कीमती धातु इरिडियम है। इरिडियम धातु: इतिहास, गुण, इसे कैसे प्राप्त किया जाता है और इसका उपयोग कहां किया जाता है
रसायन विज्ञान
दक्षिण अमेरिका की एक सफेद धातु प्लैटिनम के बारे में पहली जानकारी सामने आए दो शताब्दियां बीत चुकी हैं। लंबे समय तक लोगों को यकीन था कि यह सोने की तरह ही एक शुद्ध धातु है। केवल XIX सदी की शुरुआत में। वोलास्टोन पैलेडियम और रोडियम को देशी प्लैटिनम से अलग करने में सक्षम था, और 1804 में टेनेंट, एक्वा रेजिया में देशी प्लैटिनम के विघटन के बाद छोड़े गए काले अवक्षेप का अध्ययन करते हुए, इसमें दो और तत्व पाए गए। इनमें से एक का नाम उन्होंने आज़मियम और दूसरे का इरिडियम रखा। इस तत्व के लवण अलग-अलग परिस्थितियों में अलग-अलग रंगों में रंगे जाते थे। यह संपत्ति नाम का आधार थी: ग्रीक में इसका अर्थ है "इंद्रधनुष"।
1841 में, प्रसिद्ध रूसी रसायनज्ञ प्रोफेसर कार्ल कार्लोविच क्लॉस ने तथाकथित प्लैटिनम अवशेषों का अध्ययन करना शुरू किया, जो कि एक्वा रेजिया के साथ कच्चे प्लैटिनम के उपचार के बाद शेष अघुलनशील अवक्षेप है।
"काम की शुरुआत में," क्लॉस ने लिखा, "मैं अपने शेष की संपत्ति पर आश्चर्यचकित था, क्योंकि मैंने 10% प्लैटिनम के अलावा, इरिडियम, रोडियम, ऑस्मियम, कई पैलेडियम और ए की काफी मात्रा में इसे निकाला था। विशेष सामग्री की विभिन्न धातुओं का मिश्रण ”...
क्लॉस ने खनन अधिकारियों को अवशेषों की संपत्ति के बारे में सूचित किया। अधिकारियों को कज़ान वैज्ञानिक की खोज में दिलचस्पी हो गई, जिसने महत्वपूर्ण लाभ का वादा किया। उस समय प्लेटिनम से एक सिक्का ढाला गया था, और अवशेषों से कीमती धातु प्राप्त करना बहुत ही आशाजनक लग रहा था। एक साल बाद, सेंट पीटर्सबर्ग टकसाल ने क्लाउस को बचा हुआ आधा पूड दिया। लेकिन वे प्लैटिनम में खराब निकले, और वैज्ञानिक ने उन पर एक अध्ययन करने का फैसला किया, "विज्ञान के लिए दिलचस्प।"
"दो साल के लिए," क्लॉस ने लिखा, "मैं लगातार इस कठिन, लंबे और यहां तक कि अस्वस्थ अध्ययन में लगा हुआ था," और 1845 में मैंने "यूराल प्लैटिनम अयस्क और रूथेनियम धातु के अवशेषों का रासायनिक अध्ययन" काम प्रकाशित किया। यह प्लैटिनम एनालॉग्स के गुणों का पहला व्यवस्थित अध्ययन था। इसमें पहली बार इरिडियम के रासायनिक गुणों का भी वर्णन किया गया था।
क्लॉस ने नोट किया कि उन्होंने प्लैटिनम समूह की अन्य धातुओं की तुलना में इरिडियम के साथ अधिक व्यवहार किया। इरिडियम पर अध्याय में, उन्होंने इस तत्व के मूल स्थिरांक को निर्धारित करने में बर्ज़ेलियस द्वारा की गई अशुद्धियों की ओर ध्यान आकर्षित किया, और इन अशुद्धियों को इस तथ्य से समझाया कि आदरणीय वैज्ञानिक ने इरिडियम के साथ काम किया जिसमें रूथेनियम का मिश्रण था, फिर भी रसायनज्ञों को नहीं पता था और केवल "यूराल प्लैटिनम अयस्क और रूथेनियम धातु के अवशेषों के रासायनिक अध्ययन" के दौरान खोजा गया।
वह क्या है, इरिडियम?
तत्व #77 का परमाणु द्रव्यमान 192.2 है। आवर्त सारणी में, यह ऑस्मियम और प्लैटिनम के बीच है। और प्रकृति में, यह मुख्य रूप से ऑस्मिक इरिडियम के रूप में होता है - देशी प्लैटिनम का लगातार साथी। प्रकृति में कोई देशी इरिडियम नहीं है।
इरिडियम - चांदी की सफेद धातु, बहुत कठिन, भारी और टिकाऊ। इंटरनेशनल निकेल एंड कंपनी के अनुसार, यह सबसे भारी तत्व है: इसका घनत्व 22.65 ग्राम/सेमी 3 है, और इसके निरंतर साथी, ऑस्मियम का घनत्व दूसरा सबसे भारी, 22.61 ग्राम/सेमी 3 है। सच है, अधिकांश शोधकर्ता एक अलग दृष्टिकोण का पालन करते हैं: उनका मानना है कि इरिडियम अभी भी ऑस्मियम की तुलना में थोड़ा हल्का है।
इरिडियम (उर्फ प्लैटिनोइड!) की प्राकृतिक संपत्ति उच्च संक्षारण प्रतिरोध है। यह सामान्य या ऊंचे तापमान पर एसिड से प्रभावित नहीं होता है। यहां तक कि प्रसिद्ध एक्वा रेजिया मोनोलिथिक इरिडियम "बहुत कठिन" है। केवल पिघला हुआ क्षार और सोडियम पेरोक्साइड तत्व 77 को ऑक्सीकरण करने का कारण बनता है।
इरिडियम हैलोजन के लिए प्रतिरोधी है। यह उनके साथ बड़ी मुश्किल से और केवल ऊंचे तापमान पर प्रतिक्रिया करता है। क्लोरीन इरिडियम के साथ चार क्लोराइड बनाता है: IrCl, IrCl 2 , IrCl 3 और 1gCl 4 । इरिडियम ट्राइक्लोराइड सबसे आसानी से 600 डिग्री सेल्सियस पर क्लोरीन की एक धारा में रखे गए इरिडियम पाउडर से प्राप्त किया जाता है। एकमात्र हलाइड यौगिक जिसमें इरिडियम हेक्सावलेंट है वह फ्लोराइड आईआरएफ 6 है। बारीक पिसा हुआ इरिडियम 1000 डिग्री सेल्सियस पर और ऑक्सीजन के एक जेट में ऑक्सीकृत होता है, और परिस्थितियों के आधार पर, विभिन्न संरचना के कई यौगिक प्राप्त किए जा सकते हैं।
सभी प्लैटिनम समूह धातुओं की तरह, इरिडियम जटिल लवण बनाता है। उनमें से जटिल उद्धरणों के साथ लवण हैं, उदाहरण के लिए, Cl 3 और जटिल आयनों के साथ लवण, उदाहरण के लिए, K 3 * ZN 2 0. एक जटिल एजेंट के रूप में, इरिडियम आवर्त सारणी में अपने पड़ोसियों के समान है।
शुद्ध इरिडियम देशी ऑस्मियम इरिडियम से और प्लैटिनम अयस्कों के अवशेषों से प्राप्त किया जाता है (प्लैटिनम, ऑस्मियम, पैलेडियम और रूथेनियम के बाद उनसे निकाला गया है)। हम पाठक को "रोडियम", "ऑस्मियम" और "प्लैटिनम" लेखों का हवाला देते हुए, इरिडियम प्राप्त करने की तकनीक पर विस्तार नहीं करेंगे।
इरिडियम एक पाउडर के रूप में प्राप्त किया जाता है, जिसे बाद में अर्द्ध-तैयार उत्पादों में दबाया जाता है और मिश्रित किया जाता है, या पाउडर को आर्गन वातावरण में बिजली की भट्टियों में पिघलाया जाता है। शुद्ध इरिडियम गर्म होने पर जाली हो सकता है, लेकिन सामान्य तापमान पर यह भंगुर और अक्रियाशील होता है।
कार्रवाई में इरिडियम
शुद्ध इरिडियम का उपयोग प्रयोगशाला उद्देश्यों के लिए क्रूसिबल और आग रोक कांच को उड़ाने के लिए मुखपत्र बनाने के लिए किया जाता है। बेशक, आप एक कोटिंग के रूप में इरिडियम का उपयोग कर सकते हैं। हालाँकि, यहाँ कठिनाइयाँ हैं। सामान्य इलेक्ट्रोलाइटिक तरीके से, इरिडियम को किसी अन्य धातु पर कठिनाई से लगाया जाता है, और कोटिंग काफी ढीली होती है। सबसे अच्छा इलेक्ट्रोलाइट जटिल इरिडियम हेक्साक्लोराइड होगा, लेकिन यह जलीय घोल में अस्थिर होता है, और इस मामले में भी कोटिंग की गुणवत्ता वांछित होने के लिए बहुत कुछ छोड़ देती है।
600 डिग्री सेल्सियस पर पिघले हुए पोटेशियम और सोडियम साइनाइड से इलेक्ट्रोलाइटिक रूप से इरिडियम कोटिंग्स बनाने के लिए एक विधि विकसित की गई है। इस मामले में, 0.08 मिमी मोटी तक की घनी कोटिंग बनती है।
क्लैडिंग द्वारा इरिडियम कोटिंग्स प्राप्त करना कम श्रमसाध्य है। धातु कोटिंग की एक पतली परत आधार धातु पर रखी जाती है, और फिर यह "सैंडविच" एक गर्म प्रेस के नीचे चला जाता है। इस प्रकार, इरिडियम-लेपित टंगस्टन और मोलिब्डेनम तार प्राप्त होते हैं। मोलिब्डेनम या टंगस्टन का एक बिलेट एक इरिडियम ट्यूब में डाला जाता है और गर्म अवस्था में जाली होता है, और फिर 500-600 डिग्री सेल्सियस पर वांछित मोटाई तक खींचा जाता है। इस तार का उपयोग इलेक्ट्रॉन ट्यूबों में नियंत्रण ग्रिड बनाने के लिए किया जाता है।
रासायनिक तरीकों से धातुओं और सिरेमिक पर इरिडियम कोटिंग्स लागू करना संभव है। इसके लिए इरिडियम के जटिल लवण का घोल प्राप्त किया जाता है, उदाहरण के लिए फिनोल या किसी अन्य कार्बनिक पदार्थ के साथ। इस तरह के समाधान को उत्पाद की सतह पर लागू किया जाता है, जिसे बाद में नियंत्रित वातावरण में 350-400 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है, यानी नियंत्रित रेडॉक्स क्षमता वाले वातावरण में। इन परिस्थितियों में, कार्बनिक पदार्थ वाष्पित हो जाते हैं या जल जाते हैं, और इरिडियम परत उत्पाद पर बनी रहती है।
लेकिन कोटिंग्स इरिडियम का मुख्य अनुप्रयोग नहीं हैं। यह धातु अन्य धातुओं के यांत्रिक और भौतिक रासायनिक गुणों में सुधार करती है। यह आमतौर पर उनकी ताकत और कठोरता को बढ़ाने के लिए उपयोग किया जाता है। अपेक्षाकृत नरम प्लेटिनम में 10% इरिडियम मिलाने से इसकी कठोरता और तन्य शक्ति लगभग तीन गुना हो जाती है। यदि मिश्र धातु में इरिडियम की मात्रा 30% तक बढ़ा दी जाती है, तो मिश्र धातु की कठोरता अधिक नहीं बढ़ेगी, लेकिन तन्य शक्ति फिर से दोगुनी हो जाएगी - 99 किग्रा / मिमी 2 तक। चूंकि इस तरह के मिश्र धातुओं में असाधारण संक्षारण प्रतिरोध होता है, इसलिए इनका उपयोग गर्मी प्रतिरोधी क्रूसिबल बनाने के लिए किया जाता है जो आक्रामक वातावरण में तेज गर्मी का सामना कर सकते हैं। ऐसे क्रूसिबल में, विशेष रूप से, लेजर तकनीक के लिए क्रिस्टल उगाए जाते हैं। प्लेटिनम-इरिडियम मिश्र भी जौहरियों को आकर्षित करते हैं - इन मिश्र धातुओं से बने गहने सुंदर होते हैं और शायद ही खराब होते हैं। मानक प्लैटिनम-इरिडियम मिश्र धातु से भी बनाए जाते हैं, कभी-कभी एक शल्य चिकित्सा उपकरण।
भविष्य में, एक आदर्श संपर्क सामग्री के रूप में तथाकथित निम्न वर्तमान तकनीक में इरिडियम-प्लैटिनम मिश्र धातु का विशेष महत्व हो सकता है। हर बार एक साधारण तांबे का संपर्क बनाया और खोला जाता है, एक चिंगारी उत्पन्न होती है; नतीजतन, तांबे की सतह तेजी से ऑक्सीकरण करती है। उच्च धाराओं के लिए संपर्ककर्ताओं में, उदाहरण के लिए इलेक्ट्रिक मोटर्स के लिए, यह घटना काम के लिए बहुत हानिकारक नहीं है: संपर्क सतह को समय-समय पर सैंडपेपर से साफ किया जाता है, और संपर्ककर्ता फिर से ऑपरेशन के लिए तैयार होता है। लेकिन, जब हम कम-वर्तमान उपकरणों के साथ काम कर रहे होते हैं, उदाहरण के लिए, संचार प्रौद्योगिकी में, कॉपर ऑक्साइड की एक पतली परत का पूरे सिस्टम पर बहुत मजबूत प्रभाव पड़ता है, जिससे करंट का संपर्क से गुजरना मुश्किल हो जाता है। अर्थात्, इन उपकरणों में, स्विचिंग आवृत्ति विशेष रूप से बड़ी है - यह स्वचालित टेलीफोन एक्सचेंज (स्वचालित टेलीफोन एक्सचेंज) को वापस बुलाने के लिए पर्याप्त है। यह वह जगह है जहां गैर-जलने वाले प्लैटिनम-इरिडियम संपर्क बचाव के लिए आते हैं - वे लगभग हमेशा के लिए काम कर सकते हैं! केवल अफ़सोस की बात यह है कि ये मिश्र बहुत महंगे हैं और अभी तक पर्याप्त नहीं हैं।
न केवल प्लैटिनम में जोड़ें। टंगस्टन और मोलिब्डेनम में तत्व संख्या 77 के छोटे जोड़ उच्च तापमान पर इन धातुओं की ताकत बढ़ाते हैं। टाइटेनियम (0.1%) में इरिडियम का एक मामूली जोड़ नाटकीय रूप से एसिड के लिए पहले से ही महत्वपूर्ण प्रतिरोध को बढ़ाता है। यही बात क्रोम पर भी लागू होती है। इरिडियम और इरिडियम-रोडियम मिश्र धातु (40% परिजन) से बने थर्मोकपल ऑक्सीकरण वाले वातावरण में उच्च तापमान पर मज़बूती से काम करते हैं। फाउंटेन पेन निब और कंपास सुइयों के लिए सोल्डरिंग पॉइंट बनाने के लिए इरिडियम और ऑस्मियम के मिश्र धातु का उपयोग किया जाता है।
संक्षेप में, हम कह सकते हैं कि धात्विक इरिडियम का उपयोग इसकी स्थिरता के कारण किया जाता है। अन्य समूह VIII धातुओं की तरह, इरिडियम का उपयोग रासायनिक उद्योग में उत्प्रेरक के रूप में किया जा सकता है। कभी-कभी एसिटिलीन और मीथेन से प्रोपलीन का उत्पादन करने के लिए इरिडियम-निकल उत्प्रेरक का उपयोग किया जाता है। इरिडियम नाइट्रोजन ऑक्साइड (नाइट्रिक एसिड प्राप्त करने की प्रक्रिया में) के निर्माण के लिए प्लैटिनम उत्प्रेरक का हिस्सा था। इरिडियम के ऑक्साइड में से एक, Ir0 2, को चीनी मिट्टी के बरतन उद्योग में एक काले रंग के रूप में इस्तेमाल करने की कोशिश की गई थी। लेकिन ये पेंट बहुत महंगा है...
पृथ्वी पर इरिडियम के भंडार छोटे हैं, पृथ्वी की पपड़ी में इसकी सामग्री की गणना एक प्रतिशत के मिलियनवें हिस्से में की जाती है। इस तत्व का उत्पादन भी छोटा है - प्रति वर्ष एक टन से अधिक नहीं। दुनिया भर! इस संबंध में, यह मान लेना मुश्किल है कि समय के साथ, इरिडियम के भाग्य में नाटकीय परिवर्तन आएंगे - यह हमेशा के लिए एक दुर्लभ और महंगी धातु बनी रहेगी। लेकिन जहां इसका उपयोग किया जाता है, यह त्रुटिपूर्ण रूप से कार्य करता है, और यह अनूठी विश्वसनीयता इस बात की गारंटी है कि भविष्य का विज्ञान और उद्योग इरिडियम के बिना नहीं चलेगा।
इरिडियम चौकीदार। कई रासायनिक और धातुकर्म उद्योगों में, जैसे ब्लास्ट फर्नेस, समुच्चय में ठोस के स्तर को जानना बहुत महत्वपूर्ण है। आमतौर पर, इस तरह के नियंत्रण के लिए विशेष जांच चरखी पर निलंबित भारी जांच का उपयोग किया जाता है। हाल के वर्षों में, छोटे आकार के कंटेनरों द्वारा कृत्रिम रेडियोधर्मी आइसोटोप - इरिडियम -192 के साथ जांच को बदल दिया गया है। 1921 के नाभिक उच्च-ऊर्जा गामा किरणों का उत्सर्जन करते हैं; आइसोटोप का आधा जीवन 74.4 दिन है। गामा किरणों का कुछ हिस्सा मिश्रण द्वारा अवशोषित किया जाता है, और विकिरण रिसीवर फ्लक्स के कमजोर होने को रिकॉर्ड करते हैं। उत्तरार्द्ध उस दूरी के समानुपाती है जो मिश्रण में बीम यात्रा करती है। वेल्ड को नियंत्रित करने के लिए इरिडियम-192 का भी सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है; इसकी मदद से सभी कच्ची जगहों और विदेशी समावेशन को फिल्म पर स्पष्ट रूप से दर्ज किया जाता है। इरिडियम-192 के साथ गामा दोष डिटेक्टरों का उपयोग स्टील और एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं से बने उत्पादों की गुणवत्ता को नियंत्रित करने के लिए भी किया जाता है।
मोसबाउर प्रभाव। 1958 में, जर्मनी के एक युवा भौतिक विज्ञानी रूडोल्फ मोसबाउर ने एक ऐसी खोज की जिसने दुनिया के सभी भौतिकविदों का ध्यान आकर्षित किया। मोसबाउर द्वारा खोजे गए प्रभाव ने बहुत ही कमजोर परमाणु घटनाओं को अद्भुत सटीकता के साथ मापना संभव बना दिया। खोज के तीन साल बाद, 1961 में, मोसबाउर को उनके काम के लिए नोबेल पुरस्कार मिला। पहली बार इरिडियम-192 समस्थानिक के नाभिक पर इस प्रभाव की खोज की गई थी।
दिल जोर से धड़कता है। हाल के वर्षों में प्लैटिनम-इरिडियम मिश्र धातुओं के सबसे दिलचस्प अनुप्रयोगों में से एक उनसे विद्युत हृदय उत्तेजक का निर्माण है। प्लेटिनम-इरिडियम क्लैम्प वाले इलेक्ट्रोड को एनजाइना पेक्टोरिस वाले रोगी के हृदय में प्रत्यारोपित किया जाता है। इलेक्ट्रोड एक रिसीवर से जुड़े होते हैं, जो रोगी के शरीर में भी होता है। एक रिंग एंटीना वाला जनरेटर बाहर स्थित है, उदाहरण के लिए, रोगी की जेब में। रिंग एंटीना रिसीवर के विपरीत शरीर पर लगा होता है। जब मरीज को लगता है कि एनजाइना अटैक आ रहा है तो वह जनरेटर चालू कर देता है। रिंग एंटीना दालों को प्राप्त करता है जो रिसीवर को प्रेषित होते हैं, और इससे प्लैटिनम-इरिडियम इलेक्ट्रोड तक। इलेक्ट्रोड, आवेगों को नसों में संचारित करके, हृदय की धड़कन को अधिक सक्रिय रूप से बनाते हैं। अब रूस में, कई एम्बुलेंस स्टेशन समान जनरेटर से लैस हैं। कार्डियक अरेस्ट की स्थिति में, क्लैविक्युलर नस में एक चीरा लगाया जाता है, उसमें जनरेटर से जुड़ा एक इलेक्ट्रोड डाला जाता है, जनरेटर चालू होता है और कुछ मिनटों के बाद दिल फिर से काम करना शुरू कर देता है।
ISOTOPS - स्थिर और अस्थिर। पिछले नोटों में, रेडियोआइसोटोप इरिडियम-192 के बारे में काफी कुछ कहा गया था, जिसका उपयोग कई उपकरणों में किया जाता है और यहां तक कि एक महत्वपूर्ण वैज्ञानिक खोज में भी शामिल है। लेकिन, इरिडियम-192 के अलावा, इस तत्व में 14 और रेडियोधर्मी समस्थानिक हैं जिनकी द्रव्यमान संख्या 182 से 198 तक है। एक ही समय में सबसे भारी आइसोटोप सबसे छोटा रहता है, इसका आधा जीवन एक मिनट से भी कम है। आइसोटोप इरिडियम-183 केवल इसलिए दिलचस्प है क्योंकि इसका आधा जीवन ठीक एक घंटा है। इरिडियम में केवल दो स्थिर समस्थानिक होते हैं। प्राकृतिक मिश्रण में भारी इरिडियम-193 की हिस्सेदारी 62.7% है। लाइट इरिडियम-191 की हिस्सेदारी क्रमशः 37.3% है।
उपयोगी क्लोराइड। क्लोरिरिडेट टेट्रावैलेंट इरिडियम के जटिल क्लोराइड हैं; उनका सामान्य सूत्र मी 2 है। क्लोरिरिडेट्स के लिए धन्यवाद, सैद्धांतिक रूप से सोडियम और पोटेशियम जैसे समान तत्वों के यौगिकों को अलग करना संभव है। सोडियम क्लोराइड पानी में घुलनशील है, और पोटेशियम क्लोराइड व्यावहारिक रूप से अघुलनशील है। लेकिन इस तरह के ऑपरेशन के लिए, क्लोरीनेट बहुत महंगे हैं, क्योंकि मूल इरिडियम महंगा है। हालांकि, इसका मतलब यह नहीं है कि क्लोरिरिडेट्स आमतौर पर बेकार होते हैं। इन यौगिकों को बनाने के लिए इरिडियम की क्षमता का उपयोग प्लेटिनम धातुओं के मिश्रण से तत्व संख्या 77 को अलग करने के लिए किया जाता है।
इरिडियम आवधिक प्रणाली में परमाणु संख्या 77 के साथ एक रासायनिक तत्व है, जिसे प्रतीक इर (lat। इरिडियम).
इरिडियम की खोज का इतिहास1804 में, अंग्रेजी रसायनज्ञ स्मिथसन टेनेंट ने एक्वा रेजिया में देशी प्लैटिनम के विघटन के बाद बचे हुए काले पाउडर की जांच करते हुए इसमें दो नए तत्वों की खोज की। उनमें से एक के लवण सचमुच इंद्रधनुष के सभी रंगों में रंगे हुए थे। टेनेंट को इसके लिए उपयुक्त नाम की तलाश में लंबे समय तक अपने दिमाग को रैक नहीं करना पड़ा: तत्व को इरिडियम नाम दिया गया था, क्योंकि ग्रीक में "इरियोइड्स" - इंद्रधनुषी।
प्लेटिनम धातुओं की नियति इतनी बारीकी से जुड़ी हुई है कि उनमें से एक के बारे में एक कहानी दूसरों का उल्लेख किए बिना अकल्पनीय है। 1840 में, कज़ान विश्वविद्यालय के प्रोफेसर के. के. क्लॉस यूराल प्लैटिनम अयस्क के प्रसंस्करण की समस्याओं में रुचि रखने लगे। उनके अनुरोध पर, सेंट पीटर्सबर्ग टकसाल ने उन्हें प्लैटिनम अवशेषों के नमूने भेजे - एक्वा रेजिया के साथ कच्चे प्लैटिनम को संसाधित करने के बाद बनने वाला एक अघुलनशील अवक्षेप। "काम की शुरुआत में," वैज्ञानिक ने बाद में लिखा, "मैं अपने अवशेषों की संपत्ति पर आश्चर्यचकित था, क्योंकि मैंने 10% प्लैटिनम के अलावा, इरिडियम, रोडियम, ऑस्मियम, कई पैलेडियम की काफी मात्रा में इसे निकाला था। और विशेष सामग्री के विभिन्न धातुओं का मिश्रण ..."
यदि पहले क्लॉस ने खुद को केवल एक विशुद्ध रूप से व्यावहारिक लक्ष्य निर्धारित किया - प्लैटिनम अयस्क के अवशेषों को प्लैटिनम में संसाधित करने का एक तरीका खोजने के लिए, तो जल्द ही इन अध्ययनों ने एक गहरा वैज्ञानिक चरित्र प्राप्त कर लिया और वैज्ञानिक को पूरी तरह से पकड़ लिया। "पूरे दो साल तक," क्लॉस ने याद किया, "मैं सुबह से देर रात तक इस पर कराहता था, केवल प्रयोगशाला में रहता था, रात का खाना खाता था और वहां चाय पीता था, और ऐसा करने में मैं एक भयानक अनुभववादी बन गया।" अंतिम कथन का बहुत विशिष्ट अर्थ था: ए.एम. बटलरोव के अनुसार -
छात्र क्लॉस, उनकी "एक आदत थी ... एक्वा रेजिया में प्लैटिनम अयस्कों को भंग करते समय, तरल को सीधे सभी पांच अंगुलियों से हिलाएं और स्वाद से अप्राप्य एसिड की ताकत निर्धारित करें।" हालाँकि, यह न केवल क्लॉस की विशेषता थी, बल्कि पुराने स्कूल के अन्य रसायनज्ञों की भी थी, जिन्होंने कोई भी पदार्थ प्राप्त किया था, उन्होंने हमेशा इसे "चख लिया" (19 वीं शताब्दी के मध्य तक, जब किसी पदार्थ के गुणों का वर्णन करते हुए, यह अपने स्वाद को इंगित करने के लिए आवश्यक था), खुद को बड़े खतरे में डाल दिया। : इसलिए, प्रसिद्ध स्वीडिश वैज्ञानिक कार्ल शीले की मृत्यु निर्जल हाइड्रोसायनिक एसिड को चखने के बाद हुई। क्लॉस के काम को सफलता के साथ ताज पहनाया गया: प्लैटिनम अवशेषों के प्रसंस्करण के लिए एक विधि मिली, और अब वैज्ञानिक को सेंट पीटर्सबर्ग में वित्त मंत्री ई.एफ. कांकरिन को इसकी रिपोर्ट करने के लिए जाना पड़ा, जो समस्या के सफल समाधान में रुचि रखते थे। राजधानी की यात्रा के लिए, क्लॉस को अपने एक दोस्त से 90 रूबल उधार लेने के लिए मजबूर होना पड़ा (वैज्ञानिक कुछ साल बाद ही कर्ज चुकाने में सक्षम थे, जब उन्होंने दुनिया भर में प्रसिद्धि प्राप्त की)। सेंट पीटर्सबर्ग पहुंचने पर, क्लॉस को दो दिन बाद मंत्री ने प्राप्त किया और अनुसंधान जारी रखने के लिए आवश्यक सामग्री प्राप्त करने के लिए उनसे अनुमति प्राप्त की। उन्हें 1/2 पाउंड प्लेटिनम अवशेष और 1/4 पाउंड कच्चा प्लैटिनम दिया गया। कज़ान लौटकर, वैज्ञानिक ने फिर से काम में सिर झुका लिया, जो कई वर्षों तक चला और उत्कृष्ट परिणाम दिए। उनमें से सबसे महत्वपूर्ण 1844 में पहले अज्ञात रासायनिक तत्व की खोज थी - अंतिम "प्लैटिनम परिवार का रूसी सदस्य"। "पहले से ही पहले काम पर," क्लॉस ने लिखा, "मैंने एक नए शरीर की उपस्थिति पर ध्यान दिया, लेकिन पहले तो मुझे इसे अशुद्धियों से अलग करने का कोई तरीका नहीं मिला। मैंने इस विषय पर एक वर्ष से अधिक समय तक काम किया, लेकिन अंत में मैंने इसे शुद्ध अवस्था में प्राप्त करने का एक आसान और निश्चित तरीका खोजा। यह नई धातु, जिसे मैंने अपनी जन्मभूमि के सम्मान में रूथेनियम नाम दिया (रूस के लैटिन नाम से - एस.वी.), बिना संबंधित है
बहुत जिज्ञासु निकायों के बारे में संदेह।"
लेकिन क्लॉस की खोज को तुरंत मान्यता नहीं मिली। वैज्ञानिक ने नए तत्व के यौगिकों के पहले नमूने स्टॉकहोम J.Ya को भेजे। बर्ज़ेलियस, जिन्होंने सभी रसायनज्ञों के बीच बहुत प्रतिष्ठा प्राप्त की। क्लॉस को क्या निराशा हुई जब उन्हें पता चला कि, इस आदरणीय वैज्ञानिक के अनुसार, उन्हें भेजे गए पदार्थ में कोई नया तत्व नहीं था, बल्कि एक खराब शुद्ध इरिडियम यौगिक था। अपनी बेगुनाही से आश्वस्त, क्लॉस ने बार-बार प्रयोग किए, कभी-कभी प्राथमिक सुरक्षात्मक उपायों के बारे में भूल गए। सच है, कुछ साल बाद, वैज्ञानिक ने अपने सहयोगियों को चेतावनी दी: "ऑस्मियम इरिडियम के साथ काम करते समय, किसी को ऑस्मिक एसिड वाष्प से सावधान रहना चाहिए। यह एक बहुत ही अस्थिर है
पदार्थ सबसे हानिकारक निकायों से संबंधित है और मुख्य रूप से फेफड़ों और आंखों पर कार्य करता है, जिससे मजबूत सूजन पैदा होती है। मुझे उससे बहुत नुकसान हुआ। "क्लॉस की इच्छा वैज्ञानिक दुनिया को यह समझाने के लिए बहुत बड़ी थी कि वास्तव में एक नए तत्व की खोज की गई थी, और वह आखिरकार ऐसा करने में कामयाब रहा। रूथेनियम यौगिकों की तैयारी फिर से बर्ज़ेलियस को भेजी गई, और वह, उसके बाद पूरी तरह से शोध, महसूस किया कि वह पहले अपने निष्कर्षों में गलत था। "उत्कृष्ट खोजों और उनके सुरुचिपूर्ण प्रसंस्करण के लिए मेरी ईमानदारी से बधाई स्वीकार करें," उन्होंने क्लॉस को लिखा, "उनके लिए धन्यवाद आपका नाम रसायन विज्ञान के इतिहास में अमिट रूप से अंकित किया जाएगा। "
क्लाउस की कड़ी मेहनत का परिणाम 1845 में प्रकाशित "यूराल प्लैटिनम अयस्क और रूथेनियम धातु के अवशेषों का रासायनिक अध्ययन" का काम था, जिसमें पहली बार इरिडियम के गुणों का भी व्यापक रूप से वर्णन किया गया था, और क्लॉस ने खुद नोट किया कि उन्होंने निपटाया प्लैटिनम समूह की अन्य धातुओं की तुलना में अधिक इरिडियम के साथ। वैज्ञानिक की सिफारिशें इरिडियम और अन्य प्लैटिनोइड्स के उत्पादन के लिए एक तकनीक बनाने का वैज्ञानिक आधार बन गईं।
प्रकृति में इरिडियम ढूँढना
पृथ्वी की पपड़ी में इरिडियम की सामग्री नगण्य है (10 -7 द्रव्यमान%)। यह सोने और प्लेटिनम की तुलना में बहुत दुर्लभ है और, रोडियम, रेनियम और रूथेनियम के साथ, कम से कम सामान्य तत्वों में से एक है। हालांकि, उल्कापिंडों में इरिडियम अपेक्षाकृत आम है, और यह संभव है कि ग्रह पर धातु की वास्तविक सामग्री बहुत अधिक हो: लोहे के लिए इसकी उच्च घनत्व और उच्च आत्मीयता (साइडरोफिलिसिटी) पृथ्वी में गहराई से इरिडियम के विस्थापन का कारण बन सकती है, ग्रह के मूल में, पिघल से इसके गठन की प्रक्रिया में।
भौतिक गुणइरिडियम
एक भारी, चांदी-सफेद धातु जो इसकी कठोरता के कारण मशीन करना मुश्किल है।
घन जालक फलक-केंद्रित है, एक 0=0.38387 एनएम
विद्युत प्रतिरोध - 5.3 10 −8 ओम मीटर (0 डिग्री सेल्सियस पर)
रैखिक विस्तार गुणांक - 6.5 × 10 −6 डिग्री
सामान्य लोच का मापांक - 52.029 × 10 6 किग्रा / मिमी²
रासायनिक गुणइरिडियम
धातु इरिडियम के साथ सबसे महत्वपूर्ण यौगिक
इरिडियम (III) हाइड्रॉक्साइड Ir (OH) 3, अधिक सटीक रूप से हाइड्रेटेड इरिडियम (III) ऑक्साइड Ir 2 O 3 *nH 2 O हरा अवक्षेप, सोडियम क्लोरोइरिडेट (III) Na 3 के घोल से वर्षा द्वारा प्राप्त किया जाता है। इरिडियम (III) यौगिक अपचायक हैं, Ir(OH) 3 ऑक्सीजन द्वारा Ir(OH) 4 में ऑक्सीकृत होता है। गरम करने पर Ir 2 O 3, Ir और IrO 2 में अनुपातहीन हो जाता है।
इरिडियम (चतुर्थ) ऑक्साइड। इरिडियम के हाइड्रॉक्साइड या ऑक्सीकरण के अपघटन द्वारा इरो 2 नीले-काले पाउडर के रूप में प्राप्त किया जाता है। प्रतिरोधी सामग्री।
इरिडियम हाइड्रॉक्साइड (IV) आईआर (OH) 4. गहरे नीले रंग का अनाकार पदार्थ, पानी में अघुलनशील, एसिड और क्षार के घोल, केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड को छोड़कर। क्षारीय हाइड्रोलिसिस (एनएच 4) 2 द्वारा प्राप्त किया गया।
हलाइड्स। फ्लोरीन के साथ इरिडियम के सीधे संपर्क का उत्पाद इरिडियम हेक्साफ्लोराइड आईआरएफ 6 है। यह यौगिक बहुत सक्रिय है, यह न केवल समीकरण के अनुसार पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है
आईआरएफ 6 + 5 एच 2 ओ \u003d आईआर (ओएच) 4 + 6 एचएफ + 1/2 ओ 2,
लेकिन क्लोरीन का ऑक्सीकरण भी करता है, और IrF 4 और ClF बनते हैं। कोटिंग के लिए उपयोग किया जाता है।
इरिडियम (III) और (IV) क्लोराइड, क्रिस्टल, पानी से हाइड्रोलाइज्ड होते हैं। क्षार धातु क्लोराइड के साथ बातचीत पर जटिल क्लोराइड का निर्माण विशेषता है: Na 3 - हरे क्रिस्टल, Na 2 - गहरा लाल, घुलनशील, पोटेशियम और अमोनियम हेक्साक्लोरोइरिडेट्स (IV) - थोड़ा घुलनशील।
इरिडियम लवण। सामान्य तौर पर, इरिडियम कुछ सामान्य लवण बनाता है। जटिल उद्धरणों के साथ इरिडियम (III) के लवण क्रोमियम (III) और कोबाल्ट (III) के संबंधित लवणों के समान हैं, वे मजबूत जटिल यौगिक हैं X 3 , X 3 , X 2 ।
इरिडियम कार्बोनिल्स: पीला-हरा Ir 2 (CO) 8, उदात्त, और चमकीला पीला Ir 4 (CO) 12, गर्म होने पर विघटित हो जाता है। कोटिंग के लिए उपयोग किया जाता है।
इरिडियम-192 के अलावा, जिसे आप पहले से जानते हैं, इस तत्व के 14 और रेडियोधर्मी समस्थानिक हैं जिनकी द्रव्यमान संख्या 182 से 198 है। सबसे भारी आइसोटोप का जीवन सबसे छोटा है: इसका आधा जीवन एक मिनट से भी कम है। मजे की बात यह है कि इरिडियम-183 का आधा जीवन ठीक एक घंटा है। तत्व में केवल दो स्थिर समस्थानिक होते हैं - इरिडियम-191 और इरिडियम-193। प्राकृतिक मिश्रण में उनमें से अधिक "भारी" का हिस्सा लगभग 62% परमाणुओं के लिए होता है।
इरिडियम आइसोटोप तथाकथित Mssbauer प्रभाव की खोज के साथ जुड़ा हुआ है, जिस पर भौतिकी, रसायन विज्ञान, जीव विज्ञान और भूविज्ञान में व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली छोटी मात्रा और कमजोर घटनाओं को मापने के लिए आश्चर्यजनक सटीक तरीके आधारित हैं। यह प्रभाव (या, इसे कड़ाई से वैज्ञानिक रूप से कहें तो, बिना पीछे हटने के ठोस पदार्थों में गामा किरणों के गुंजयमान परमाणु अवशोषण) की खोज जर्मनी के एक युवा भौतिक विज्ञानी रूडोल्फ मस्सबाउर ने 1958 में की थी। कुछ साल पहले, जब म्यूनिख के हायर टेक्निकल स्कूल में उनकी पढ़ाई खत्म हो रही थी, उन्होंने अपनी थीसिस के लिए एक विषय की तलाश शुरू की। प्रोफेसरों में से एक ने कृपया छात्र को विषयों की एक लंबी सूची की पेशकश की। जैसा कि Mssbauer खुद याद करते हैं, वह उनमें से किसी को भी पसंद नहीं करता था, सिवाय पिछले एक (वैसे, एक पंक्ति में तेरहवें) को छोड़कर, जिसका मुख्य लाभ, भविष्य के भौतिक विज्ञानी की राय में, यह था कि उसके पास नहीं था इसके बारे में थोड़ा सा विचार। यह परमाणु नाभिक द्वारा गामा क्वांटा के गुंजयमान अवशोषण के बारे में था। "सबसे महत्वपूर्ण बात," भौतिक विज्ञानी याद करते हैं, "यह था कि उन्होंने मुझे इस मामले में नाक में डाल दिया।" और "यह बात" सुचारू रूप से चली गई। सबसे पहले, डिप्लोमा का बचाव किया गया था, दो साल बाद शोध प्रबंध की बारी आई, और एक साल बाद उद्घाटन हुआ। मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर मेडिकल रिसर्च में हीडलबर्ग में काम करते हुए, वैज्ञानिक ने गुंजयमान अवशोषण पर काम करना जारी रखा। एक विशेष काउंटर के साथ, उन्होंने गामा क्वांटा की संख्या निर्धारित की जो धातु इरिडियम से होकर गुजरी थी, अधिक सटीक रूप से, इसके एक समस्थानिक के माध्यम से; इन गामा क्वांटा के स्रोत एक ही समस्थानिक के उत्तेजित परमाणु नाभिक थे। सामान्य अवस्था में नाभिक भी "उत्तेजित" हो सकते हैं, लेकिन इसके लिए उन्हें एक गामा क्वांटम को अवशोषित करने के बाद, इतनी मात्रा में ऊर्जा प्राप्त करनी चाहिए जो उत्तेजित और जमीनी अवस्थाओं में नाभिक की ऊर्जाओं के बीच के अंतर से बिल्कुल मेल खाती हो (यह अवशोषण को गुंजयमान कहा जाता है)। आमतौर पर, हालांकि, गामा किरणों की ऊर्जा आवश्यकता से थोड़ी कम निकलती है, क्योंकि इसका कुछ हिस्सा तब खो जाता है जब उत्सर्जक नाभिक पीछे हट जाता है (कुछ ऐसा ही होता है, उदाहरण के लिए, जब एक तोप या बंदूक से फायर किया जाता है)।
कुछ साइड प्रक्रियाओं को खत्म करने के लिए जो प्रयोगों के परिणामों को विकृत कर सकती हैं, एमएसबाउर ने इरिडियम को तरल नाइट्रोजन के तापमान पर ठंडा करने का फैसला किया। उसी समय, उनका मानना था कि नाभिक की गति में कमी के कारण, गुंजयमान अवशोषण कम हो जाएगा, और इरिडियम से गुजरने वाले गामा क्वांटा की संख्या तदनुसार बढ़ जाएगी (अन्य भौतिकविदों की राय समान थी)। प्रयोगकर्ता के आश्चर्य के लिए, सब कुछ विपरीत निकला। क्या कारण है? वैज्ञानिक निष्कर्ष निकालता है: पर्याप्त रूप से कम तापमान पर ठोस पदार्थों में, पुनरावृत्ति को एक अलग नाभिक द्वारा नहीं, बल्कि पूरे पदार्थ द्वारा माना जाता है, और इसलिए पुनरावृत्ति के लिए ऊर्जा हानि गायब हो जाती है, अर्थात, गामा क्वांटम की ऊर्जा बिल्कुल होती है
उत्तेजित और जमीनी अवस्थाओं में नाभिक की ऊर्जाओं के बीच के अंतर के बराबर है। इस खोज को हमारे समय की सबसे महत्वपूर्ण वैज्ञानिक घटनाओं में से एक के रूप में मान्यता दी गई थी (1961 में, Mssbauer को नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था)। आज, कई दर्जन तत्वों पर Mssbauer प्रभाव की खोज की जा चुकी है, लेकिन विज्ञान के इतिहास ने इस सबसे महत्वपूर्ण भौतिक घटना की खोज को हमारी कहानी के नायक - इरिडियम के साथ हमेशा के लिए जोड़ा है।
रसीदइरिडियम
इरिडियम उत्पादन का मुख्य स्रोत तांबा-निकल उत्पादन से एनोड कीचड़ है। Au, Pd, Pt, आदि प्लेटिनम समूह धातुओं के सांद्रण से अलग होते हैं। Ru, Os और Ir युक्त अवशेषों को KNO 3 और KOH के साथ मिश्रित किया जाता है, मिश्र धातु को पानी से निक्षालित किया जाता है, घोल को Cl 2, OsO के साथ ऑक्सीकृत किया जाता है। 4 और RuO 4 आसुत हैं, और इरिडियम युक्त अवक्षेप को Na 2 O 2 और NaOH के साथ जोड़ा जाता है, मिश्र धातु को एक्वा रेजिया और NH 4 Cl के घोल से उपचारित किया जाता है, जो (NH 4) 2 के रूप में इरिडियम का अवक्षेपण करता है, जिसे बाद में धात्विक Ir प्राप्त करने के लिए शांत किया जाता है। उच्च स्निग्ध अमाइन के साथ हेक्साक्लोरोइरिडेट्स के निष्कर्षण द्वारा समाधान से इरिडियम का निष्कर्षण एक आशाजनक तरीका है। आधार धातुओं से इरिडियम को अलग करने के लिए आयन एक्सचेंज का उपयोग आशाजनक है। ऑस्मिक इरिडियम समूह के खनिजों से इरिडियम निकालने के लिए, खनिजों को बाओ 2 के साथ मिश्रित किया जाता है, हाइड्रोक्लोरिक एसिड और एक्वा रेजिया के साथ इलाज किया जाता है, ओएसओ 4 आसुत होता है और इरिडियम (एनएच 4) 2 के रूप में अवक्षेपित होता है।
हमारे समय में, शुद्ध इरिडियम को देशी ऑस्मिरिडियम और प्लैटिनम अयस्कों के अवशेषों से अलग किया जाता है, लेकिन इससे पहले, विभिन्न अभिकर्मकों का उपयोग करके, प्लैटिनम, ऑस्मियम, पैलेडियम और रूथेनियम को उनसे निकाला जाता है, और उसके बाद ही इरिडियम की बारी आती है। परिणामी पाउडर को या तो अर्ध-तैयार उत्पादों में दबाया जाता है और एक आर्गन वातावरण में विद्युत भट्टियों में मिश्रधातु या फिर से पिघलाया जाता है। सामान्य तापमान पर, इरिडियम भंगुर होता है और इसे किसी भी तरह से संसाधित नहीं किया जा सकता है, लेकिन गर्म होने पर, यह अधिक "अनुपालन" होता है और खुद को जाली बनाने की अनुमति देता है।
आवेदन पत्रइरिडियम
डब्ल्यू और थ के साथ मिश्र - थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर के लिए सामग्री, एचएफ के साथ - अंतरिक्ष यान में ईंधन टैंक के लिए सामग्री, आरएच, रे, डब्ल्यू के साथ - 2000 डिग्री सेल्सियस से ऊपर संचालित थर्मोकपल के लिए सामग्री, ला और सीई के साथ - थर्मोनिक कैथोड के लिए सामग्री।
इरिडियम का उपयोग पेन निब बनाने के लिए भी किया जाता है। निब और स्याही की रिफिल की युक्तियों पर इरिडियम की एक छोटी गेंद पाई जा सकती है, यह विशेष रूप से सोने की निब पर दिखाई देती है, जहां यह निब से ही रंग में भिन्न होती है।
एक लोहे-निकल उल्कापिंड, जिसमें बहुत सारे इरिडियम और अन्य शामिल हैं, और इसलिए बेहद बड़े पैमाने पर, पृथ्वी पर दुर्घटनाग्रस्त हो गया, 65 मिलियन वर्ष पहले युकाटन प्रायद्वीप (मेक्सिको) के किनारे से टकराकर - डायनासोर के अविभाजित शासन के युग में।
गड्ढा से मिट्टी 180 के व्यास और 20 किलोमीटर की गहराई के साथ आंशिक रूप से वाष्पित हो गई (अधिकांश इरिडियम के साथ), आंशिक रूप से छितरी हुई है। धूल भरी शाम आ गई है। शॉक वेव, जो ग्रह के चारों ओर और चारों ओर से गुजरती थी, ने एशिया और हिंदुस्तान के क्षेत्र में बड़े पैमाने पर विस्फोट शुरू किया, जो उस समय मेडागास्कर से उत्तर की ओर जा रहा था और अभी तक भूमध्य रेखा को पार नहीं किया था। ज्वालामुखी मूल के धुएं और धूल ने स्थिति को और भी विकट...
इरिडियम - एक लौकिक तबाही का एक मार्कर
कुछ वैज्ञानिकों का अनुमान है कि वायु निलंबन में भारी धातुओं की प्रचुरता ने डायनासोर को मार डाला। हालांकि, सबसे उन्नत जीवविज्ञानी दो कारकों के संयोजन को घातक मानते हैं: जानवरों का विशाल आकार और ... छींकने का प्रतिवर्त। श्वसन पथ की सहज सफाई के दौरान रक्तचाप में तेज वृद्धि रक्त वाहिकाओं के लिए हानिकारक है - खासकर अगर आपको लगातार छींकना पड़े।डायनासोर के गायब होने से स्तनधारियों का विकास संभव हुआ, जिसके विकास का परिणाम मनुष्य की उपस्थिति थी। स्वर्गीय हिमायत के लिए आभारी, आदमी ने सबसे बड़े गड्ढों से उल्कापिंड के अवशेषों पर शोध किया। अंतरिक्ष से आए धातु मेहमानों के मलबे में इरिडियम की मात्रा एक रिकॉर्ड साबित हुई। समान रूप से रिकॉर्ड तोड़ने वाली तलछटी चट्टानों में इरिडियम की सामग्री है जो युकाटन आपदा के तुरंत बाद पृथ्वी को कवर करती है।
हालांकि, अधिकांश महान धातु, भूवैज्ञानिकों को यकीन है, पृथ्वी के आंतों में छिपा हुआ है।
इरिडियम की उत्पत्ति और गुण
सभी प्लैटिनोइड्स की तरह, इरिडियम तत्वों के बहुस्तरीय परमाणु संलयन का एक उत्पाद है, सुपरनोवा विस्फोटों में या इससे भी बड़े पैमाने के प्रलय में संभव है। थोड़ा इरिडियम बनता है, लेकिन धातुओं से समृद्ध क्षेत्र में बनने के लिए पृथ्वी भाग्यशाली थी। प्राकृतिक (हालांकि अपुष्ट) ग्रह के मूल में इरिडियम (साथ ही, और प्लैटिनम) की एकाग्रता प्रतीत होती है।पृथ्वी की पपड़ी में इरिडियम के अवशेष नगण्य हैं (सोना 40 गुना अधिक है), लेकिन वे सालाना कई टन महान धातु निकालना संभव बनाते हैं। इरिडियम की खोज और नामकरण का सम्मान अंग्रेज स्मिथसन टेनेंट को है। बहुरंगी धातु लवण (दूधिया सफेद KIrF6, नींबू पीला IrF5, पीला K3IrCl6, हरा Na3IrBr6, बरगंडी Cs3IrI6, रास्पबेरी Na2IrBr6, काला IrI3) से मोहित, वैज्ञानिक ने नए तत्व को इंद्रधनुष की ग्रीक देवी इरिडा का नाम देने का सुझाव दिया।
प्रसंस्करण में, इरिडियम अडिग है। अशुद्धियों से शुद्ध धातु प्राप्त करने में तीस साल लग गए। जैसा कि यह निकला, शुद्ध इरिडियम चमकदार चमक तापमान पर जाली है। ठंडा होने पर, यह यांत्रिक तनाव को सहने की क्षमता खो देता है और लोड के तहत उखड़ जाता है। कांच के बर्तनों में सील किया गया इरिडियम पाउडर रिफाइनरियों के काम का एक उत्पाद है।
लंबे समय तक, घनत्व के मामले में इरिडियम को चैंपियन माना जाता था। पहले से ही आज, सैद्धांतिक गणनाओं ने ऑस्मियम को पहले स्थान पर ला दिया है - हालाँकि, अंतर इतना छोटा है कि साधारण वजन से इसकी पुष्टि नहीं की जा सकती है। और ऑस्मियम को इरिडियम से अलग करना कोई आसान काम नहीं है!
इरिडियम और ऑस्मियम - हमेशा के लिए भाई
प्रकृति में, इरिडियम और ऑस्मियम अक्सर संयुक्त होते हैं. धातुओं के एक प्राकृतिक मिश्रण को ऑस्मिरिडियम कहा जा सकता है - यदि अधिक ऑस्मियम है - या इरिडियोस्मियम यदि मिश्र धातु में इरिडियम का प्रतिशत अधिक है। घरेलू खनिज पद्धति में, ऑस्मिराइड और ऑस्मियम इरीडीड के नाम तय किए गए हैं।किंवदंती के अनुसार, 20 वीं शताब्दी के पूर्वार्द्ध में, प्राकृतिक ऑस्मिराइड क्रिस्टल को नरम लेखन सुनिश्चित करने के लिए "अनन्त" कलम के सुनहरे निब की युक्तियों में मिलाया गया था। वास्तव में, ऐसे प्रयोग दुर्लभ हैं, और सामूहिक वास्तविकता में, फाउंटेन पेन के सुनहरे निब टंगस्टन से मजबूत होते हैं।
गहनों के प्रेमियों के बीच, प्राकृतिक ऑस्मिराइड से बने उत्पादों की एक छोटी लेकिन स्थिर और पूरी तरह से असंतुष्ट मांग है। विदेशी गहनों के प्रशंसक कभी-कभी ऑस्मिरिडियम उत्पाद बनाने की संभावना के बारे में पूछते हैं।
दुर्भाग्य से, यह खनिज अत्यंत दुर्लभ है और बहुत सजावटी नहीं है - हालांकि यह एक मजबूत धातु चमक की विशेषता है। ओस्मिराइड मशीन के लिए कठिन, भंगुर और लगभग असंभव है। इसके अलावा, इरिडियम और ऑस्मियम के प्राकृतिक मिश्रण में अक्सर काफी मात्रा में अशुद्धियाँ होती हैं - प्लैटिनम, सोना - जो सामग्री की उपस्थिति और लागत दोनों को बदल देती है।
इरिडियम और ऑस्मियम के कृत्रिम रूप से प्राप्त मिश्र धातुओं को तत्वों की प्रतिशत संरचना के अनुसार कड़ाई से सामान्यीकृत किया जाता है, लेकिन वे महंगे हैं, उद्योग में मांग और गहनों के मामले में कम तकनीक वाले हैं।
इरिडियम का अनुप्रयोग
प्रीमियम गुणवत्ता वाले स्पार्क प्लग के उत्पादन के लिए इरिडियम की अनिवार्यता स्पष्ट होने के बाद, मोटर वाहन उद्योग कीमती धातु का मुख्य उपभोक्ता बन गया। यात्री कारों के उत्पादन में उतार-चढ़ाव और उनके लिए इरिडियम मोमबत्तियां परिष्कृत धातु के लिए कीमतों में उतार-चढ़ाव का कारण बनती हैं। एक वर्ष में, दुनिया के वाहन निर्माता इरिडियम की मांग को एक टन से बढ़ाकर लगभग ग्यारह कर सकते हैं - ताकि अगले वर्ष, बिक्री में संकट के कारण, वे आधा टन कीमती प्लेटिनोइड प्राप्त कर सकें।अत्यधिक परिस्थितियों में काम करने वाले उपकरणों के निर्माताओं के बीच इरिडियम की आवश्यकता स्थिर है। जेट इंजन को अपने उच्च तापमान की ताकत के कारण इरिडियम मिश्र धातुओं की आवश्यकता होती है। इरिडियम का एक गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातु परमाणु ऊर्जा पर काम करने वाले अंतरिक्ष रोबोटों के बिजली संयंत्रों का एक तत्व है। इरिडियम के साथ मिश्रित टाइटेनियम समुद्र की गहराई में संचालन करने में सक्षम पाइपलाइनों में कार्य करता है।
रेडियोधर्मी इरिडियम 192 - वेल्ड के गुणवत्ता नियंत्रण के लिए मुख्य उपकरण. गामा विकिरण का एक ही स्रोत डॉक्टरों को ट्यूमर प्रक्रियाओं को हराने में मदद करता है।
इरिडियम की एक परत कुछ परमाणुओं की मोटी होती है जो एक्स-रे प्राप्त करने वाले दूरबीनों के दर्पणों को ढकती है। अतीत में, प्लेटिनम-इरिडियम कोटिंग का उपयोग करके तोपखाने के ताले का जीवन बढ़ाया गया था।
आभूषण उद्योग में, इरिडियम का उपयोग ट्रिमिंग और इनले के लिए किया जाता है, हालांकि हाल ही में इरिडियम गहने बनाने के प्रयास किए गए हैं। ज्वेलरी प्लेटिनम का इरिडेशन बहुत अधिक पारंपरिक है: इरिडियम का दस प्रतिशत जोड़ उत्पाद को टिकाऊ, पहनने के लिए प्रतिरोधी और सुंदर बनाता है।
इरिडियम (ग्रीक आईरिस इंद्रधनुष से) आवधिक प्रणाली में परमाणु संख्या 77 के साथ एक रासायनिक तत्व है, जिसे प्रतीक इर (अव्य। इरिडियम) द्वारा दर्शाया गया है। यह प्लैटिनम समूह की एक बहुत ही कठोर, दुर्दम्य, चांदी-सफेद संक्रमणकालीन कीमती धातु है। इसका घनत्व, ऑस्मियम के घनत्व के साथ, सभी धातुओं में सबसे अधिक है (Os और Ir का घनत्व लगभग बराबर है)। प्लैटिनम परिवार के अन्य सदस्यों के साथ, इरिडियम एक महान धातु है।
1804 में, एक्वा रेजिया में देशी प्लैटिनम के विघटन के बाद बचे काले अवक्षेप का अध्ययन करते हुए, अंग्रेजी रसायनज्ञ एस. टेनेन्ट ने इसमें दो नए तत्व पाए। उनमें से एक को उन्होंने ऑस्मियम कहा, और दूसरा - इरिडियम। दूसरे तत्व के लवण अलग-अलग परिस्थितियों में अलग-अलग रंगों में रंगे जाते थे। यह संपत्ति इसके नाम का आधार थी।
इरिडियम एक बहुत ही दुर्लभ तत्व है, पृथ्वी की पपड़ी में सामग्री द्रव्यमान से 1 10-7% है। यह सोने और प्लेटिनम की तुलना में बहुत दुर्लभ है और, रोडियम, रेनियम और रूथेनियम के साथ, कम से कम सामान्य तत्वों में से एक है। प्रकृति में, यह मुख्य रूप से ऑस्मिक इरिडियम के रूप में होता है, जो देशी प्लैटिनम का लगातार साथी है। प्रकृति में कोई देशी इरिडियम नहीं है।
संपूर्ण इरिडियम गैर-विषाक्त है, लेकिन इसके कुछ यौगिक, जैसे कि IrF6, अत्यधिक विषैले होते हैं। वन्यजीवों में, यह कोई जैविक भूमिका नहीं निभाता है।
इरिडियम के भौतिक गुण
इसकी कठोरता के कारण, इरिडियम को मशीन बनाना मुश्किल है।
मोह पैमाने पर कठोरता - 6.5।
घनत्व 22.42 ग्राम/सेमी3.
गलनांक 2739 के (2466 डिग्री सेल्सियस)।
क्वथनांक 4701 K (4428 °C)।
विशिष्ट ताप क्षमता 0.133 J/(K mol).
तापीय चालकता 147 डब्ल्यू / (एम के)।
विद्युत प्रतिरोध 5.3 10-8 ओम मीटर (0 डिग्री सेल्सियस पर)।
रैखिक विस्तार गुणांक 6.5x10-6 डिग्री।
सामान्य लोच का मापांक 52.029x10-6 किग्रा/मिमी2.
गलनांक 27.61 kJ/mol.
वाष्पीकरण की ऊष्मा 604 kJ/mol है।
मोलर आयतन 8.54 cm3/mol.
क्रिस्टल जालक की संरचना फलक-केंद्रित घन है।
झंझरी अवधि 3.840 ए है।
प्राकृतिक इरिडियम दो स्थिर समस्थानिकों के मिश्रण के रूप में होता है: 191Ir (सामग्री 37.3%) और 193Ir (62.7%)। 164 - 199 द्रव्यमान संख्या वाले इरिडियम के रेडियोधर्मी समस्थानिक, साथ ही कई परमाणु आइसोमर, कृत्रिम तरीकों से प्राप्त किए गए हैं। एक मिनट से भी कम समय के आधे जीवन के साथ सबसे भारी आइसोटोप भी सबसे छोटा रहता है। आइसोटोप इरिडियम-183 केवल इसलिए दिलचस्प है क्योंकि इसका आधा जीवन ठीक एक घंटा है। रेडियोआइसोटोप इरिडियम-192 का व्यापक रूप से कई उपकरणों में उपयोग किया जाता है।
इरिडियम के रासायनिक गुण
इरिडियम में उच्च रासायनिक प्रतिरोध होता है। यह हवा में स्थिर है, पानी के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। कॉम्पैक्ट इरिडियम 100 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर सभी ज्ञात एसिड और उनके मिश्रण के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, जिसमें एक्वा रेजिया भी शामिल है।
यह 400 - 450 डिग्री सेल्सियस पर F2 के साथ और लाल ताप तापमान पर Cl2 और S के साथ इंटरैक्ट करता है। क्लोरीन इरिडियम के साथ चार क्लोराइड बनाता है: IrCl, IrCl2, IrCl3 और IrCl4। इरिडियम ट्राइक्लोराइड सबसे आसानी से 600°C पर क्लोरीन की धारा में रखे गए इरिडियम पाउडर से प्राप्त किया जाता है।
600 - 900 डिग्री सेल्सियस पर क्षार धातु क्लोराइड की उपस्थिति में क्लोरीनीकरण द्वारा इरिडियम पाउडर को भंग किया जा सकता है:
आईआर + 2Cl2 + 2NaCl = Na2।
ऑक्सीजन के साथ बातचीत केवल 1000 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर होती है, इरिडियम डाइऑक्साइड IrO2 के गठन के साथ, जो पानी में व्यावहारिक रूप से अघुलनशील है। यह एक जटिल एजेंट की उपस्थिति में ऑक्सीकरण करके घुलनशील रूप में परिवर्तित हो जाता है:
IrO2 + 4HCl + 2NaCl = Na2 + 2H2O।
+6 का उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था इरिडियम में हेक्साफ्लोराइड IrF6 में प्रकट होता है, एकमात्र हलाइड यौगिक जिसमें इरिडियम हेक्सावलेंट है। यह एक बहुत मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है जो पानी को भी ऑक्सीकरण करने में सक्षम है:
2IrF6 + 10H2O = 2Ir(OH)4 + 12HF + O2।
सभी प्लैटिनम समूह धातुओं की तरह, इरिडियम जटिल लवण बनाता है। इनमें जटिल धनायनों के साथ लवण भी हैं, उदाहरण के लिए Cl3 और जटिल आयनों वाले लवण, उदाहरण के लिए K3 3H2O।
जमा और उत्पादन
प्रकृति में, इरिडियम ऑस्मियम, प्लैटिनम, रोडियम, रूथेनियम और अन्य प्लैटिनम धातुओं के साथ मिश्र धातुओं के रूप में होता है। बिखरे हुए रूप में (द्रव्यमान द्वारा 10-4%) यह सल्फाइड कॉपर-निकल लौह-असर वाले अयस्कों में पाया जाता है। धातु इस तरह के खनिजों के घटकों में से एक है जैसे कि ऑरोस्मिराइड, सिसर्टस्काइट और नेवियनस्काइट।
ऑस्मिक इरिडियम के प्राथमिक जमा मुख्य रूप से मुड़े हुए क्षेत्रों (दक्षिण अफ्रीका, कनाडा, रूस, संयुक्त राज्य अमेरिका, न्यू गिनी में) के पेरिडोटाइट सर्पेन्टाइन्स में स्थित हैं। इरिडियम का वार्षिक उत्पादन लगभग 10 टन है।
इरिडियम प्राप्त करना
इरिडियम उत्पादन का मुख्य स्रोत तांबा-निकल उत्पादन से एनोड कीचड़ है। परिणामस्वरूप कीचड़ को समृद्ध किया जाता है और गर्म होने पर एक्वा रेजिया के साथ उस पर अभिनय करते हुए, प्लैटिनम, पैलेडियम, रोडियम, इरिडियम और रूथेनियम को क्लोराइड कॉम्प्लेक्स एच 2, एच 2, एच 3, एच 2 और एच 2 के रूप में समाधान में स्थानांतरित किया जाता है। ऑस्मियम एक अघुलनशील अवक्षेप में रहता है।
परिणामी घोल से, अमोनियम क्लोराइड NH4Cl जोड़कर, पहले प्लैटिनम कॉम्प्लेक्स (NH4)2 अवक्षेपित होता है, और फिर इरिडियम (NH4)2 और रूथेनियम (NH4)2 का कॉम्प्लेक्स बनता है।
जब (NH4) 2 को हवा में शांत किया जाता है, तो धात्विक इरिडियम प्राप्त होता है:
(NH4)2 = Ir + N2 + 6HCl + H2।
पाउडर को अर्ध-तैयार उत्पादों में दबाया जाता है और एक आर्गन वातावरण में बिजली की भट्टियों में पिघलाया या पिघलाया जाता है।
इरिडियम का उत्पादन करने वाले रूसी उद्यम:
- जेएससी "क्रिस्ट्सवेटमेट";
- एनपीपी "बिलन";
- ओजेएससी एमएमसी नोरिल्स्क निकेल।
इरिडियम का आवेदन
इरिडियम-192 74 दिनों के आधे जीवन के साथ एक रेडियोन्यूक्लाइड है, जिसका व्यापक रूप से दोष का पता लगाने में उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से उन स्थितियों में जहां उत्पन्न स्रोतों का उपयोग नहीं किया जा सकता है (विस्फोटक वातावरण, आवश्यक बिजली की आपूर्ति वोल्टेज की कमी)।
वेल्ड को नियंत्रित करने के लिए इरिडियम -192 का सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है: इसकी मदद से, सभी कच्चे स्थानों और विदेशी समावेशन को फोटोग्राफिक फिल्म पर स्पष्ट रूप से दर्ज किया जाता है।
इरिडियम-192 के साथ गामा दोष डिटेक्टरों का उपयोग स्टील और एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं से बने उत्पादों की गुणवत्ता को नियंत्रित करने के लिए भी किया जाता है।
ब्लास्ट फर्नेस उत्पादन में, समान इरिडियम आइसोटोप वाले छोटे कंटेनर भट्टी में सामग्री के स्तर को नियंत्रित करने का काम करते हैं। चूंकि उत्सर्जित गामा किरणों का हिस्सा मिश्रण द्वारा अवशोषित किया जाता है, फ्लक्स क्षीणन की डिग्री का उपयोग यह निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है कि मिश्रण के माध्यम से किरणों को कितनी दूर तक "घुसना" करना था, यानी, इसके स्तर को निर्धारित करने के लिए।
बिजली के स्रोत के रूप में विशेष रुचि इसका परमाणु आइसोमर इरिडियम-192m2 (241 वर्ष का आधा जीवन) है।
पेलियोन्टोलॉजी और भूविज्ञान में इरिडियम एक परत का संकेतक है जो उल्कापिंडों के गिरने के तुरंत बाद बनता है।
टंगस्टन और मोलिब्डेनम में तत्व संख्या 77 के छोटे जोड़ उच्च तापमान पर इन धातुओं की ताकत बढ़ाते हैं।
टाइटेनियम (0.1%) में इरिडियम का एक मामूली जोड़ नाटकीय रूप से एसिड के लिए पहले से ही महत्वपूर्ण प्रतिरोध को बढ़ाता है।
यही बात क्रोम पर भी लागू होती है।
डब्ल्यू और थ के साथ मिश्र - थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर के लिए सामग्री,
एचएफ के साथ - अंतरिक्ष वाहनों में ईंधन टैंक के लिए सामग्री,
आरएच, रे, डब्ल्यू के साथ - 2000 डिग्री सेल्सियस से ऊपर संचालित थर्मोकपल के लिए सामग्री,
ला और सीई के साथ - थर्मिओनिक कैथोड की सामग्री।
फाउंटेन पेन निब और कंपास सुइयों के लिए सोल्डरिंग पॉइंट बनाने के लिए इरिडियम और ऑस्मियम के मिश्र धातु का उपयोग किया जाता है।
उच्च तापमान (2000-23000 डिग्री सेल्सियस) को मापने के लिए, एक थर्मोकपल डिजाइन किया गया था, जिसके इलेक्ट्रोड इरिडियम और रूथेनियम या रोडियम के साथ इसके मिश्र धातु से बने होते हैं। अब तक, इस तरह के थर्मोकपल का उपयोग केवल वैज्ञानिक उद्देश्यों के लिए किया जाता है, और वही बाधा उद्योग में इसके परिचय के रास्ते में है - उच्च लागत।
इरिडियम, तांबे और प्लैटिनम के साथ, इलेक्ट्रोड बनाने के लिए एक सामग्री के रूप में आंतरिक दहन इंजन के लिए स्पार्क प्लग में उपयोग किया जाता है, इस तरह के प्लग को सबसे टिकाऊ (एक कार चलाने के 100-160 हजार किमी) बनाता है और स्पार्किंग वोल्टेज की आवश्यकताओं को कम करता है।
गर्मी प्रतिरोधी क्रूसिबल शुद्ध इरिडियम से बने होते हैं, जो आक्रामक वातावरण में दर्द रहित रूप से तेज गर्मी को सहन करते हैं; ऐसे क्रूसिबल में, विशेष रूप से, कीमती पत्थरों और लेजर सामग्री के एकल क्रिस्टल उगाए जाते हैं।
प्लैटिनम-इरिडियम मिश्र धातुओं के सबसे दिलचस्प अनुप्रयोगों में से एक विद्युत हृदय उत्तेजक का निर्माण है। प्लेटिनम-इरिडियम क्लैम्प वाले इलेक्ट्रोड को एनजाइना पेक्टोरिस वाले रोगी के हृदय में प्रत्यारोपित किया जाता है। इलेक्ट्रोड एक रिसीवर से जुड़े होते हैं, जो रोगी के शरीर में भी होता है। एक रिंग एंटीना वाला जनरेटर बाहर स्थित है, उदाहरण के लिए, रोगी की जेब में। रिंग एंटीना रिसीवर के विपरीत शरीर पर लगा होता है। जब मरीज को लगता है कि एनजाइना अटैक आ रहा है तो वह जनरेटर चालू कर देता है। रिंग एंटीना दालों को प्राप्त करता है जो रिसीवर को प्रेषित होते हैं, और इससे प्लैटिनम-इरिडियम इलेक्ट्रोड तक। इलेक्ट्रोड, आवेगों को नसों में संचारित करके, हृदय की धड़कन को अधिक सक्रिय रूप से बनाते हैं।
इरिडियम का उपयोग उत्पादों की सतहों को कोट करने के लिए किया जाता है। 600 डिग्री सेल्सियस पर पिघला हुआ पोटेशियम और सोडियम साइनाइड से इलेक्ट्रोलाइटिक रूप से इरिडियम कोटिंग्स बनाने के लिए एक विधि विकसित की गई है। इस मामले में, 0.08 मिमी मोटी तक की घनी कोटिंग बनती है।
इरिडियम का उपयोग रासायनिक उद्योग में उत्प्रेरक के रूप में किया जा सकता है। कभी-कभी एसिटिलीन और मीथेन से प्रोपलीन का उत्पादन करने के लिए इरिडियम-निकल उत्प्रेरक का उपयोग किया जाता है। इरिडियम नाइट्रोजन ऑक्साइड (नाइट्रिक एसिड प्राप्त करने की प्रक्रिया में) के निर्माण के लिए प्लैटिनम उत्प्रेरक का हिस्सा था।
आग रोक कांच उड़ाने के लिए माउथपीस भी इरिडियम से बनाए जाते हैं।
प्लेटिनम-इरिडियम मिश्र भी जौहरियों को आकर्षित करते हैं - इन मिश्र धातुओं से बने गहने सुंदर होते हैं और शायद ही खराब होते हैं।
मानक प्लैटिनम-इरिडियम मिश्र धातु से भी बनाए जाते हैं। इस मिश्र धातु से, विशेष रूप से, किलोग्राम मानक बनाया गया था।
इरिडियम का उपयोग पेन निब बनाने के लिए भी किया जाता है। पंखों की युक्तियों पर इरिडियम की एक छोटी सी गेंद पाई जा सकती है, यह विशेष रूप से सोने की निब पर दिखाई देती है, जहां यह पंख से ही रंग में भिन्न होती है।
जहां इरिडियम का उपयोग किया जाता है, वह निर्दोष रूप से कार्य करता है, और यह अनूठी विश्वसनीयता इस बात की गारंटी है कि भविष्य का विज्ञान और उद्योग इस तत्व के बिना नहीं चलेगा।