Iridium (Ir): Eigenschaften, Gewinnung, Anwendungen

Ö Iridium Es ist ein Metall der Gruppe 9 Periodensystem. Dennoch wird es häufiger mit den sogenannten Platingruppenmetallen in Verbindung gebracht, zu denen neben sich selbst auch die Metalle Platin, Osmium, Ruthenium, Rhodium und Palladium gehören. Iridium ist bekannt für seine hohe Korrosionsbeständigkeit, hohe Dichte und geringe Präsenz in der Erdkruste.

Es ist ein Metall, das in den letzten Jahren stark an Wert gewonnen hat und teurer als Gold ist. Sein hoher Schmelzpunkt und seine gute Korrosionsbeständigkeit machen es zu einem wichtigen Wirkstoff bei der Herstellung von Legierungen sowie in Flugzeugtriebwerkskomponenten. Es wurde 1803 von Smithson Tennant zusammen mit Osmium entdeckt.

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Iridium-Zusammenfassung

  • Iridium, Symbol Ir und Ordnungszahl 77, es ist ein Metall hart, spröde, sehr korrosionsbeständig, hohe Schmelz- und Siedepunkte sowie geringe Reaktivität.

  • Es ist ein Metall mit geringer Präsenz in der Erdkruste und hoher Dichte.

  • Es kommt in Asteroiden häufiger vor als auf unserem Planeten.

  • Es ist bekannt, dass Iridium einer der Bestandteile des Asteroiden war, der die Dinosaurier auslöschte.

  • Es gehört zusammen mit Rhodium, Osmium, Ruthenium, Palladium und Platin zur Gruppe der sogenannten Platingruppenmetalle.

  • Es kommt in Verbindung mit anderen Metallen der Platingruppe vor, fällt aber auch als Nebenprodukt bei der Nickelproduktion an.

  • Es wird unter anderem bei der Herstellung von Motorteilen, Zündkerzen und Katalysatoren verwendet.

  • Es wird mit einem höheren Preis als Gold bewertet.

  • Es wurde 1803 von Smithson Tennat entdeckt.

Iridium-Eigenschaften

  • Symbol: Gehen.

  • Ordnungszahl: 77.

  • Atommasse: 192.217 a.u.u.a.

  • Elektronegativität: 2,2.

  • Fusionspunkt: 2446 °C.

  • Siedepunkt: 4428 °C.

  • Dichte: 22,562 g.cm-3 (20°C).

  • Elektronische Konfiguration: [Xe] 6s2 4f14 5d7.

  • chemische Reihe: Metalle, Gruppe 9, Metalle der Platingruppe, Übergangselemente.

Iridium-Eigenschaften

 Iridium in seiner metallischen Form.
 Iridium in seiner metallischen Form.

Iridium ist ein silbernes Metall, jedoch mit leicht gelblicher Tönung. É ziemlich hart und spröde, da es sehr schwer zu formen oder zu bearbeiten ist. Es ist das zweitdichteste Element im Periodensystem, gleich nach Osmium (Os), das eine um einige Hundert höhere Dichte aufweist. É gehören zur Gruppe der sogenannten Platingruppenmetalle (PGM), zusammen mit Platin (Pt), Palladium (Pd), Rhodium (Rd), Osmium (Os) und Ruthenium (Ru).

Was beim chemischen Verhalten von Iridium auffällt, ist seine geringe Reaktivität korrosionsbeständigstes bekanntes Metall. Seine Reaktion mit Sauerstoffgas und Halogenen erfolgt nur bei hohen Temperaturen und es ist sogar beständig dagegen Königswasser, eine Mischung aus konzentrierter Salpeter- und Salzsäure. Nur in Basen und einigen Salzschmelzen ist es löslich.

Obwohl die Oxidationsstufen +3 und +4 für Iridium am häufigsten vorkommen, ist es der Forschung gelungen, die Verbindung [IrO4]+, bei dem das Metall die Oxidationszahl +9 erreicht, die Element mit einem möglichst breiten Spektrum an Oxidationsstufen (von -3 bis +9).

Wo ist Iridium zu finden?

Probe von Iridosmin, einem der Erze mit der höchsten Iridiumkonzentration.
Probe von Iridosmin, einem der Erze mit der höchsten Iridiumkonzentration.

Iridium ist ein seltenes Metall in der Erdkruste, und seine Häufigkeit ist 40-mal geringer als die von Gold. Es wird vermutet, dass es sich aufgrund seiner großen Affinität zu Eisen (eine Eigenschaft, die als Siderophilie bekannt ist) während seiner Entstehung in tieferen Schichten des Planeten abgelagert hat.

ist ein Element jedoch sehr präsent bei Asteroiden. Unglaublicherweise ist Iridium mit einer der größten Katastrophen in der Geschichte unseres Planeten verbunden, die sich vor etwa 65 Millionen Jahren ereignete, dem Aussterben der Arten Kreidezeit-Paläogen (K-Pg), verantwortlich für den Verlust von etwa 70 % der Pflanzen- und Tierarten auf unserem Planeten, einschließlich der Dinosaurier nicht fliegend.

Der geologische Marker K-Pg enthält eine dünne Schicht mit sehr hohen Iridiumkonzentrationen, die weit über den Konzentrationen in der Kruste liegen. Dies war ein starker Hinweis darauf, dass Luis Alvarez und seine Forschergruppe darauf hinwiesen, dass die Dinosaurier aufgrund eines Asteroiden ausgestorben wären.

Man geht übrigens davon aus, dass ein Großteil des heute auf unserem Planeten vorkommenden Iridiums von diesem Asteroiden stammt. In Bezug auf Erze Iridium Kommt in allen Platinerzen vor. Es handelt sich jedoch um Osmiridium- und Iridosmin-Erze, die mit assoziiert sind Osmiummetall, Iridium hat eine höhere Massenkonzentration (bis zu 80 %).

Iridium erhalten

Die Gewinnung von Iridium ähnelt der der anderen Metalle der Platingruppe, da diese Metalle zusammen vorkommen und getrennt werden müssen. Der Hauptweg ist vorbei Lösungsmittelextraktion und deshalb Verwendung von Ionenaustauscherharzen. Es ist auch möglich, Iridium als zu erhalten Nebenprodukt der Nickelproduktion (Ni).

Die Hauptproduzenten von Iridium sind Russland und Südafrika. Das afrikanische Land verfügt übrigens dank des Bushveld Igneous Complex, dessen Iridiumreserven bei rund 280 Tonnen liegen, über eines der größten natürlichen Reserven an Platingruppenmetallen.

Iridium-Anwendungen

Iridium wurde aufgrund seiner hohen Korrosionsbeständigkeit bereits verwendet Herstellung von Standardmeterstangen, bestehend aus 90 % Platin und 10 % Iridium, wurde 1960 durch die Spektrallinie des Krypton-Isotops 86 (Kr) ersetzt.

Es ist ein Metall, das verwendet werden kann Herstellung von Metalllegierungen, wie in der IrOs-Legierung, wird bei der Herstellung von Stiftspitzen verwendet. Neben der Korrosionsbeständigkeit ist Ir für seine thermische Beständigkeit bekannt und wird daher auch in verwendet Herstellung von Motorkomponenten und Zündkerzen für Kraftfahrzeuge, die zwar teurer sind, aber für ihre höhere Haltbarkeit und Qualität bekannt sind.

Zündkerzen aus Iridium.
Zündkerzen können aus Iridium hergestellt werden.

In den letzten Jahren hat Iridium jedoch an Bedeutung gewonnen. Im Jahr 2021 erreichte sein Preis unglaubliche 6.000 US-Dollar pro Unze (etwa 28 Gramm). Zusätzlich zu der Knappheit seines Angebots, Iridium ist ein Kandidat für die Wasserstoffproduktion.

Es hat einen tollen Nutzen als Katalysator in Hydrierungsprozessen in der chemischen Industrie. Iridium nutzt immer noch sein katalytisches Profil und wird (wie andere Metalle der Platingruppe) verwendet Automobilkatalysatoren.

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Geschichte von Iridium

Das Iridium Es wurde 1803 zusammen mit Osmium vom britischen Chemiker Smithson Tennant entdeckt., geboren im Jahr 1761. Tennant studierte Medizin, beschloss jedoch nach seinem Abschluss, sich dem Studium der Chemie zu widmen, als ihm klar wurde, dass er aufgrund seines Temperaments nicht für die Ausübung der Medizin geeignet sein würde.

Im Alter von 23 Jahren wurde der Brite zum Partner der Royal Society gewählt, obwohl er keine wissenschaftlichen Artikel veröffentlicht hatte. Dennoch hinterließ Tennant trotz einiger späterer wissenschaftlicher Veröffentlichungen bedeutende Beiträge, wie beispielsweise die Studie, die zu dem Schluss kam, dass Diamant nur aus Diamant besteht.

Im Fall von Iridium (und damit Osmium) Tennant machte seine Entdeckung durch schwarze unlösliche Verunreinigungen von behandelten Platinerzen Königswasser. Er behandelte sie mit Natronlauge (NaOH), bevor er eine Extraktion damit durchführte Salzsäure (HCl), was mehrmals wiederholt wurde.

Daraus gewann er rote Kristalle, wahrscheinlich Na2[IrCl6].NH2O, das beim Erhitzen ein weißes Pulver ergab. Tennant bemerkte, dass ein solches Pulver nicht durch die von ihm angewendete Hitze geschmolzen werden könne.

Das Element wurde zu Ehren von Iris, der Botin der griechischen Götter und deren Personifikation, Iridium genannt Regenbogen in der Mythologie, da das Metall in sauren Lösungen eine Vielzahl von Farben haben kann Salzsäure.

Von Stefano Araujo Novais
Chemielehrer

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