Найважчі метали у світі
Людству відомо багато видів металів, які дозволяють сьогодні виготовляти якісні інструменти, деталі для машин, техніку, транспортні засоби та багато інших потрібних і корисних речей. Є неймовірно легкі метали, міцні, дорогі, а існують найважчі метали. На звання «найбільш важкий метал у світі» можуть рівноправно претендувати метали платинової групи – осмій (порядковий номер 76) і іридій (порядковий номер 77). Вони обидва володіють високою густиною, яка дорівнює 22,6 г/см3. Вчені вважають, що їх маса приблизно однакова, а наявні при обчисленнях похибки дозволяють на питання, який метал найважчий, відповісти, що обидва цих металу цілком можуть вважатися найбільш важкими.
Іридій: відкриття, особливості, застосування
Цей найважчий метал на Землі відкрив вчений з Англії Смітсон Теннат в 1803р. Вже канули в минуле кілька століть від моменту відкриття платини. Саме з цього білого металу на початку дев’ятнадцятого століття фізикам вдалося виділити паладій і родій. А Теннат знайшов в осаді металу ще два елементи – іридій і осмій. У перекладі з давньогрецької іридій означає «веселка».
Це метал сріблясто-білого кольору, який є не тільки важкою, але і досить міцним. Виявлений іридій унікальний навіть для наших часів, оскільки в корі Землі його зовсім небагато. Цього металу за рік можна добути не більше 1000 кг. Найчастіше іридій виявляють у тих місцях, де падали метеорити. Вчені стверджують, що сріблясто-білого кольору метал міг бути більш поширеним металом на поверхні нашої планети, але виною невеликих його родовищ є чимала атомна маса, яка, нібито продавлювала породу, просуваючи метал ближче до ядра Землі.
Іридій в таблиці Менделєєва
Іридій досить складний в обробці, а також хімічно інертний. Якщо помістити шматочок такого металу в суміш азотної і соляної кислоти, то нічого не станеться. В промисловості широке застосування знайшов ізотоп іридію «192m2», що використовується в якості джерела електричної енергії. Метал широко використовується в палеонтології – з його допомогою вчені визначають вік знайдених у Землі артефактів. Також іридій може застосовуватися для нанесення покриттів на інші метали, однак через складність в обробці даного металу зробити це досить важко. На допомогу приходить хімічний спосіб, який дозволяє домагатися рівномірного нанесення покриття з іридію на інші метали і керамічні вироби.

Осмій: відкриття, особливості, застосування
Найважчий метал осмій
Осмій – це теж найважчий метал в таблиці Менделєєва. Олов’яно-білий з блакитним відтінком метал відкрив Смітсон Теннат рік потому, після виявлення іридію в платині. Коли платину розчинили в «царській горілці», то в осаді вчений і виявив цей елемент. Густина його дуже висока- він твердий, але при цьому крихкий, і з нього легко виходить порошок. Температура кипіння осмію точно невідома - вчені вважають, що це приблизно 5500 ° C, а плавиться осмій при 3000 ° C.
Осмій в таблиці Менделєєва
Осмій, як і попередній виявлений метал, обробці майже не піддається. Здебільшого він міститься в метеоритах, але й на нашій планеті можна зустріти великі родовища (наприклад, вони існують в Росії, США і ПАР). Відмінною особливістю осмію є неприємний запах, в якому можна вловити одночасно запах часнику і хлору. Тому з давньогрецької назва «осмій» означає «запах».
Осмій - елемент не простий, а справді рідкісний і дивовижний, причому властивості його часто здаються парадоксальними .Хіміки називають осмій металом благородним: він належить до групи платинових - платина і іридій знаходяться в таблиці Менделєєва якраз поруч з ним.
Властивості осмію
Щоб ми могли краще уявити собі властивості осмію, можна спробувати пояснити, що означає його висока густина : наприклад, якщо порошком цього металу наповнити пляшку (0,5 л), то відро з водою виявиться легшим - властивість дійсно неординарна. Здавалося б, це властивість повинна знайти широке застосування в сучасному світі, але це далеко не так: в техніці осмій майже не використовується - на практиці висока густина поки не так затребувана, як міцність, тугоплавкість та інші «корисні якості» різних хімічних елементів. Подив властивості осмію викликають, але справжній діловий інтерес - це щось інше. Тим не менше, вартість його на ринку вища, ніж вартість платини, не кажучи вже про золото: цей блискучий метал, довгі століття вабливий і чарує людей, сьогодні оцінюється в 7, 5 разів дешевше, ніж загадковий осмій. Інша властивість - високий ступінь твердості, більше цікавить хіміків: осмій входить в багато надтвердих сплавів - зносостійкість таких сплавів непорівнянна практично ні з чим, а деталі і елементи з них можна виконувати дуже дрібні.
Як правило, використовується осмій для виготовлення лампочок розжарювання або інших приладів, що вимагають застосування тугоплавких матеріалів. Зі сплавів з осмієм роблять кінчики пер дорогих авторучок, деталі високоточних вимірювальних приладів. Авторучки з осмієвими наконечниками пера можуть писати роками, чого не можна сказати про повністю золотих або інших металевих пер - осмієвому перу дійсно «нема зносу». Що стосується високоточних приладів, то з осмію роблять вістря стрілок для компасів, він використовується в годинникових механізмах - з нього виготовляють опори, осі і т.д. Різці для обробки деяких матеріалів та хірургічні інструменти теж включають осмій - можна сказати, що його твердість і стійкість до корозії не знають меж. Тугоплавкість осмію теж намагалися використовувати в промисловості, причому досить давно - ще в ті часи, коли газове світло далеко не всюди було витіснене світлом електричним. Відомий австрійський хімік Карл Ауер фон Вельсбах в 1900 році запропонував замість вугільної нитки, що застосовувалася тоді в лампах розжарювання, використовувати нитки з осмію. Вугільні нитки отримували з рослинних волокон, і лампи з ними горіли тьмяним світлом, а працювали порівняно недовго - після заміни вугільних ниток на осмієві, лампи стали горіти в кілька разів яскравіше, а енергії споживати значно менше, але потім дорогий і рідкісний осмій в лампах замінили вольфрамом , який застосовується до цих пір, хоча осмієві лампи теж зустрічаються. Один час осмій застосовувався також у виробництві амоніаку, але й там його замінили залізом - дорожнеча знову зіграла свою роль, проте хімічна промисловість все ж використовує більше осмію, ніж інші галузі - близько половини всього видобутого у світі осмію йде на потреби хіміків. Висока міцність осмію дозволяє використовувати його для виготовлення хірургічних інструментів. Щоб визначити справжній вік метеорита залізної породи, використовують ізотоп осмію 187. Природним родовищем осмію може «похвалитися» Казахстан. Але за грам такого металу, добутого з даного родовища, покупцеві доведеться викласти не менше 10000 доларів, а все тому, що цей метал досить рідкісний.
Можна відзначити, що це якийсь неймовірний збіг обставин, що настільки важкі і рідкісні метали зустрічаються в одному сплаві. А щоб розлучити ці матеріали, зробивши їх окремими металами, які можна використовувати в різних галузях, доведеться приділити процесу чимало сил і часу.
У світі сьогодні виробляють багато різних металів: якихось - мільйони тонн, якихось - тисячі, а ось осмій проводиться в кількості декількох кілограмів на рік – різниця.
Вплив осмію на організм.
А яка ж біологічна роль осмію - чи впливає він якимось чином на живі організми, чи входить він до складу клітин і тканин? У цьому відношенні сучасні вчені одностайні, і впевнені, що біологічної ролі осмій не грає, а ось шкоду тваринам і людині принести може. Серед абіогенних ( не беруть участі у метаболізмі живих організмів) елементів осмій класифікується, як один з найагресивніших, поряд з бісмутом, берилієм і ртуттю. Хіміки називають їх елементами пізньої вулканічної діяльності, і вважають вкрай агресивними і токсичними - навіть у дуже малих дозах. Особливо токсичний леткий тетраоксид (вищий оксид, OsO4) осмію, що утворюється в процесі виділення цього елемента з платинової сировини, але і він знаходить своє застосування: його використовують, як каталізатор, при виробництві деяких синтетичних ліків, а також у лабораторних дослідженнях - з його допомогою зручно фарбувати тканини під мікроскопом. Ця ж речовина, звана також окисом осмію, використовують для розпису порцеляни, як чорний барвник. В мінералогії солі осмію використовуються в процесі травлення різних матеріалів. При виготовленні хірургічних імплантатів - наприклад, легеневих клапанів і кардіостимуляторів, в медицині застосовується сплав платини і осмію - 9: 1. Інші сполуки і сплави осмію поки не знайшли практичного застосування, але вчені не перестають шукати, причому розробляються і нові шляхи одержання цього металу. У Норильську, на відомому гірничо-металургійному комбінаті, вчені спробували отримувати осмій з мідно-нікелевих руд. Завдання було дуже складною і трудомісткою, але в результаті був отриманий осмієвий концентрат, з якого потім отримали чистий осмій - можна сказати, що вирішена ця задача була успішно.
Який же вплив робить осмій на організм людини і тварин? Дуже шкідливий і токсичний: у тварин при його вдиханні різко розвивається недокрів'я, а легені перестають працювати - є думка, що дуже швидко виникає їх набряк, так як альвеолярна мембрана, що виконує функцію бар'єру і забезпечує надходження кисню в кров, стає практично непроникною. Навіть малі кількості осмію в повітрі викликають у людини ураження очей - біль, сльозотечу і кон'юнктивіт, в роті з'являється металевий присмак, а в бронхах спазми, дихати стає важко, і це може тривати кілька годин після того, як джерело отруєння ліквідовано. Якщо осмій діє на людину довше, він може викликати сліпоту, захворювання легенів і нервової системи, порушення травлення і роботи нирок - можливий навіть смертельний результат. Від осмію страждає і шкіра: вона може позеленіти або почорніти, омертвіти, на ній можуть з'явитися пухирці і виразки, які потім заживають дуже довго.
Де і як можна отримати отруєння осмієм? Звичайно, перш за все, це повітря в різних виробничих приміщеннях, де концентрація осмію в повітрі хоч трохи перевищує допустиму. Деякі вчені вважають, що в повітрі робочих приміщень взагалі не повинно бути тетраоксиду осмію, але на сучасних виробництвах він все-таки є. Захищаються від отруєнь за допомогою спецодягу та респіраторів - у хімічному виробництві такий захист звичайна справа, але важливе значення має і техніка безпеки: вся апаратура повинна бути герметизована, а ємності з оксидом осмію повинні бути щільно закупорені і зберігатися за певними правилами. При попаданні сполук осмію в очі їх треба промивати чистою водою не менше 15 хвилин, а потім відразу ж звернутися до лікаря-при вдиханні осмій нейтралізують бікарбонатом натрію - його вдихають у вигляді аерозолю. При прийомі всередину необхідно негайно випити молоко, а потім промити шлунок. Димеркапрол - препарат, що допомагає при важких отруєннях осмієм: він часто використовується, як антидот, при отруєнні солями важких металів.

Предмети: Хімія

Класи: 10 клас