химический каталог




ОСМИЙ

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

ОСМИЙ (от греческого osme-запах; лат. Osmium) Os, химический элемент VIII гр. периодической системы; ат.н. 76, ат.м. 190,2; относится к платиновым металлам. В природе семь стабильных изотопов: 184Os (0,018%), 186Os (1,59%), 187Os (1,64%), 1880s (13,3%), 1890s (16,1%), 1900s (26,4%), 192Os (41,1%). Конфигурация внешний электронных оболочек атома 5d66s2; степени окисления +4, +6, +8 (наиб, характерны), + 1, +3, +5; энергии ионизации Os0 Os+ Os2+ 8,5 эВ, 17 эВ; электроотрицательность по Полингу 2,1; сродство к электрону 1,44 эВ; атомный радиус 0,135 нм, ионные радиусы (в скобках приведены координац. числа) для Os4+ 0,077 нм (6), Os5+ 0,072 нм (6), Os6+ 0,069 нм (6), Os7+ 0,067 нм (6), Os8+ 0,053 нм (4).

Содержание ОСМИЙ в земной коре 5.10-6 % по массе. Относится к редким и рассеянным элементам. Осн. минералы ОСМИЙ: природные сплавы Os и Ir-осмистый иридий (невьянскит и сысертскит); кроме Os и Ir они содержат еще несколько ми-нералообразующих элементов и относятся к классу твердых растворов. ОСМИЙ встречается также в виде соединение с S и As (эр-лихманит, осмиевый лаурит, осарситт). В качестве изоморфной примеси входит в состав халькопирита, пирротина, пентландита, кубанита, магнетита. Извлекают ОСМИЙ из руд медно-никелевых и медно-молибденовых месторождений.

Свойства. ОСМИЙ-блестящий серебристо-голубоватый металл, твердый. Кристаллическая решетка гексагональная типа Mg, а = 0,27353 нм, с = 0,43191 нм, z = 2, пространств. группа P63/mmc; температура плавления 3027 °С, температура кипения 5027 °С; плотность 22,61 г/см3; 24,7 Дж/(моль•К); 31,8 кДж/моль, 747,4 кДж/моль; 32,6 Дж/(моль • К); давление пара 2,59 Па (3000 °С), 133 Па (3240 °С); 1,ЗЗкПа (3640 °С), 13.3 кПа (4110°С); температурный коэффициент линейного расширения 5•10-6 К-1 (298 К); теплопроводность 0,61 Вт/(см•К); 9,5 мкОм•см (20°С), температурный коэффициент 4,2•10-3 К-1; жидкого ОСМИЙ 0,025 Н/см; парамагнетик, магн. восприимчивость + 9,9•10-6; температура перехода в сверхпроводящее состояние 0,66 К; твердость по Виккерсу 3-4 ГПа, по Моосу 7; модуль нормальной упругости 56,7 ГПа; модуль сдвига 22 ГПа.

Тонко измельченный порошок ОСМИЙ медленно окисляется на воздухе до OsO4 при комнатной температуре, может на воздухе гореть при нагревании. В компактном состоянии ОСМИЙ устойчив к окислению до 400 °С. Компактный ОСМИЙ не растворим в горячей соляной кислоте и кипящей царской водке. Мелко дисперсный ОСМИЙ окисляется HNO3 и кипящей H2SO4 до OsO4, при нагревании реагирует с F2, Сl2, Р, Se, Те и др. Металлич. Os может быть переведен в раствор сплавлением со щелочами в присут окислителей, при этом образуются соли неустойчивой в свободный состоянии осмиевой кислоты Н2ОsО4-осматы(VI). При взаимодействие OsO4 с КОН в присутствии этанола либо реакцией с KNO2 получают также осмат(VI) K2[OsO2(OH)4], или K2OsO4•2H2O. Осматы(VI) восстанавливаются этанолом до гидроксида Os(OH)4 (черного цвета), который в атмосфере N2 обезвоживается до диоксида OsO2. Известны пе-росматы M2[OsO4X2], где X = ОН, F, образующиеся при взаимодействии раствора OsO4 с конц. раствором щелочи.

СВОЙСТВА СОЕДИНЕНИЙ ОСМИЯ

Показатель

Os04

OsF6

OsQ4

OsS2

Цвет

Светло-желтый

Желтый

Красно-коричневый

Черный

Сингония

Моноклин-

ная*

Кубич


Кубич

T пл., °С

41

33,4

450

Разлагается

Т кип., °С

131

47,5

650***


Плотн.. г/см3

4,906 (22 оС).



9.47

, кДж/моль

-380,8


255

-144.2

, кДж/моль

14,3

6,7



, кДж/моль

37.2**

27,6



* а = 0,9379 нм, b = 0.415 нм. с = 0,8632 нм. **DH0возг 57.5 кДж/моль *** Температура возгонки.

Тетраоксид OsO4 обладает резким неприятным запахом; — 302,2 кДж/моль; 137 Дж/(моль•К) (см. также табл.); давление пара 66,5 Па (0°С, 532 Па (23 °С), 27,3 кПа (91 °С); растворимость (г в 100 г): в воде 5,7 (10 °С), 6,23 (25 °С), в ССl4-250 (20 °С); растворим в этаноле, диэтиловом эфире, водном NH3; взаимодействие со щелочами с образованием красно-бурых растворов: OsO4 + NaOHNa2[OsO4(OH)2]; сильный окислитель; получают при нагревании металлического ОСМИЙ на воздухе, а также окислением соединений ОСМИЙ в низших степенях окисления; окислитель в органическое синтезе, катализатор в реакциях гидроксилирования; благодаря легкости восстановления OsO4 органическое соединениями до OsO2 или до Os разбавленый водные растворы OsO4 используют для окраски биологическое препаратов; токсичен, действует на слизистые оболочки глаз, носа и рта, ПДК 0,002 мг/м3.

Диоксид OsO2 известен в трех формах: черный OsO2, пирофорный, получают обезвоживанием дигидрата при 125°С; черный реакционноспособный OsO2 образуется при обезвоживании OsO2•2H2O при 200 °С; коричневая форма, нерастворимая в кислотах и щелочах, получается при температуре выше 400 °С. Коричневый OsO2-кристаллы тетрагон. сингонии (а = 0,450 нм, с = 0,319 нм); 71 Дж/моль • К); получают термодинамически диссоциацией осмата калия K[OsO3N], прокаливанием смеси K2[OsCl6] и Na2CO3, электролизом раствора OsO4 в растворе КОН, восстановлением OsO4 гремучим газом, взаимодействием ОСМИЙ с OsO4.

В газовой фазе существуют монооксид OsO [ 31,8 Дж/моль•К), 254 Дж/моль•К)] и триоксид OsO3 ( -280 кДж/моль).

Дисульфид OsS2 (минерал эрлихманит) не растворим в воде, слабых кислотах и растворах щелочей, конц. HNO3, H2O2, НСlO4, разлагается царской водкой; получают из простых веществ при 600 °С в вакууме, взаимодействие H2S с К2 [OsCl6]; промежут продукт при пиро- и гидрометаллургич. получении ОСМИЙ

Гексафторид OsF6 гидролизуется водой; получают из простых веществ при 250-300 С; применяют для легирования осмием W, получаемого восстановлением WF6. Тетрахлорид OsCl4 гигроскопичен, гидролизуется водой и соляной кислотой; получают из простых веществ при 650-700 СС.

Получение. Сырьевые источники ОСМИЙ-сульфидные медно-никелевые и медно-молибденовые платиносодержащие руды [содержание ОСМИЙ составляет (0,7-0,9)-10 -4 % по массе]. Один из крупнейших поставщиков ОСМИЙ- ЮАР. ОСМИЙ и др. платиноиды концентрируются в шламах электролитич. рафинирования Сu и Ni. Из шламов получают концентрат платиновых металлов, содержащий 0,1% ОСМИЙ по массе. Для выделения ОСМИЙ концентрат прокаливают на воздухе при 800-900 °С. Газовая фаза, содержащая OsO4, SO2 и SeO2, поглощается 10%-ным раствором NaOH. Раствор нейтрализуют до рН 8 и затем действием SO2 получают осадок (2-3% ОСМИЙ по массе), содержащий Na8[Os(SO3)6]. Осадок обрабатывают H2SO4 для удаления SO2, а затем окислителем (например, Сl2 в присутствии NaOH). Образовавшийся OsO4 отгоняют, поглощая его пары 20%-ным раствором щелочи (содержание ОСМИЙ в растворе ~ 60 г/л). Этот раствор обрабатывают метанолом для восстановления образовавшегося перосмата до осмата, а затем насыщ. раствором КОН и осаждают K2[OsO2(OH)4]. Полученную соль восстанавливают Н2 в автоклаве в присутствии соляной кислоты при 120°С и получают металлический ОСМИЙ в виде губки. Осмиевую губку сушат при 90 °С в атмосфере Н2, затем прокаливают при 930 °С и измельчают в тонкий порошок (содержание ОСМИЙ 99,98%, примеси-Fe, Ni, Si).

По др. схеме щелочной раствор OsO4 обрабатывают NH4Cl и получают соль Фреми [OsO2(NH4)4] Сl2. Ее сушат, прокаливают в атмосфере Н2 при 700-800 °С и получают ОСМИЙ в виде губки, к-рую затем измельчают и обрабатывают для удаления примесей фтористоводородной кислотой. Получают ОСМИЙ 99,95%-ной чистоты.

Применение. ОСМИЙ-компонент сверхтвердых и износостойких сплавов с Ir (опорные штифты, вращающиеся оси точных приборов, прецизионные малые контакты и др.), с Ir и Ru (шарики перьев авторучек), с W и Мо (катоды термоионных диодов), с Pd (электрич. контакты); компонент композиц. материала (F Co-Ni, электрич. контакты).

ОСМИЙ открыл С. Теннант в 1804.

Литература Металлургия осмия. А.-А., 1981 См. также лит при ст. Платиновые

металлы. A.M. Орлов

Химическая энциклопедия. Том 3 >> К списку статей


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

 

 

Реклама
фиолетова арка цветы фото
линзы ежедневные 3 месяц цена
наборы кастрюль fissler купить
колеса для тележек медицинских

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
(03.12.2016)