химический каталог




ИНДИЙ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

ИНДИЙ [назван по синей (цвета индиго) линии спектра; лат. Indium] In, химический элемент III гр. периодической системы; атомный номер 49, ат.м. 114,82. Прир. индий состоит из двух изотопов 115In (95,7%) и 113In (4,3%). Первый слабо радиоактивен (b -излучатель, T1/25 * 1014 лет). Конфигурация внешний электронной оболочки 5s25p1; степень окисления +3, редко +1; энергия ионизации In0 : In1+ : In2+ : In3+ соответственно равна 5,786390, 18,8700 и 28,03 эВ; электроотрицательность по Полингу 1,8; атомный радиус 0,166 нм, ионные радиусы (в скобках указано координац. число) для In3+ 0,076 нм (4), 0,094 нм (6), 0,106 нм (8). Индий относится к рассеянным элементам. Содержание его в земной коре 10 - 5 % по массе, в воде морей и океанов менее 0,02 мг/л. Известно 5 минералов - самородный индий, индит FeIn2S4, рокезит CuInS2, джалиндит In(ОН)3, сакуранит (Сu, Zn,Fe)3(In,Sn)S4. Индий является спутником Zn, Sn, Pb, в меньшей мере - Сu и Fe. Присутствует в сфалеритах, касситеритах, галенитах, халькопиритах (10 - 4—10 - 2%), пиритах и пирротинах (до 10 - 3 %). Наиб. содержание индия - в высокотемпературных гидротермальных месторождениях касситеритсульфидного и олово-сульфосольного типов. Извлекается индий из руд свинцово-цинковых, медно-колчеданных и колчеданно-полиметаллич. месторождений. Мировые ресурсы около 3100 т, в т.ч. промышленные 1550 т.
Свойства. Индий - серебристо-белый металл; кристаллич. решетка тетрагональная, а = 0,32512 нм, с = 0,49467 нм, z = 2, пространств. группа I4/ттт. Температура плавления 156,78 °С, температура кипения 2024 °С; плотн: 7,31, жидкого индия 7,03 г/см3 (160 °C); C0p 26,7 Дж/(моль * К); D H0пл 3,26 кДж/молъ, D H0исп 237,4 кДж/моль; S0298 57,86 Дж/(моль * К); уравение температурной зависимости давления пара: lgp(в гПа) = 9,454 - 12593Т - 1 - 0,1901gT + 1,320 * 10 - 3T (82 - 430 К), lgp(в гПа) = 9,076 - 12216T - 1 + 0,2161gT(430 -2285 К); температурный коэффициент линейного и объемного расширения соответственно 30,0 * 10 - 6K - 1 (293-333 К) и 101 * 10 - 6 К - 1 (298-323 К); теплопроводность 87,0 Вт/(м * К) при 273 К; температура перехода в сверхпроводящее состояние 3,405 К; r ~ 10 - 7 Ом * м, температурный коэффициент r 4,9 * 10 - 3 К - 1 (273-373 К); диамагнитен, магн. восприимчивость — 0,56 * 10 - 9. Очень мягок и пластичен; твердость по Моосу ~ 1, по Бринеллю 8,8-10,0 МПа; модуль упругости 11 ГПа; s раст 2,9-3,9 МПа. Стандартный электродный потенциал для In0/In3+ —0,34 В. Индий устойчив на воздухе, но выше ~ 800 °С горит фиолетово-синим пламенем с образованием In2О3 (см. Индия оксиды). В воде в присутствии воздуха постепенно корродирует. Медленно реагирует с минеральных кислотами (легче всего с HNO3) и органическое кислотами. Взаимод. с Сl2 и Вr2, при нагревании с I2, при сплавлении с халькогенами. Не взаимодействие с N2, H2, NH3, В, С. Важнейшим соединение индия посвящены отдельные статьи (см. Индия антимонид, Индия арсенид, Индия фосфид). Ниже приводятся сведения о др. соединениях индия Сульфат In2(SO4)3 светло-серые кристаллы с моноклинной решеткой; плотность 3,44 г/см3, выше 600 °С разлагается до In2О3; гигроскопичен; растворим в воде (54% по массе при 20 °С), в водных растворах гидролизован; из растворов кристаллизуется при комнатной температуре в виде пента- и декагидратов, которые обезвоживаются при ~ 200 °С. При действии этанола, растворов щелочи или NH3 (рН 2-3) на водные растворы сульфата индия выпадает осадок гидроксисульфата In(OH)SO4 * 2H2O. В присут. избытка сульфат-иона образуются комплексные ионы [In(SO4)2] и [In(SO4)3]3 , соответствующие им гидросульфаты кристаллизуются из растворов, содержащих H2SO4. Нитрат In(NO3)3 * 4,5H2O - расплывающиеся на воздухе кристаллы; температура плавления 74 °С; при 100-160 °С разлагается до оксинитрата InONO3, при 230-250 °С - до In2О3; хорошо растворим в воде и этаноле. Получают взаимодействие металла с HNO3. Используют для получения In2О3 и др. соединений индия Ортофосфат InРО4 - кристаллы с ромбич. решеткой; температура плавления 1600°С; выше 1800°С разлагается; плотность 3,91 г/см3; не растворим в воде; разлагается растворами щелочей и конц. минеральных кислотами. Получают в виде дигидрата (который обезвоживается выше 300 °С) при действии Н3РО4 на растворы солей индия. Используют как добавку к шихте при производстве спец. стекол и к зубным цементам. Св-ва важнейших галогенидов индия приведены в табл. 1.

Безводный трифторид InF3 не растворим в воде; получают его фторированием индия, тригидрат InF3 * 3H2O - взаимодействие оксида или гидроксида индия с фтористоводородной кислотой. Тригидрат при нагревании разлагается с образованием оксифторида InOF; растворим в воде (5,8% по массе при 25 °С); разлагается при действии минеральных кислот и щелочей. Безводный трихлорид InСl3 очень гигроскопичен, расплывается на воздухе; растворим в воде (63% по массе при 20 °С), этаноле, диэтиловом эфире, ацетоне; получают хлорированием металла при незначительной нагревании. Кристаллизуется из водных растворов в виде тетрагидрата InСl3 * 4Н2О с температура плавления 56 °С; при более высоких температурах разлагается с образованием нерастворимого в воде оксихлорида InOCl. При сплавлении безводного InСl3 с металлич. Индий можно получить монохлорид, а также ряд промежуточные хлоридов - In3Cl4, In2Cl3 и др. Они представляют собой комплексные соединения, например, сесквихлорид In2Сl3 имеет строение In3I [InIII Сl6]. Все они гигроскопичны, при действии воды диспропорционируют на металлический индий и InСl3. Хлориды индия - промежуточные продукты при получении индия высокой чистоты. Трибромид и трииодид индия по свойствам напоминают InСl3, но менее реакционноспособны (особенно InI3). InBr3 получают действием паров Вr2 на нагретый металл, InI3 -сплавлением элементов. Используют их для синтеза соединение индия с полупроводниковыми свойствами. InI3 и InI - компоненты наполнителя металлогалогенных ламп. В отличие от InCl и InBr моноиодид ИНДИЙ негигроскопичен и при комнатной температуре почти не взаимодействие с водой. Растворимость InI в воде 4,7 * 10 - 4 моль/л. Его можно осаждать из водных растворов, например, при анодном растворении ИНДИЙ Св-ва важнейших халькогенидов ИНДИЙ приведены в табл. 2. Для ИНДИЙ характерно образование халькогенидов типов In2X, InX, In2X3, а также промежуточные соединение между InX и In2Х3 и веществ с большим содержанием халькогена. Соед. In2Х метастабильны, плавятся инконгруэнтно, обладают большой летучестью; InX и In2Х3 плавятся конгруэнтно. Халькогениды InS и InSe имеют слоистую структуру типа GaS со связью металл-металл. Для InTe характерна резкая анизотропия свойств: вдоль оси кристалла он имеет металлич. проводимость, в перпендикулярном направлении - полупроводниковую. Халькогениды ИНДИЙ не растворим в воде, реагируют с конц. кислотами и растворами щелочей. Обладают полупроводниковыми свойствами. Получают халькогениды сплавлением соответствующих элементов. Соед. InX и In2Х3, как и некоторые сложные халькогениды, например CuInSe2, - перспективные полупроводниковые материалы. Соед. ИНДИЙ с элементами V гр. (InAs, InSb, InP) - полупроводниковые материалы.
Получение. Сырье для получения ИНДИЙ - отходы и промежуточные продукты свинцово-цинкового и оловянного производств. ИНДИЙ выщелачивают из них серной кислотой. Для отделения ИНДИЙ от сопутствующих металлов и концентрирования растворов используют экстракцию, например, раствором ди-2-этилгексилфосфорной кислоты в керосине, или ионный обмен, например, на фосфорнокислых катионитах.

Выделяют ИНДИЙ из растворов электролизом либо цементацией на металлич. Аl (т.е. вытеснением ИНДИЙ из раствора по реакции: In3+ + Аl0 D In0 + Аl3+) с последующей переплавкой под слоем щелочи. Для очистки ИНДИЙ используют чаще всего электролитич. рафинирование, вакуумную обработку для удаления летучих примесей, зонную плавку или вытягивание кристаллов из расплава. Предложен также ряд методов очистки ИНДИЙ с промежуточные образованием его соединение, в частности хлоридов.
Определение. Качественно ИНДИЙ может быть обнаружен по сине-фиолетовому окрашиванию пламени или спектральным методом. Предложен ряд реакции с CsCl, фторидом, тиоцианатом, оксалатом аммония, акридином, 8-гидроксихинолином и др., а также ряд цветных реакций с ализарином, морином, алюминоном и др. реагентами. Эти химический реакции малоспецифичны и требуют предварит. отделения ИНДИЙ от большинства др. элементов. Для количественное определения индия применяют комплексонометрию, а также амперометрич. титрование с K4[Fe(CN)6]. Гравиметрич. методом индий определяют в виде In2O3, In2S3, 8-гидроксихинолината. Для определения малых кол-в индия используют радиоактивац., спектральный, полярографич. методы. Предварительно производится концентрирование индия методами экстракции, электролиза или соосаждения.
Применение. Индий - легирующая добавка к полупроводниковым Ge и Si; герметизирующий материал в вакуумных приборах и космич. аппаратах; материал для соединения пьезоэлектрич. кристаллов. Его используют также для нанесения покрытий на поверхность подшипников, зеркал и рефлекторов, как компонент легкоплавких сплавов, применяемых в качестве припоев, в термоограничителях, предохранителях, сигнальных устройствах, в радиац. контурах ядерных реакторов. Мировое произв-во индия (без СССР) около 60 т/год (1984). Осн. производители - Япония, Канада, США, Бельгия, Перу. ИНДИЙ токсичен; ПДК 0,1 мг/м3 (в США). Пыль ИНДИЙ и его соединение может вызвать воспалит. и склеротич. поражения легких, вредно действует на печень и селезенку. Растворимые соединения ИНДИЙ раздражают кожу, глаза, слизистые оболочки. По нек-рым данным, ИНДИЙ малотоксичен при введении в желудок и внутривенно. ИНДИЙ открыт Ф Рейхом и ИНДИЙ Рихтером в 1863.

Химическая энциклопедия. Том 2 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
никологорское поселок
шашка на такси обяхательна должна быть оранжевой
обслуживание чиллеров airedale цена
барное кресло

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(26.05.2017)