Osmium (Os): ominaisuudet, sovellukset, historia

THE osmium, atominumero 76, on sinertävänvalkoinen metalli, joka kuuluu jaksollisen järjestelmän ryhmään 8. Sitä pidetään myös platinaryhmän metallina (MGP) yhdessä platinan kanssa palladiumin, ruteniumin, iridiumin ja rodiumin lisäksi. Metalleista osmiumilla on suurin tiheys. Sen kemialliset ominaisuudet ovat samanlaiset kuin ruteenilla, toisella ryhmän 8 alkuaineella ja myös MGP: llä.

osmium on harvinaisin vakaa elementti Maankuori ja tämän vuoksi sen tuotanto ja käyttö ovat hyvin rajalliset. Siitä huolimatta osmiumia voidaan käyttää metalliseoksen parannusaineena sekä täytekynän kärkien valmistuksessa. OsO₄osmiumtetroksidia käytetään laajalti kontrastina mikroskoopeissa, sormenjälkien havaitsemisessa ja katalysaattorina.

Lue myös:Francium - planeetan toiseksi harvinaisin kemiallinen alkuaine

osmium yhteenveto

• osmium on a metalli- jaksollisen järjestelmän ryhmä 8 sinertävänvalkoisena.

• Sitä pidetään platinaryhmän metallina.

• Metalleista sillä on korkein tiheys.

• Sen kemialliset ominaisuudet ovat samanlaiset kuin ruteenin, edellä mainitun alkuaineen Jaksollinen järjestelmä.

• Se on maankuoren harvinaisin alkuaine, ja siksi sen tuotanto on hyvin pientä.

• Sitä käytetään metalliseosten parannusaineena sen lisäksi, että sitä käytetään täytekynän kärkien valmistuksessa.

• Sen löysi englantilainen kemisti Smithson Tennant.

Älä lopeta nyt... Mainoksen jälkeen on muutakin ;)

osmiumin ominaisuudet

• Symboli: Sinä.

• Atominumero: 76.

• Atomimassa: 190,23 c.u.

• Elektronegatiivisuus: 2,2.

• Fuusiopiste: 3033 °C.

• Kiehumispiste: 5012 °C.

• Tiheys: 22,587 g.cm^-3 (20 °C: ssa).

• Sähköinen konfigurointi: [Xe] 6s² 4f¹⁴ 5d⁶.

• Kemiallinen sarja: ryhmä 8, siirtymämetallit, platinaryhmän metallit.

osmiumin ominaisuudet

Osmiummetallinäyte, puhtaus 99,99 %

osmium on a kiiltävä metalli, väriltään sinivalkoinen, melko kova ja hauras, jopa korkeissa lämpötiloissa. Se kuuluu ryhmään nimeltä Platinum Group Metals (MGP), palladiumin, iridiumin, rodiumin, ruteenin ja platina. MGP: stä sillä on korkein sulamispiste ja alhaisin höyrynpaine.

Alkuaine osmium on tunnustettu tiheimmiksi metalliksi, vaikka joillekin kirjoittajille iridiumilla on tämä asema. Tämä johtuu siitä, että molempien metallien tiheydet eroavat vain 0,1 % 20 °C: n lämpötilassa. Osmium on myös harvinaisin vakaa alkuaine koko maankuoressa, sen pitoisuus on vain 1 gramma 200 tonnia kohden.

Metallisessa muodossaan osmiumia kestää voimakkaasti korkeaa puristustasoa, siinä määrin kuin timantti. Aineiden muodossa osmium pystyy esittämään 11 ​​mahdollista hapetusastetta välillä -2 - +8, joista yleisimmät ovat +3, +4, +6 ja +8.

Osmiumtetroksidi, OsO₄, on yhdessä ruteenitetroksidin kanssa RuO₄, yhdiste, jossa alkiolla on korkein muodollinen varaus jaksollisessa taulukossa (+8). Tämä oksidi on melko myrkyllistä ja myös haihtuvaa, ja sen kiehumispiste on 130 °C.

Kemiallisesti osmium muistuttaa kovasti ruteenia, myös ryhmän 8 jäsen ja myös MGP. Esimerkiksi osmium reagoi hitaasti kaasun kanssa happi huonelämpötilassa. Toisaalta se reagoi kaasun kanssa kloori ja kaasua fluori huoneenlämmössä sen lisäksi, että ne hyökkäävät suolahappo sekoitettuna hapettimien ja myös sulaneiden alkalien kanssa.

Luonnosta löytyy seitsemän osmiumin isotooppia, joista yksi ¹⁸⁶Os, on radioaktiivinen, laajennettu puolikas elämä. Muita 34 isomeeriä tunnetaan, kaikki synteettisiä ja radioaktiivisia.

Katso podcastimme: Kova kuin timantti: mitä se tarkoittaa?

Mistä osmiumia löytyy?

Pääasiallinen luonnollinen osmiumin lähde on osmiridiummineraali (tai iridosmiini)osmiumin ja iridiumin välinen luonnollinen seos, jossa ensimmäisen koostumus vaihtelee 15 - 40 massaprosenttia, kun taas toisen koostumus vaihtelee 80 - 50 massaprosenttia.

MGP: nä osmiumiin voi kuitenkin liittyä myös platina, kuten Ural-vuorten sekä Pohjois- ja Etelä-Amerikan alueilla. Se löytyy myös osoitteesta joitain nikkelimalmeja, kuten Sudburyn kaupungissa Ontarion provinssissa Kanadassa.

Osmiumin saaminen on erittäin vaikeaa, ja sen tuotanto on hyvin pientä, noin 500 kiloa vuodessa. huolimatta vaikea valmistaa, metallista osmiumjauhetta voidaan syntetisoida ilmakehässä vety 2000 °C: n lämpötilassa.

osmium-sovellukset

Pienestä tuotannosta huolimatta osmiumia voidaan käyttää tuottama metalliseokset äärimmäisen kovuuden. Iridium-osmium-seosta voidaan levittää täytekynän kärkeen.

Osmiumia voi olla mustekynän kärjessä.

OsO₄ on osmiumin hyödyllisin yhdiste. Se on väritön kiinteä aine, mutta sitä voidaan käyttää mikroskoopin kontrasti (visualisoinnin parantaminen) ja myös miten sormenjälkitunnistin. Sitä voidaan käyttää myös mm katalyytti lääketeollisuudessa, esimerkiksi liikalihavuus- ja diabeteslääkkeiden valmistuksessa.

Nämä katalyyttiset prosessit perustuvat palkinnon saaneen Barry Sharplessin työhön Nobel palkinto 2001, jossa käytettiin OsO₄ avainkomponenttina katalyyttiseoksessa lisäämään kaksi hydroksyyliryhmää hiili-hiili-kaksoissidokselle.

osmiumin historia

osmium sen löysi englantilainen kemisti Smithson Tennant. Vuonna 1800 Tennant perusti yrityksen platinan kaupallistamiseksi ja jatkoi suuria näytteitä tästä metallista. Hän ymmärsi, kuten muutkin ennen häntä, että platinan uuttaminen sen raakamalmista aqua regialla tuotti mustan liukenemattoman jäännöksen.

Vuonna 1804 hän ilmoitti eristäneensä kaksi uutta metallia: iridiumin ja osmiumin.. Sana osmium tulee kreikasta osme ja tarkoittaa "hajua" viitaten sen oksidin voimakkaaseen ja omituiseen hajuun.

Harjoitukset ratkaistu osmiumilla

Kysymys 1

Monet pitävät osmiumia jaksollisen järjestelmän tiheimpänä metallina. Ottaen huomioon, että sen tiheys 20 °C: ssa on 22,6 g.ml^-1, osmiumin massa pallossa, jonka tilavuus on 5 cm³, on:

A) 113 g.

B) 0,113 g.

C) 22,6 g.

D) 0,226 g.

Resoluutio:

Vaihtoehto A

5 cm³ on sama asia kuin 5 ml. Koska tiheys näyttää jo tilavuusyksikön arvon millilitroina, yksiköitä ei tarvitse muuntaa.

Näin ollen tiheyslaskenta saadaan seuraavasti:

d = m/v

m = d. V

m = 22,6 * 5

m = 113 g

kysymys 2

Osmiumissa on luonnossa esiintyvä radioaktiivinen isotooppi, ¹⁸⁶Sinä. Kuinka monta neutronia tässä isotoopissa on?

A) 76

B) 110

C) 186

D) 262

Resoluutio:

Vaihtoehto B

Osin atomiluku on 76. Eli lukumäärä neutroneja voidaan laskea seuraavalla kaavalla:

A = Z + n

A on numero pasta, Z on atomiluku ja n on neutronien lukumäärä. Arvot korvaamalla meillä on:

186 = 76 + n

n = 186 - 76

n = 110

Kirjailija: Stefano Araújo Novais
Kemian opettaja