DET osmium, Atom nummer 76, er et blåligt-hvidt metal, der tilhører gruppe 8 i det periodiske system. Det betragtes også som et Platinum Group Metal (MGP), sammen med platin selv, foruden palladium, ruthenium, iridium og rhodium. Blandt metallerne har osmium den højeste massefylde. Dets kemiske egenskaber svarer til rutheniums, et andet gruppe 8-element og også et MGP.
osmium er sjældneste stabile element Jordens skorpe og på grund af dette er dens produktion og anvendelse meget begrænset. Alligevel kan osmium bruges som et metallegeringsforbedringsmiddel, såvel som i produktionen af fyldepennespidser. OsO4, osmiumtetroxid, er meget brugt som kontrast i mikroskoper, ved fingeraftryksdetektion og som katalysator.
Læs også:Francium - det næstsjældneste kemiske grundstof på planeten
osmium oversigt
osmium er en metal gruppe 8 i det periodiske system af blålig-hvid farve.
Det betragtes som et Platinum Group Metal.
Blandt metallerne har den den højeste massefylde.
Dets kemiske egenskaber svarer til ruthenium, grundstoffet ovenfor Periodiske system.
Det er det sjældneste grundstof i jordskorpen, og derfor er produktionen meget lille.
Det bruges som forbedringsmiddel til metallegeringer, udover at det bruges til fremstilling af fyldepennespidser.
Det blev opdaget af Smithson Tennant, en engelsk kemiker.
osmium egenskaber
Symbol: Du.
Atom nummer: 76.
Atommasse: 190,23 c.u.
Elektronegativitet: 2,2.
Fusionspunkt: 3033°C.
Kogepunkt: 5012°C.
Massefylde: 22.587 g.cm-3 (ved 20°C).
Elektronisk konfiguration: [Xe] 6s2 4f14 5d6.
Kemisk serie: gruppe 8, overgangsmetaller, platingruppemetaller.
osmium egenskaber
osmium er en skinnende metal, blålig-hvid i farven, ret hård og skørselv ved høje temperaturer. Det tilhører gruppen kaldet Platinum Group Metals (MGP), sammen med palladium, iridium, rhodium, ruthenium og platin. Blandt MGP'erne har den det højeste smeltepunkt og det laveste damptryk.
Grundstoffet osmium er anerkendt for at være det tætteste metal, selvom iridium for nogle forfattere indtager denne position. Dette skyldes, at tæthederne af begge metaller kun adskiller sig med 0,1 % ved en temperatur på 20 °C. Osmium er også det sjældneste stabile grundstof i hele jordskorpen med en koncentration på kun 1 gram pr. 200 tons.
I sin metalliske form, osmium modstår stærkt høje niveauer af kompression, i en grad, der kan sammenlignes med diamants. I form af stoffer er osmium i stand til at præsentere 11 mulige oxidationstilstande, der spænder fra -2 til +8, hvor tilstande +3, +4, +6 og +8 er de mest almindelige.
Osmiumtetroxid, OsO4, er sammen med rutheniumtetroxid RuO4, den forbindelse, hvori et grundstof har den højeste formelle ladning i det periodiske system (+8). Dette oxid er ret giftigt og også flygtigt med et kogepunkt på 130 °C.
Kemisk, osmium minder meget om ruthenium, også medlem af gruppe 8 og også en MGP. For eksempel reagerer osmium langsomt med gassen ilt ved stuetemperatur. På den anden side reagerer den med gas klor og gas fluor ved stuetemperatur, foruden at blive angrebet af saltsyre blandet med oxidationsmidler og også med smeltede alkalier.
I naturen kan der findes syv isotoper af osmium, med en, den 186Os, er radioaktiv, med en udvidet halvt liv. Yderligere 34 isomerer er kendte, alle syntetiske og radioaktive.
Se vores podcast: Hård som en diamant: hvad betyder det?
Hvor kan osmium findes?
Den vigtigste naturlige kilde til osmium er osmiridium mineral (eller iridosmin), en naturlig legering mellem osmium og iridium, hvor sammensætningen af førstnævnte varierer fra 15 til 40 vægtprocent, mens den andens sammensætning varierer fra 80 til 50 vægtprocent.
Som MGP kan osmium dog også forekomme forbundet med platin, som i regionerne i Uralbjergene og Nord- og Sydamerika. Den kan også findes på nogle nikkelmalme, som i byen Sudbury, provinsen Ontario, Canada.
At opnå osmium er meget vanskeligt, og dets produktion er meget lille, i størrelsesordenen 500 kg om året. på trods af svært at fremstille, metallisk osmiumpulver kan syntetiseres i en atmosfære af brint ved en temperatur på 2000 °C.
osmium applikationer
På trods af den lille produktion kan osmium påføres produktion af metallegeringer af ekstrem hårdhed. Iridium-osmium legering kan påføres på spidsen af fyldepenne.
OsO4 er den mest nyttige forbindelse af osmium. Det er et farveløst fast stof, men kan bruges som mikroskop kontrast (forbedring af visualisering) og også hvordan fingeraftryksdetektor. Den kan også bruges som katalysator i medicinalindustrien, i produktion af lægemidler til f.eks. fedme og diabetes.
Disse katalytiske processer er baseret på arbejdet af Barry Sharpless, prisvinderen af Nobel pris 2001, som brugte OsO4 som en nøglekomponent i en katalysatorblanding for at tilføje to hydroxylgrupper til en carbon-carbon-dobbeltbinding.
osmium historie
osmium blev opdaget af den engelske kemiker Smithson Tennant. I 1800 oprettede Tennant en virksomhed til kommercialisering af platin og fortsatte med at producere store prøver af dette metal. Han indså, ligesom andre før ham, at udvinding af platin fra dens rå malm med aqua regia genererede en sort uopløselig rest.
I 1804 meddelte han, at han havde isoleret to nye metaller: iridium og osmium.. Ordet osmium kommer fra græsk osme og betyder "lugt", med henvisning til den intense og ejendommelige lugt af dets oxid.
Øvelser løst på osmium
Spørgsmål 1
Osmium anses af mange for at være det tætteste metal i det periodiske system. I betragtning af, at dens massefylde ved 20 °C er 22,6 g.mL-1, massen af osmium til stede i en kugle, hvis volumen er 5 cm³, er:
A) 113 g.
B) 0,113 g.
C) 22,6 g.
D) 0,226 g.
Løsning:
Alternativ A
5 cm³ er det samme som 5 ml. Da tætheden allerede viser den volumetriske enhedsværdi i milliliter, er det ikke nødvendigt at konvertere enheder.
Således er tæthedsberegningen givet ved:
d = m/v
m = d. V
m = 22,6 * 5
m = 113 g
spørgsmål 2
Osmium har en naturligt forekommende radioaktiv isotop, 186Du. Hvor mange neutroner er der i denne isotop?
A) 76
B) 110
C) 186
D) 262
Løsning:
Alternativ B
Atomnummeret for Os er lig med 76. Altså antallet af neutroner kan beregnes med følgende formel:
A = Z + n
A er antallet af pasta, Z er atomnummeret og n er antallet af neutroner. Ved at erstatte værdierne har vi:
186 = 76 + n
n = 186 - 76
n = 110
Af Stefano Araújo Novais
Kemi lærer
