Iridi – Wikipedia tiếng Việt

Iridi là một nguyên tố hóa học với số nguyên tử 77 và ký hiệu là Ir. Là một kim loại chuyển tiếp, cứng, màu trắng bạc thuộc nhóm platin, iridi là nguyên tố đặc thứ 2 (sau osmi) và là kim loại có khả năng chống ăn mòn nhất, thậm chí ở nhiệt độ cao khoảng 2000 °C. Mặc dù chỉ các muối nóng chảy và halogen nhất định mới ăn mòn iridi rắn, bụi iridi mịn thì phản ứng mạnh hơn và thậm chí có thể cháy. Các hợp chất iridi quan trọng nhất được sử dụng là các muối và acid tạo thành với clo, mặc dù iridi cũng tạo thành một số các hợp chất kim loại hữu cơ được dùng làm chất xúc tác và nghiên cứu.191Ir và 193Ir là hai đồng vị tự nhiên của iridi và cũng là hai đồng vị bền; trong đó đồng vị 193Ir phổ biến hơn.

Iridi được Smithson Tennant phát hiện năm 1803 ở Luân Đôn, Anh, trong số các tạp chất không hòa tan trong platin tự nhiên ở Nam Mỹ. Mặc dù nó là một trong những nguyên tố hiếm nhất trong vỏ Trái Đất, với sản lượng và tiêu thụ hàng năm chỉ 3 tấn, nó có nhiều ứng dụng trong công nghiệp đặc thù và trong khoa học. Iridi được dùng với chức năng chống ăn mòn cao ở nhiệt độ cao như nồi nung làm tái kết tinh của các chất bán dẫn ở nhiệt độ cao, các điện cực trong sản xuất clo, và máy phát nhiệt điện đồng vị phóng xạ được dùng trong phi thuyền không người lái. Các hợp chất iridi cũng được dùng làm các chất xúc tác trong sản xuất acid axetic. Trong công nghiệp ôtô, iridi được dùng làm bugi (high-end after-market sparkplugs) với vai trò điện cực trung tâm, thay thế việc sử dụng các kim loại thông thường.

Các dị thường iridi cao trong lớp sét thuộc ranh giới địa chất K-T ( kỷ Creta – kỷ Trias ) đã đưa đến giả thuyết Alvarez, mà theo đó sự tác động ảnh hưởng của một vật thể lớn ngoài khoảng trống đã gây ra sự tiệt chủng của khủng long thời tiền sử và những loài khác cách đây 65 triệu năm. Iridi được tìm thấy trong những thiên thạch với hàm lượng cao hơn hàm lượng trung bình trong vỏ Trái Đất. [ 6 ] Người ta cho rằng lượng iridi trong Trái Đất cao hơn hàm lượng được tìm thấy trong lớp vỏ đá của nó, nhưng có tỷ lệ cao và khuynh hướng của iridi link với sắt, hầu hết iridi giảm theo chiều từ bên dưới lớp vỏ đi vào tâm Trái Đất khi Trái Đất còn trẻ và vẫn nóng chảy .

Iridi có thể được làm thành dải hoặc dây mảnh bằng cách cán hoặc chuốt kéo.

Tính chất vật lý[sửa|sửa mã nguồn]

Là thành viên của những sắt kẽm kim loại nhóm platin, iridi có màu trắng tương tự như platin nhưng hơi ngả sang màu vàng nhạt. Do độ cứng, giòn, và điểm nóng chảy rất cao của nó, iridi rắn khó gia công, định hình, và thường được sử dụng ở dạng bột luyện kim. [ 7 ] Nó là sắt kẽm kim loại duy nhất duy trì được những đặc thù cơ học tốt trong không khí ở nhiệt độ trên 1600 °C. [ 8 ] Iridi có điểm nóng chảy cao và trở thành chất siêu dẫn ở nhiệt độ dưới 0,14 K. [ 9 ]Mô đun đàn hồi của iridi lớn thứ 2 trong những sắt kẽm kim loại, sau osmi. [ 8 ] Điều này tích hợp với mô đun độ cứng cao và thông số Poisson thấp cho thấy Lever của độ cứng và năng lực chống biến dạng lớn nên để sản xuất những bộ phận hữu dụng là yếu tố rất khó khăn vất vả. Mặc dù có những hạn chế và giá cao, nhiều ứng dụng đã được tiến hành trong những thiên nhiên và môi trường cần độ bền cơ học cao đặc biệt quan trọng trong công nghệ tiên tiến văn minh. [ 8 ]Mật độ được đo đạc của iridi chỉ thấp hơn của osmi một chút ít ( khoảng chừng 0,1 % ). [ 10 ] [ 11 ] Có 1 số ít nhập nhằng tương quan đến hai nguyên tố này là nguyên tố nào đặc hơn, do size nhỏ khác nhau về tỷ lệ và khó khăn vất vả về độ đúng mực của phép đo, [ 12 ] nhưng, khi độ đúng chuẩn tăng khi tính tỷ lệ bằng tài liệu tinh thể học tia X thì tỷ lệ của iridi là 22,56 g / cm3 và của osmi là 22,59 g / cm3. [ 13 ]

Tính chất hóa học[sửa|sửa mã nguồn]

Iridi là sắt kẽm kim loại có năng lực chống ăn mòn lớn nhất : [ 14 ] nó không phản ứng với hầu hết acid, nước cường toan, sắt kẽm kim loại nóng chảy hay những silicat ở nhiệt độ cao. Tuy nhiên, nó hoàn toàn có thể phản ứng với một số ít muối nóng chảy như natri xyanua và kali xyanua, [ 15 ] cũng như oxy và những halogen ( đặc biệt quan trọng flo ) [ 16 ] ở nhiệt độ cao hơn. [ 17 ]

Các hợp chất[sửa|sửa mã nguồn]

Các trạng thái oxy hóa[note 1]

−3

[Ir(CO)

3

]

3−

−1

[Ir(CO)

3

(PPh

3

)]

0

Ir

4

(CO)

12

+1

[Ir(CO)Cl(PPh

3

)

2

]

+2

IrCl

2

+3

IrCl

3

+4

IrO

2

+5

Ir

4

F

20

+6

IrF

6

+7

[(η

2

-O

2

)IrO

2

]

+

+8

IrO

4

+9

[IrO

4

]

+

[3]

Iridi tạo thành các hợp chất ở dạng oxide có trạng thái oxy hóa từ −3 đến +6; trạng thái oxy hóa phổ biến nhất là +3 và +4.[7] Các mẫu có tính chất đặc trưng tốt của các trạng thái oxy hóa cao nhất thì hiếm có, nhưng có một số dạng như IrF
6 và 2 oxide hỗn hợp Sr
2MgIrO
6 và Sr
2CaIrO
6.[7][18] Ngoài ra, năm 2009, iridi(VIII) tetroxide (IrO
4) đã được điều chế ở dạng matrix isolation conditions (6 K trong Ar) bằng cách chiếu tia cực tím vào phức iridium-peroxo. Tuy nhiên, mẫu này không ổn định như mong đợi khi mà trạng thái rắn của nó phải được duy trì ở nhiệt độ cao hơn.[19] Trạng thái oxy hóa cao nhất (+9) cũng là điểm mà nhiệt độ cao nhất được ghi nhận đối với bất kỳ nguyên tố này, chỉ được biết đến ở một cation IrO+
4; đó là loại pha khí duy nhất được biết đến và không hình thành bất kỳ muối nào.[3]

Iridi dioxide, IrO
2, một chất bột màu nâu, là oxide của iridi được mô tả chi tiết nhất.[7] Sesquioxide, Ir
2O
3, đã được mô tả là một chất bộ màu xanh-đen bị oxy hóa thành IrO
2 bởi HNO
3.[16] Disulfide, diselenua, sesquisulfide, và sesquiselenua tương ứng cũng đã được biết đến, và IrS
3 cũng đã được nghiên cứu.[7] Iridi cũng tạo thành các iridat có trạng thái oxy hóa +4 và +5, như K
2IrO
3 và KIrO
3, các chất này có thể được điều chế từ phản ứng của kali oxide hoặc kali superoxide với iridi ở nhiệt độ cao.[20]

Mặc dù các hydride hai cấu tử của iridi, Ir
xH
y đã được biết đến, các phức được cho là có chứa IrH4−
5 và IrH3−
6, trong các phức này iridi có trạng thái oxy hóa tương ứng là +1 và +3.[21] Hydride ba cấu tử Mg
6Ir
2H
11 được tin là chứa cả IrH4−
5 và IrH5−
4 18-electron.[22]

Không monohalide hoặc dihalide nào tồn tại trong khi trihalide, IrX
3, kết hợp với tất cả halogen.[7] Đối với trạng thái oxy hóa +4 và cao hơn, chỉ có tetrafluorua, pentafluorua và hexafluorua là tồn tại.[7] Iridi hexafluorua, IrF
6, là chất rắn màu vàng có tính phản ứng mạnh, bao gồm các phân tử tám mặt. Nó phân hủy trong nước và bị khử thành IrF
4 ở dạng chất rắn kết tinh bằng iridi màu đen.[7] Iridi pentaflorua có tính chất tương tự nhưng thật sự là một tetramer, Ir
4F
20, được tạo thành bởi bát diện dùng chung 4 góc.[7] Kim loại iridi tan trong cyanide-kali kim loại nóng chảy tạo ra ion Ir(CN)3+
6 (hexacyanoiridat).

Acid hexachloroiridic(IV), H
2IrCl
6, và các muối của nó là những hợp chất iridi quan trong nhất trong lĩnh vực công nghiệp.[23] Chúng liên quan đến việc làm tinh khiết iridi và được sử dụng như các tiền chất để tạo các hợp chất iridi quan trọng khác, cũng như trong việc mạ anode. Ion IrCl2−
6 có màu nâu sẫm, và có thể dễ dàng bị khử thành IrCl3−
6 nhạt màu hơn và ngược lại.[23] Iridi trichlorua, IrCl
3, có thể thu được ở dạng anhydrat từ sự oxy hóa trực tiếp bột iridi bằng clo ở 650 °C,[23] hoặc dạng hydrat bằng cách hòa tan Ir
2O
3 trong Acid clohydric, thường được dùng làm vật liệu ban đầu trong việc tổng hợp các hợp chất Ir(III) khác.[7] Hợp chất khác được sử dụng làm tiến chất là ammoni hexachloroiridat(III), (NH
4)
3IrCl
6. Các phức iridi(III) là nghịch từ (spin thấp) và thường có phân tử tám mặt đối xứng.[7]

Các hợp chất iridi hữu cơ chứa các liên kết iridi–carbon trong đó kim loại thường có trạng thái oxy hóa thấp hơn. Ví dụ, trong thái oxy hóa zero được phát hiện trong tetrairidi dodecacarbonyl, Ir
4(CO)
12, đây là một carbonyl của iridi hai cấu tử bền ổn định và phổ biến nhất.[7] Trong hợp chất này, mỗi nguyên tử iridi được liên kết đến 3 nguyên tử khác, tạo thành ô mạng tứ diện. Một vài hợp chất kim loại hữu cơ Ir(I) không đủ nổi tiếng để đặt tên sau khi được phát hiện ra. Ví dụ một chất là phức Vaska, IrCl(CO)[P(C
6H
5)
3]
2, nó có tính chất liên kết bất thường với phân tử oxy, O
2.[24] Một chất khác là xúc tác Crabtree, xúc tác đồng nhất trong các phản ứng tạo hydro.[25] Các hợp chất này đều có cấu trúc phẳng vuông, phức d8, có tổng cộng 16 electron liên kết, chúng liên quan đến tính hoạt động của chất này.[26]

Một vật liệu hữu cơ gốc iridi LED đã được ghi nhận, và được phát hiện là sáng hơn nhiều so với DPA hoặc PPV, vì vậy nó có thể là nền tảng cho ánh sáng OLED chủ động trong tương lai.[27]

Iridi có hai đồng vị bền trong tự nhiên là 191I r và 193I r, với thành phần thứ tự 37,3 % và 62,7 %. [ 28 ] Có tối thiểu 34 đồng vị phóng xạ đã được tổng hợp có số khối từ 164 đến 199. 192I r, nằm giữa hai đồng vị bền là đồng vị phóng xạ bề nhất với chu kỳ luân hồi bán rã là 73,827 ngày, và được ứng dụng trong cận xạ trị [ 29 ] và trong chụp ảnh phóng xạ công nghiệp, đặc biệt quan trọng trong những thí nghiệm không tàn phá những mối hàn của thép và trong công nghiệp dầu khí ; những nguồn iridi-192 tương quan đến nhiều sự cố phóng xạ. Ba đồng vị khác có chu kỳ luân hồi bán rã tối thiểu một ngày — 188I r, 189I r, và 190I r. [ 28 ] Các đồng vị có số khối dưới 191 phân rã theo cách tích hợp giữa phân rã β +, α, và ( hiếm hơn ) phát xạ proton, ngoại trừ 189I r phân rã bằng cách bắt giữ electron. Các đồng vị tổng hợp nặng hơn 191 phân rã β −, mặc dầu 192I r cũng có bắt giữ một chút ít electron. [ 28 ] Tất cả những đồng vị đã biết của iridi đã được phát hiện trong khoảng chừng thời hạn 1934 và 2001 ; đồng vị được phát hiện gần đây nhất là 171I r. [ 30 ]Ít nhất có 32 đồng phân hạt nhân đã được miêu tả có số khối từ 164 đến 197. Đồng phân không thay đổi nhất là 192 m2Ir, nó phân rã thành đồng phân chuyển tiếp với chu kỳ luân hồi bán rã 241 năm, [ 28 ] nên nó là đồng phân ở định hơn trong tổng thể những đồng vị tổng hợp ở trạng thái không thay đổi. Đồng phân kém bền nhất là 190 m3Ir có chu kỳ luân hồi bán rã chỉ 2 µ giây. [ 28 ] Đồng vị 191I r là đồng vị tiên phong trong bất kể nguyên tổ nào biểu lộ hiệu ứng Mössbauer. Điều này rất hữu dụng trong phổ Mössbauer trong điều tra và nghiên cứu vật lý, hóa học, sinh hóa, luyện kim và khoáng vật học. [ 31 ]
Thần Hy Lạp Iris, được dùng để đặt tên cho nguyên tố iridi .

Việc phát hiện ra iridi đan xen với việc phát hiện ra platin và các kim loại khác trong nhóm platin. Platin tự sinh được sử dụng bởi người Ethiopia cổ đại[32] và trong các nền văn hóa Nam Mỹ[33] cũng có chứa một lượng nhỏ các kim loại khác thuộc nhóm platin bao gồm cả iridi. Platin đến Châu Âu với tên gọi là platina (“silverette”), được tìm thấy trong thế kỷ 17 bởi những kẻ xâm lược người Tây Ban Nha trong vùng mà ngày nay được gọi là Chocó ở Colombia.[34] Việc phát hiện kim loại này không ở dạng hợp kim của các nguyên tố đã biết, nhưng thay vào đó là một nguyên tố hoàn toàn mới, mà đã không được biết đến cho mãi tới năm 1748.[35]

Các nhà hóa học điều tra và nghiên cứu platin đã hòa tan nó trong nước cường toan để tạo ra những muối tan. Chúng được quan sát từ một lượng nhỏ có màu sẫm, chất còn lại không tan. [ 8 ] Joseph Louis Proust đã nghĩ rằng chất không tan này là graphit. [ 8 ] Các nhà hóa học Pháp Victor Collet-Descotils, Antoine François, comte de Fourcroy, và Louis Nicolas Vauquelin cũng đã quan sát chất cặn này năm 1803, nhưng không tích lũy đủ cho những thí nghiệm sau đó. [ 8 ]

Năm 1803, nhà khoa học Anh Smithson Tennant (1761–1815) đã phân tích chất cặn không tan và kết luận rằng nó phải chứa một kim loại mới. Vauquelin đã xử lý bột trộn với kiềm và các acid[14] và thu được một oxide dễ bay hơn mới, mà từ đó ông tin rằng đây là kim loại mới, ông đặt tên nó là ptene, trong tiếng Hy Lạp πτηνός ptēnós nghĩa là “cánh chim”.[36][37] Tennant đã có thuận lợi hơn trong việc thu được lượng cặn lớn hơn, và ông tiếp tục nghiên cứu của mình và xác định hai nguyên tố mà trước đó chưa được phát hiện trong chất cặn đen, là iridi và osmi.[8][14] Ông thu được các tinh thể màu đỏ sẫm (có lẽ là Na
2[IrCl
6]·nH
2O) bằng một chuỗi các phản ứng với natri hydroxide và Acid clohydric.[37] Ông đặt tên iridium theo tên Iris (Ἶρις), the Greek winged goddess of the rainbow and the messenger of the Olympian gods, bởi vì nhiều muối mà ông thu được có nhiều màu.[note 2][38] Việc phát hiện ra nguyên tố mới được ghi nhận trong một lá thư gởi Hiệp hội hoàng gia ngày 21 tháng 6 năm 1804.[8][39]

Nhà khoa học người Anh John George Children là người đầu tiên nấu chảy mẫu iridi năm 1813 với sự trợ giúp của “pin mạ lớn nhất từng được chế tạo” (vào lúc đó).[8] Lần đầu tiên thu nhận được iridi độ tinh khiết cao do Robert Hare thực hiện năm 1842. Ông đã phát hiện nó có tỉ trọng khoảng 21,8 g/cm3 và ghi nhận rằng kim loại này gần như không thể uốn và rất cứng. Việc nấu chảy đầu tiên với số lượng đáng kể được thực hiện bởi Henri Sainte-Claire Deville và Jules Henri Debray năm 1860. Họ đã đốt hơn 300 lit khí O
2 và H
2 tinh khiết để thu được mỗi kg iridi.[8]

Những điểm cực kỳ khó trong việc nung chảy kim loại đã làm hạn chế khả năng xử lý iridi. John Isaac Hawkins was looking to obtain a fine and hard point for fountain pen nibs, và năm 1834 đã kiểm soát việc tạo ra bút vàng có đầu iridi. Năm 1880, John Holland và William Lofland Dudley đã có thể nấu chảy iridi bằng cách cho thêm phosphor vào và nhận được bằng sáng chế công nghệ này ở Hoa Kỳ; Công ty Anh Johnson Matthey sau đó đã chỉ ra họ đã đang sử dụng công nghệ tương tự từ năm 1837 và đã trình diễn nấu chảy iridi tại nhiều hội chợ Thế giới.[8] Ứng dụng đầu tiên của hợp kim iridi và rutheni là làm cặp nhiệt điện, nó được tạo ra bởi Otto Feussner năm 1933. Cặp nhiệt điện này cho phép đo nhiệt độ trong không khí lên đến 2000 °C.[8]

Ở Munich, Đức vào năm 1957 Rudolf Mößbauer, trong toàn cảnh được gọi là ” một trong những thí nghiệm ấn tượng của vật lý thế kỷ 20 “, [ 40 ] đã phát hiện ra sự cộng hưởng và recoil – phát xạ và hấp thụ tự do những tia gama bởi những nguyên tử trong sắt kẽm kim loại rắn chỉ chứa 191I r. [ 41 ] Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng Mössbauer ( từng được quan sát trên những hạt nhân khác như 57F e ), và đã tăng trưởng thành phổ Mössbauer, đã có những góp phần quan trọng trong điều tra và nghiên cứu vật lý, hóa học, sinh hóa, luyện kim, và khoáng vật học. [ 31 ] Mössbauer đã nhận giải Giải Nobel vật lý năm 1961 ở tuổi 32, chỉ 3 năm sau khi phát hiện của ông được công bố. [ 42 ] Năm 1986 Rudolf Mössbauer đã được vinh dự nhận được huy chương Albert Einstein và Elliot Cresson từ thành tựu này .
Iridi là một trong những nguyên tố ít phổ cập n hất trong vỏ Trái Đất .A large black egg-shaped boulder of porous structure standing on its top, tilted [43]Thiên thạchWillamette, thiên thạch lớn thứ 6 được tìm thấy trên thế giới, có 4,7 ppm iridi.Iridi là một trong 9 nguyên tố bền ít phổ cập nhất trong vỏ Trái Đất, có tỉ lệ khối trung bình 0,001 ppm trong đá của vỏ ; trong khi vàng thông dụng hơn gấp 40 lần, platin gấp 10 lần, và bạc và thủy ngân gấp 80 lần. [ 7 ] Teluride có độ thông dụng bằng với iridi. [ 7 ] trái lại với tính phố biến thấp của nó trong đá của vỏ, iridi tương đối phổ cập trong những thiên thạch, với hàm lượng 0,5 ppm hoặc hơn. [ 44 ] Tổng hàm lượng iridi trên Trái Đất được cho rằng lớn hơn nhiều so với những gì đã quan sát được trong đá của vỏ, nhưng do tỷ lệ và tính siderophilic ( ” ái sắt ” ) của iridi, nó chìm xuống bên dưới vỏ và đi vào trong lõi Trái Đất khi hành tinh còn ở trạng thái nói chảy. [ 23 ]

Iridi được tìm thấy trong tự nhiên ở dạng nguyên tố không kết hợp hoặc trong dạng hợp kim tự nhiên; đặc biệt là các hợp kim iridi–osmis, osmiridi (giàu osmi), và iridosmi (giàu iridi).[14] Trong các mỏ nikel và đồng, các kim loại platin tồn tại ở dạng sulfide (như (Pt,Pd)S), tellurua (như PtBiTe), antimonua (PdSb), và arsenua (như PtAs
2). Trong tất cả các hợp chất này, platin là được trao đổi bởi một lượng nhỏ iridi và osmi. Cũng như với tất cả các kim loại nhóm platin, iridi có thể được tìm thấy trong tự nhiên ở dạng hợp kim với nikel tự sinh hoặc đồng tự sinh.[45]

Trong vỏ Trái Đất, iridi được tìm thấy với hàm lượng cao nhất trong ba kiểu cấu trúc địa chất : quặng mácma ( những thể mácma xâm nhập từ bên dưới ), những hố va chạm, và quặng tái ngọt ngào từ một trong những cấu trúc vừa kể trên. Trữ lượng nguyên sinh lớn nhất từng được biết là trong phức hệ mácma Bushveld ở Nam Phi, [ 46 ] mặc dầu những lớn khác là mỏ đồng-nikel lớn gần Norilsk ở Nga, và bồn trũng Sudbury ở Canada cũng có một lượng đáng kể iridi. Các trữ lượng nhỏ hơn được tìm thấy ở Hoa Kỳ. [ 46 ] Iridi cũng được tìm thấy ở dạng mỏ thứ sinh cùng với platin và những sắt kẽm kim loại nhóm platin trong những trầm tích sông. Mỏ nguồn gốc sông được sử dụng bởi người tiền Columbia vùng Chocó, Colombia vẫn là nguồn phân phối sắt kẽm kim loại nhóm platin. Cho đến năm 2003, trữ lượng trên quốc tế vẫn chưa được ước đạt. [ 14 ]

Có mặt trong ranh giới tuyệt chủng Creta-Paleogen[sửa|sửa mã nguồn]

Mũi tên màu đỏ chỉ vào ranh giới kỷ Creta-Paleogen .Ranh giới Kỷ Creta-Paleogen cách đây 66 triệu năm, lưu lại mốc thời hạn giữa Kỷ Creta và Paleogen trong thang thời hạn địa chất, được xác lập từ một lớp địa tầng mỏng dính là sét giàu iridi. [ 47 ] Một nhóm nghiên cứu và điều tra đứng vị trí số 1 là Luis Alvarez đã đề xuất kiến nghị năm 1980 về nguồn gốc ngoài Trái Đất của lượng iridi này, đó là do sự va chạm của một tiểu hành tinh hay sao chổi. [ 47 ] Giả thuyết của họ, được gọi là giả thiết Alvarez, hiện được gật đầu thoáng rộng để lý giải sự kiện tuyệt chủng những loài khủng long thời tiền sử phi chim. Một hố va chạm lớn bị chôn vùi với tuổi ước tính khoảng chừng 66 triệu năm sau đó được xác lập nằm ở nơi mà ngày này là bán đảo Yucatán ( tên gọi hố va chạm Chicxulub ). [ 48 ] [ 49 ] Dewey M. McLean và những người khác đã tranh luận rằng iridi hoàn toàn có thể có nguồn gốc phun trào, do lõi Trái Đất giàu iridi, và những núi lửa hoạt động giải trí như Piton de la Fournaise, ở hòn đảo Réunion, vẫn đang giải phóng iridi. [ 50 ] [ 51 ]

Năm
Tiêu thụ
(tấn)
Price
(USD/ozt)[52]

2001
2.6
415.25

2002
2.5
294.62

2003
3.3
93.02

2004
3.60
185.33

2005
3.86
169.51

2006
4.08
349.45

2007
3.70
444.43

2008
3.10
448.34

2009
2.52
420.4

2010
10.40
642.15

Iridi được sản xuất thương mại ở dạng loại sản phẩm phụ của quy trình khai thác mỏ và chế biến nickel và đồng. Trong quy trình điện luyện đồng và nickel, những sắt kẽm kim loại hiếm như bạc, vàng và sắt kẽm kim loại nhóm platin cũng như selen và tellur ngọt ngào ở đáy lò ở dạng ” bùn anốt “, là điểm khởi đầu của việc tách chúng. [ 52 ] Để tách những sắt kẽm kim loại này, chúng phải được chuyển thành dung dịch. Nhiều chiêu thức tách khách nhau hoàn toàn có thể vận dụng tùy theo thành phần của hỗn hợp ; hai phương pháp điển hình là phản ứng với natri peroxide sau khi hòa tan bằng nước cường toan, và chiêu thức hòa tan vào hỗn hợp clo bằng Acid clohydric. [ 23 ] [ 46 ]

Sau khi hỗn hợp được hòa tan, iridi được tách ra khỏi nhóm kim loại platin bằng cách tạo kết tủa amoni hexachloroiridate ((NH
4)
2IrCl
6) hoặc tách IrCl2−
6 bằng các amin hữu hơ.[53] Phương pháp kết tủa tương tự như quy trình Tennant và Wollaston sử dụng để tách chúng. Phương pháp thứ 2 có thể được thực hiện bằng cách chiết tách chất lỏng-chất lỏng liên tục và thích hợp hơn với sản xuất quy mô công nghiệp. Trong cả hai trường hợp, sản phẩm được khử bằng hydro, tạo ra kim loại ở dạng bột hoặc kim loại dạng bọt, loại này có thể được xử lý bằng các kỹ thuật luyện kim bột.[54][55]

Giá iridi giao động trong khoảng chừng đáng kể. Với khối lượng tương đối nhỏ trên thị trường quốc tế ( so với những sắt kẽm kim loại công nghiệp khác như nhôm hay đồng ), giá iridi đổi khác mạnh với sự không không thay đổi về sản lượng, nhu yếu, đầu tư mạnh, tích trữ, và tình hình chính trong ở những quốc gia sản xuất. Là một chất có những đặc thù hiếm, giá của nó đặc biệt quan trọng bị ảnh hưởng tác động bởi những biến hóa của công nghệ tiên tiến văn minh : Giá nó giảm liên tục trong khoảng chừng 2001 và 2003 tương quan đến thực trạng thừa cung từ những lò nấu Ir được sử dụng trong tăng trưởng công nghiệp những tinh thể lớn đơn lẻ. [ 52 ] [ 56 ] Tương tự giá đạt trên 1000 USD / oz trong khoảng chừng 2010 và năm trước được lý giải là do việc lắp ráp những nhà máy sản xuất tổng hợp tinh thể sapphire đơn dùng trong LED TV. [ 57 ]
Nhu cầu iridi xê dịch trong khoảng chừng từ 2,5 tấn năm 2009 đến 10,4 năm 2010, hầu hết là những ứng dụng tương quan đến điện tử làm tăng từ 0,2 đến 6 tấn – những nồi nấu sắt kẽm kim loại iridi được sử dụng phổ cập để nuôi những tinh thế đơn lẻ chất lượng cao, làm cho nhu yếu tăng mạnh. Việc tăng lượng tiêu thụ iridi được Dự kiến đạt bảo hòa vì được dồn vào những lò nấu sắt kẽm kim loại, như đã diễn ra trước kia torng thập niên 2000. Các ứng dụng chính khác như làm bugi đánh lửa tiêu thụ 0,78 tấn iridi năm 2007, điện cực trong công nghệ tiên tiến chloralkali ( 1,1 tấn năm 2007 ) và xúc tác hóa học ( 0,75 năm 2007 ). [ 52 ] [ 58 ]

Trong công nghiệp và y học[sửa|sửa mã nguồn]

Khung của hợp chất hóa học với nguyên tử iridi ở giữa, liên kết với 6 vòng benzens. Các vòng này nối cặp với nhau.

Ir(mppy)

3

Cấu trúc phân tử củaTính chống mòn, độ cứng và nóng chảy cao của iridi và những sắt kẽm kim loại của nó định hình nên hầu hết những ứng dụng của chúng. Iridi và đặc biệt quan trọng là kim loại tổng hợp iridi-platin hoặc iridi-osmi có a low wear và được sử dụng, ví dụ trong mạng lưới hệ thống pét phun nhiều lỗ, qua đó nhựa polymer lỏng được đẩy ra tạo thành những sợi chỉ tự tạo. [ 59 ] Osmi – iridi được dùng làm vòng la bàn và để giữa cân đối. [ 60 ]Khả năng chống lại ăn mòn hồ quang làm cho những kim loại tổng hợp iridi là vật tư lý tưởng để làm mặt phẳng tiếp xúc điện trong bugi, [ 61 ] [ 62 ] và những bugi dùng iridi đặc biệt quan trọng được sử dụng trong ngành hàng không .Iridi tinh khiết cực giòn, rất khó hàn những đới nứt chịu ảnh hưởng tác động của nhiệt, nhưng nó hoàn toàn có thể dễ uốn hơn khi thêm một lượng nhỏ titan và zirconi ( khoảng chừng 0,2 % ) [ 63 ]Sự ăn mòn và chịu nhiệt làm cho iridi là một kim loại tổng hợp quan trọng. những bộ phận động cơ máy bay có tuổi thọ lâu nhất định được làm từ kim loại tổng hợp iridi, và kim loại tổng hợp iridi-titan được dùng làm những ống dẫn ở vùng nước sâu do đặc thù chống ăn mòn của nó. [ 14 ] Iridi cũng được dùng làm chất làm cứng hơn trong những kim loại tổng hợp platin. Độ cứng Vickers của platin nguyên chất là 56 HV, trong khi đó khi thêm vào với tỷ suất 50 % iridi nó làm tăng độ cứng của kim loại tổng hợp lên hơn 500 HV. [ 64 ] [ 65 ]Các thiết bị phải thao tác trong điều kiện kèm theo nhiệt độ cực kỳ cao thường được làm từ iridi. Ví dụ, những lò nấu sắt kẽm kim loại nhiệt độ cao làm từ iridi được dùng trong công nghệ tiên tiến Czochralski để tạo ra những tinh thể oxide đơn lẻ ( như sapphire ) để sử dụng trong những thiết bị bộ nhới của máy tính và trong những máy laser trạng thái rắn. [ 61 ] [ 66 ] Các tinh thể như gadolinium gallium garnet và ytrium gallium garnet, được nuôi dưỡng bằng cách làm tan chảy tiền thiêu kết hỗn hợp những oxide trong điều kiện kèm theo oxy hóa ở nhiệt độ lên đến 2100 °C. [ 8 ]Các hợp chất iridi được sử dụng làm chất điện phân trong công nghệ tiên tiến Cativa để cacbonyl hóa methanol tạo ra acid acetic. [ 67 ]Đồng vị phóng xạ iridi-192 là một trong 2 nguồn nguồn năng lượng quan trọng nhất được dùng trong công nghiệp như chụp ảnh phóng xạ-γ trong những thí nghiệm không tàn phá những sắt kẽm kim loại. [ 68 ] [ 69 ] Ngoài ra, 192I r được sử dụng làm nguồn phân phối phóng xạ gama trong điều trị ung thư, một dạng xạ trị mà những nguồn phóng xạ đóng gói được đặt bên trong hoặc gần khu vực cần điều trị trong khung hình. Các điều trị đặc biệt quan trọng như cận xạ trị tiền liệt liều cao, cận xạ trị ống mật, và cận xạ trị hốc cổ tử cung. [ 14 ]

Iridi là chất điện phân tốt trong việc phân hủy hydrazine (thành nitơ và ammoniac), và việc phân hủy này được dùng trong các động cơ tên lửa đẩy lực thấp; xem thêm ở tên lửa một động cơ đẩy (monopropellant rocket).

Trong khoa học[sửa|sửa mã nguồn]

Một kim loại tổng hợp gồm 90 % platinvà 10 % iridi được sử dụng năm 1889 để làm thiết bị đo International Prototype Metre và kilogram, được tàng trữ tại International Bureau of Weights and Measures gần Paris. [ 14 ] Thanh thước được thay thế sửa chữa bằng việc định nghĩa đơn vị chức năng đo chiều dài cơ bản vào năm 1960 bởi một vạch quang phổ nguyên tử của krypton, [ note 3 ] [ 70 ] nhưng nguyên mẫu đo kilogram vẫn được dùng làm thang chuẩn quốc đế về đo khối lượng. [ 71 ]

Iridi từng được sử dụng trong việc phát nhiệt điện đồng vị phóng xạ của một phi thuyền không gian chưa được đặt tên thuộc các chương trình Voyager, Viking, Pioneer, Cassini, Galileo, và New Horizons. Iridi đã được chọn để đóng gói nhiên liệu plutoni-238 trong các máy phát điện vì nó có thể chịu được nhiệt độ hoạt động lên đến 2000 °C và do nó có độ bền lớn.[8]

Ứng dụng khác quan tâm đến tính quang học của tia-X, đặc biệt là các kính viễn vọng tia-X.[72] Các gương của đài thiên văn tia X Chandra được phủ bởi một lới iridi dày 60 nm. Iridi thể hiện là lựa chọn tốt nhất cho các phản xạ tia X sau nickel, vàng và platin được thử nghiệm. Lớp iridi phải nhẵn ở mức vài phân tử đã được ứng dụng bằng cách đắp lớp hơn iridi trong chân không trên lớp nền crôm.[73]

Iridi được dùng trong vật lý hạt để tạo ra các phản proton, một hạt phản vật chất. Các phản protons được tạo ra bằng cách bắn phá một chùm proton mật độ cao ở một mục tiêu chuyển đổi (conversion target), điều này cần được tạo ra từ một vật liệu tỉ trọng rất cao. Thay vì có thể dùng tungsten, thì iridi là loại có thuận lợi hơn do tính ổn định tốt hơn trong điều kiện các sóng chấn động được tạo ra khi nhiệt độ tăng do tác động của các tia.[74]

Kích hoạt liên kết C-H (Carbon–hydrogen bond activation) là một lĩnh vực nghiên cứu về các phản ứng tách các liên kết C-H, mà trước đây được coi là không thể phản ứng. Thông cáo đầu tiên về sự thành công trong việc tác liên kết C-H trong các hydrocarbon bảo hòa được công bố năm 1982, đã sử dụng các phức cơ kim iridi thông qua quá trình cộng hợp oxy hóa với hydroacbon.[75][76]

Các phức của iridi đang được nghiên cứu và điều tra ở dạng chất điện phân trong phản ứng hydro hóa đối xứng. Các chất điện phân này được sử dụng trong việc tổng hợp những mẫu sản phẩm tự nhiên và hoàn toàn có thể hydro hóa những chất khó hydro hóa hơn như những anken phi công dụng, tổng hợp không đối xứng ( chỉ tạo ra một trong hai đồng phân đối hình tiềm năng ). [ 77 ] [ 78 ]

Iridi tạo thành một loạt các phức cơ bản of fundamental interest in triplet harvesting.[79][80][81]

Lịch sử ứng dụng[sửa|sửa mã nguồn]

Các kim loại tổng hợp iridi – osmi đã được sử dụng làm ngòi bút bút máy. Ứng dụng quan trọng tiên phong của iridi được thực thi năm 1834 trong một đầu bút gắn trên vàng. [ 8 ] Từ năm 1944, cây bút máy nổi tiếng Parker 51 có đầu là kim loại tổng hợp rutheni và iridi ( với 3,8 % iridi ). những nguyên vật liệu quan trọng làm đầu bút máy văn minh về truyền thống lịch sử vẫn được gọi là ” iridi “, mặc dầu chúng không có một chút ít iridi nào trong đó ; những sắt kẽm kim loại khác như rutheni, osmi và tungsten được dùng thay cho iridi. [ 82 ]Một kim loại tổng hợp iridi – platin đã được dùng làm touch hole hay rãnh nhỏ trong súng thần công. Theo một báo cáo giải trình về Triễn lãm Paris năm 1867, một trong những mảnh này được Johnson and Matthey tọa lạc ” has been used in a Withworth gun for more than 3000 rounds, and scarcely shows signs of wear yet. Thos e who know the constant trouble and expense which are occasioned by the wearing of the vent-pieces of cannon when in active service, will appreciate this important adaptation “. [ 83 ]

Chất tạo màu đen iridi gồm các bột iridi rất mịn, được dùng trong sơn porcelain an intense black; it was said that “all other porcelain black colors appear grey by the side of it”.[84]

Iridi ở dạng khối sắt kẽm kim loại không có vai trò sinh học quan trọng hoặc nguy khốn so với sức khỏe thể chất do nó không phản ứng với những tế bào ; chỉ có khoảng chừng 20 ppt ( một phần tỉ ) iridi xuất hiện trong tế bào. [ 14 ] Tuy nhiên, bột iridi mịn hoàn toàn có thể nguy khốn khi tiếp xúc, vì nó là một chất kích thích và hoàn toàn có thể cháy trong không khí. [ 46 ] Có rất ít thông tin về độc tính của những hợp chất iridi do chúng được sử dụng với số lượng rất nhỏ, nhưng những muối hòa tan như iridi halide, hoàn toàn có thể nguy khốn do những nguyên tố khác trong hợp chất hơn là do iridi. [ 29 ] Hầu hết những hợp chất iridi không hòa tan nên nó khó hấp thụ vào trong khung hình. [ 14 ]Đồng vị phóng xạ của iridi, 192I r thì nguy hại giống như những đồng vị phóng xạ khác. Tổn thương được thông tin duy nhất tương quan đến việc tiếp xúc 192I r là loại được dùng trong cận xạ trị. [ 29 ] Bức xạ gama nguồn năng lượng cao của 192I r hoàn toàn có thể làm tăng rủi ro tiềm ẩn gây ung thư. Tiếp xúc bên ngoài hoàn toàn có thể gây bỏng, nhiễm độc phóng xạ, và chết. Ăn 192I r vào hoàn toàn có thể đốt cháy lớp lót dạ dày và ruột. [ 85 ] 192I r, 192 mIr, và 194 mIr có khuynh hướng tích tụ trong gan, và hoàn toàn có thể gây nguy khốn cho sức khỏe thể chất do bức xạ beta và gamma. [ 44 ]

  1. ^

    Các trạng thái oxy hóa phổ biến nhất của iridi được in đậm. Cột bên phải liệt kê một hợp chất đặc trưng cho trạng thái oxy hóa đó.

  2. ^

    Iridium nghĩa đen là “cầu vòng”.

  3. ^

    Định nghĩa mét được thay đổi lần nữa năm 1983. Mét hiện được định nghĩa là khoảng cách ánh sáng di chuyển trong chân không trong khoảng thời gian 1 ⁄ 299,792,458 của giây.

Liên kết ngoài[sửa|sửa mã nguồn]

Rate this post
Subscribe
Notify of
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments