotopa, od kojih se šest smatra stabilnim, a to su osmij-184, osmij-187, osmij-188, osmij-189, osmij-190 i osmij-192. U laboratoriju su dobiveni radioaktivni izotopi metala masenih brojeva od 162 do 197, a umjetno su dobiveni i neki nuklearni izomeri.

Gotovo svi spojevi s ovim metalom uzrokuju oštećenja unutarnjih organa, poremećaje vida i sluha. U slučaju trovanja parama osmija može doći do nepovratnih poremećaja u tijelu i smrti. Znanstvenici su provodili pokuse na životinjama, čiji su rezultati bili brzi razvoj anemije, nedostatak normalne funkcije pluća. Zaključeno je da se radi o brzom razvoju edema. Osmijev tetroksid, koji se koristi u medicini, vrlo je korozivna tvar. Ima najodvratniji miris na svijetu. Kod trovanja pati koža, mijenja boju u zelenu ili crnu, često praćenu čirevima i pukotinama, koje će jako dugo zacijeliti.

Zaposlenici proizvodnih pogona su pod najvećim rizikom, prema svim sigurnosnim standardima, rade samo u respiratorima i posebnoj odjeći. Svi spremnici koji sadrže osmijev oksid su zatvoreni i pohranjeni u skladu s pravilima. Za dobivanje minerala nevjanskita, platina se pretvara u otopinu pomoću kraljevske vode. Zatim se dobiveni talog izlaže cinku u 8-strukoj količini - takva legura relativno lako prelazi u praškasto stanje, koje se zatim spaja s barijevim peroksidom. Sljedeća faza je obrada dobivene mase s aqua regia, destilacija kroz aparat za odvajanje osmij tetroksida.

Djelovanjem na tvar otopinom lužine dobiva se sol. Utječe na slanu otopinu hiposulfit, uslijed čega se uz pomoć amonijevog klorida metal taloži već u obliku Fremyjeve soli. Talog se ispere, filtrira i kalcinira. Rezultat svih ovih radnji je spužvasti osmij. Nakon toga se čisti kiselinama, reducira u električnoj peći pod strujom vodika i hladi. Tako dobiti uzorke osmija do 99,9%.

Svojstva ovog elementa, s gledišta kemije, su nevjerojatna. Najosnovniji od njih su sljedeći.

1. Osmij uopće ne reagira s lužinama i kiselinama. U reakciji s alkalnim talinama stvara osmate topive u vodi. Interakcija sa smjesom dušične i klorovodične kiseline daje izuzetno sporu reakciju.
2. Vrlo otrovan, čak i u mikroskopskim dozama. Posebno je otrovan osmijev oksid, koji se oslobađa iz platine.
3. Nemoguće je odrediti vrelište metala, jer je posebno vatrostalan.
4. Metal u prahu lako ulazi u reakciju zagrijavanja s takvim tvarima: čisti kisik, halogeni, sumporna ili dušična kiselina.
5. U raznim spojevima dobivaju se oksidni brojevi od -2 do +8. Najčešći su +2, +3, +4 i +8.
6. Sposoban tvoriti klaster spojeve.
7. Glavni minerali povezani su s čvrstim otopinama i predstavljeni su legurama iridija s osmijem - to su sisertskit i nevjanskit. Štoviše, siserskit ima drugačije ime - iridni osmij, i nevyanskite - osmozni iridij.

Gustoća osmij je otprilike 22,61 grama po kubičnom centimetru. Kristali imaju prekrasan srebrnasti sjaj, s različitim nijansama od sive do plave. U ingotima se pojavljuje tamnoplava boja, u prahu je ljubičasta. Sav metal ima srebrnasti sjaj. Toksičnost elementa sprječava njegovu upotrebu u industriji nakita. Glavna fizička svojstva su sljedeća.

1. Talište ovog elementa je prilično visoko, taljenje je moguće na temperaturama preko 3000 stupnjeva Celzija.
2. Metal nema magnetska svojstva.
3. Nevjerojatna čvrstoća. Legure s dodatkom ovog metala dobivaju povećanu otpornost na habanje, izdržljivost, otpornost na koroziju i otpornost na mehanička naprezanja.
4. Točka vrenja je 5012 ºC.
5. Mohsova tvrdoća je 7.
6. Tvrdoća po Vickersu je 3-4 GPa.

Zbog značajne cijene samog elementa, ovaj metal se rijetko koristi u masovnoj industrijskoj proizvodnji. Osmij se uglavnom koristi u kemijskoj industriji, gdje se koristi kao katalizator. Osmijev tetroksid se koristi u nekim lijekovima. U laboratorijskim analizama koristi se za bojenje živih tkiva, osigurava očuvanje stanične strukture.

U zrakoplovnoj industriji koristi se osmij u elektroničkoj opremi opreme za zrakoplovnu i raketnu tehniku, kao i u proizvodnji nuklearno oružje. Zbog nedostatka magnetskih svojstava, metal se koristi u proizvodnji markiranih satova kao što je Rolex. Legura osmija s platinom koristi se kada izrada kirurških implantata Jesu li pejsmejkeri ili plućni zalisci.

1. Pod pritiskom od oko 770 GPa u osmiju, elektroni međusobno djeluju na unutarnjim orbitalama, struktura tvari ostaje nepromijenjena.
2. osmij u stijenama sadrži pola postotka ukupne mase rudnih naslaga.
3. Zbog velike gustoće izgled i stvarna težina metala jako variraju. Dakle, plastična boca od 0,5 litara napunjena ovim metalnim prahom bit će teža od kante od 10 litara napunjene vodom.
4. Ovaj metal je među pet najviše skupo.
5. Cijena trostruke unce osmija je poslovna tajna, u otvorenim izvorima možete pronaći okvirnu cijenu za 1 gram tvari.
6. Zbog refraktornosti osmija zabilježeno u povijesti električne svjetiljke. Znanstvenik K. Auer von Welsbach iz Njemačke dao je prijedlog da se ugljična nit u žarulji zamijeni osmijskom niti. Pokazalo se da su žarulje 3 puta manje energetski intenzivne, a osvjetljenje se značajno poboljšalo. Istina, ubrzo ga je zamijenio češći tantal, koji je zauzvrat zamijenjen volframom.
7. Slična situacija dogodila se i s rijetkim metalom u proizvodnji amonijaka. Metoda sinteze amonijaka, koja se koristi i danas, koju je 1908. godine razvio kemičar Fritz Haber iz Njemačke, nemoguća je bez upotrebe katalizatora.U početku su katalizatori korišteni u to vrijeme pokazali svoja svojstva samo u prisutnosti značajnih temperaturnih uvjeta i nisu imali visoku učinkovitost, pa je potraga za zamjenom bila vrlo hitna. Znanstvenici iz laboratorija Visoke tehničke škole u Karlsruheu dali su prijedlog da se kao katalitički element koristi fino atomizirani osmij. Rezultati ispitivanja su potvrdili da je ova ideja isplativa, temperatura katalitičke je pala za više od 100 ºC, a oslobađanje amonijaka je značajno povećano. Istina, u budućnosti su odbijali osmij, ali on je pomogao u rješavanju tako važnog problema.

Osmij i drugi rijetki i jedinstveni metali igraju značajnu ulogu u raznim industrijama... Čak i uz svu svoju toksičnost, spašava živote i zdravlje.

Za više informacija o osmiju pogledajte sljedeći video.