iridio | ||||
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Apariencia de una sustancia simple. | ||||
Muestras de cristal de iridio | ||||
Propiedades del átomo | ||||
Nombre, símbolo, número | Iridio / Iridio (Ir), 77 | |||
Masa atómica ( masa molar ) |
192,217(3) [1] a. m.e. ( g / mol ) | |||
Configuración electrónica | [Xe] 4f 14 5d 7 6s 2 | |||
Radio del átomo | 136 horas | |||
Propiedades químicas | ||||
radio covalente | 127 p. m. | |||
Radio de iones | (+4e) 68h | |||
Electronegatividad | 2.20 (escala de Pauling) | |||
Potencial de electrodo | Ir←Ir3 + 1,00 V | |||
Estados de oxidación | -3, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7, +8, +9 | |||
Energía de ionización (primer electrón) |
868,1 (9,00) kJ / mol ( eV ) | |||
Propiedades termodinámicas de una sustancia simple. | ||||
Densidad (en n.a. ) | 22,65/22,56±0,01 [2] [3] [4] g/cm³ | |||
Temperatura de fusión | 2739 K (2466 °C, 4471 °F) [2] | |||
Temperatura de ebullición | 4701 K (4428 °C, 8002 °F) [2] | |||
Oud. calor de fusión | 26,0 kJ/mol | |||
Oud. calor de evaporacion | 610 kJ/mol | |||
Capacidad calorífica molar | 25,1 [5] J/(K mol) | |||
Volumen molar | 8,54 cm³ / mol | |||
La red cristalina de una sustancia simple. | ||||
Estructura de celosía |
cara cúbica centrada |
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Parámetros de celosía | 3.840Å _ | |||
Debye temperatura | 440.00 K | |||
Otras características | ||||
Conductividad térmica | (300 K) 147 W/(m·K) | |||
número CAS | 7439-88-5 |
77 | iridio |
ir192.217 | |
4f 14 5d 7 6s 2 |
El iridio ( símbolo químico - Ir , del lat. Ir idium ) es un elemento químico del noveno grupo (según la clasificación obsoleta - un subgrupo lateral del octavo grupo, VIIIB), el sexto período del sistema periódico de elementos químicos de D. I. Mendeleev , con número atómico 77.
La sustancia simple iridio es un metal de transición blanco plateado, refractario, muy duro, del grupo del platino , que tiene una alta densidad y es comparable en este parámetro solo con el osmio (las densidades de Os e Ir son casi iguales, teniendo en cuenta la error de cálculos teóricos [6] ). Tiene una alta resistencia a la corrosión incluso a 2000 °C. Es extremadamente raro en rocas terrestres, por lo tanto, una alta concentración de iridio en muestras de rocas es un indicador del origen cósmico ( meteorito ) de estas últimas ( ).
El iridio fue descubierto en 1803 por el químico inglés S. Tennant simultáneamente con el osmio , que estaban presentes como impurezas en el platino natural traído de América del Sur . Tennant fue el primero entre varios científicos que lograron obtener suficiente residuo insoluble después de la exposición al agua regia en platino e identificar metales previamente desconocidos en él [7] .
El iridio ( griego antiguo ἶρις - "arco iris") obtuvo su nombre debido a los diversos colores de sus sales [8] .
El contenido de iridio en la corteza terrestre es insignificante (10 −7 % en masa). Es mucho más raro que el oro y el platino . Ocurre junto con osmio , rodio , renio y rutenio . Se refiere a los elementos menos comunes. El iridio es relativamente común en los meteoritos [9] . Es posible que el contenido real del metal en el planeta sea mucho mayor: su alta densidad y alta afinidad por el hierro ( siderofílico ) podría conducir al desplazamiento del iridio hacia las profundidades de la Tierra, hacia el núcleo del planeta , en el proceso. de su formación a partir del disco protoplanetario . Se ha encontrado una pequeña cantidad de iridio en la fotosfera solar [9] .
El iridio se encuentra en minerales como nevyanskite , sysertskite y aurosmiride .
Los depósitos primarios de iridio ósmico se encuentran principalmente en serpentinitas de peridotita de áreas plegadas (en Sudáfrica , Canadá , Rusia , EE . UU ., Nueva Guinea ) [10] .
La producción anual de iridio en la Tierra (según datos de 2009) es de unas 3 toneladas [11] . En 2015 se extrajeron 7,8 toneladas (251 mil onzas troy ). En 2016, el precio del kilogramo rondaba los 16,7 mil dólares (520 dólares estadounidenses por onza troy) [12] .
La configuración electrónica completa del átomo de iridio es: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 7 .
El iridio es un metal pesado de color blanco plateado que es difícil de mecanizar debido a su dureza. Punto de fusión - 2739 K (2466 °C), hierve a 4701 K (4428 °C) [2] . La estructura cristalina es cúbica centrada en las caras con un período a 0 = 0,38387 nm; resistencia eléctrica - 5.3⋅10 −8 Ohm m (a 0 °C), y 2⋅10 −7 Ohm m (a 2300 °C); coeficiente de expansión lineal - 6.5⋅10 −6 grados; el módulo de elasticidad normal es 538 GPa [13] ; densidad a 20 °C - 22,65 g/cm³ [2] , iridio líquido - 19,39 g/cm³ (2466 °C) [5] . La densidad es comparable al osmio vecino.
El iridio natural se presenta como una mezcla de dos isótopos estables : 191 Ir (contenido 37,3 %) y 193 Ir (62,7 %) [5] . Los isótopos radiactivos de iridio con números de masa 164-199, así como muchos isómeros nucleares , se han obtenido por métodos artificiales . Distribución recibida artificial 192 Ir.
El iridio es estable en el aire a temperatura y calentamiento normales [14] ; cuando el polvo se calcina en un flujo de oxígeno a 600–1000 °C, forma una pequeña cantidad de IrO 2 . Por encima de 1200 °C, se evapora parcialmente como IrO 3 . El iridio compacto a temperaturas de hasta 100 °C no reacciona con todos los ácidos conocidos y sus mezclas, incluso con agua regia . El negro de iridio recién precipitado se disuelve parcialmente en agua regia para formar una mezcla de compuestos de Ir(III) e Ir(IV). El polvo de iridio se puede disolver por cloración en presencia de cloruros de metales alcalinos a 600–900 °C o por sinterización con Na 2 O 2 o BaO 2 seguida de disolución en ácidos. El iridio interactúa con el flúor (F 2 ) a 400-450 ° C, y con el cloro (Cl 2 ) y el azufre (S) a una temperatura de calor rojo.
Compuestos divalentes de iridioLos estados de oxidación más altos del iridio (+7, +8, +9) se obtuvieron a temperaturas muy bajas en los compuestos [(η 2 -O 2 )IrO 2 ] + , IrO 4 e [IrO 4 ] + [15] [ 16] . También se conocen estados de oxidación inferiores (+1, 0, −1, −3), por ejemplo [Ir(CO)Cl(PPh 3 )] 2 , Ir 4 (CO) 12 , [Ir(CO) 3 (PPh 3 )] 1− , [Ir(CO) 3 ] 3− .
La principal fuente de producción de iridio es el lodo anódico de la producción de cobre-níquel. Del concentrado de metales del grupo del platino se separa oro (Au) , paladio (Pd) , platino (Pt) , etc .. El residuo que contiene rutenio (Ru) , osmio (Os) e iridio se alea con nitrato de potasio (KNO 3 ) e hidróxido de potasio (KOH) , la aleación se lixivia con agua, la solución se oxida con oxígeno (O 2 ) , el óxido de osmio (VIII) (OsO 4 ) y el óxido de rutenio (VIII) (RuO 4 ) se separan por destilación , y el precipitado que contiene iridio se fusiona con peróxido de sodio (Na 2 O 2 ) e hidróxido de sodio (NaOH) , la aleación se trata con agua regia y solución de cloruro de amonio (NH 4 Cl) , precipitando el iridio en forma de un compuesto complejo (NH 4 ) 2 [IrCl 6 ], que luego se calcina, obteniendo un metal - iridio. Un método prometedor es la extracción de iridio a partir de soluciones mediante la extracción de hexacloroiridatos con aminas alifáticas superiores. Para la separación del iridio de los metales base, el uso del intercambio iónico es prometedor . Para extraer el iridio de los minerales del grupo del iridio ósmico, los minerales se alean con óxido de bario, se tratan con ácido clorhídrico y agua regia , el OsO 4 se separa por destilación y el iridio se precipita en forma de (NH 4 ) 2 [IrCl 6 ] .
El consumo mundial de iridio fue de 10,4 toneladas en 2010. La aplicación principal es el equipo para el cultivo de monocristales, donde se utiliza iridio como material de crisol. En 2010 se utilizaron 6 toneladas de iridio para estos fines. Aproximadamente 1 tonelada es consumida por los fabricantes de bujías de primera calidad, equipos químicos y catalizadores químicos [17] [18] .
El iridio, junto con el cobre y el platino, se utiliza en bujías para motores de combustión interna (ICE) como material para fabricar electrodos, lo que hace que estas bujías sean las más duraderas (100-160 mil km de recorrido de un automóvil) y reduce los requisitos de encendido Voltaje. La primera empresa en utilizar iridio, mejorando así la calidad de las bujías, fue la empresa japonesa NGK [19] . Inicialmente utilizado en aviación y autos de carrera, luego, a medida que el costo de producción cayó, comenzó a usarse en autos masivos . Actualmente, estos enchufes están disponibles para la mayoría de los motores, pero son los más caros.
Aleaciones con tungsteno (W) y torio (Th) - materiales para generadores termoeléctricos , con rodio (Rh) , renio (Re) , tungsteno (W) - materiales para termopares operados por encima de 2000 °C, con lantano (La) y cerio ( Ce) son los materiales de los cátodos termoiónicos .
Los patrones históricos del metro y el kilogramo se fabricaban con una aleación de platino e iridio [20] .
En 2013, por primera vez en el mundo, el Banco Nacional de Ruanda utilizó iridio en la fabricación de monedas oficiales , que emitió una moneda de metal puro 999. Se emitió una moneda de iridio en denominaciones de 10 francos ruandeses [21] .
El iridio se ha utilizado para fabricar puntas de lápiz de primera calidad . Se puede encontrar una pequeña bola de iridio en las puntas de las plumas y las recargas de tinta, es especialmente visible en las puntas de oro, donde difiere en color de la punta misma. En nuestro tiempo, el iridio ha sido reemplazado por otros metales resistentes a la abrasión [22] .
El iridio en paleontología y geología es un indicador de una capa que se formó inmediatamente después de la caída de meteoritos.
Iridium-192 es una fuente gamma con una vida media de 74 días. Se utiliza en detección de fallas [14] y braquiterapia .
El interés como fuente de electricidad lo causa su isómero nuclear iridio-192m2 (vida media 241 años).
Los compuestos de iridio son fármacos potenciales para el tratamiento de enfermedades oncológicas [23] .
No juega ningún papel biológico. El iridio metálico no es tóxico, pero algunos compuestos de iridio, como su hexafluoruro (IrF 6 ), son altamente tóxicos .
El precio del iridio en el mercado mundial en 2021 es de unos 160 dólares por gramo [24] .
En la Federación Rusa para la adquisición, almacenamiento, transporte, envío y venta ilegales de iridio (así como otros metales preciosos de oro , plata , platino , paladio , rodio , rutenio y osmio [25] ) a gran escala (es decir , con un valor de más de 2,25 millones de rublos [26] ) con la excepción de joyas y artículos para el hogar y desechos de dichos artículos, la responsabilidad penal se prevé en forma de prisión de hasta 5 años [27] .
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