Indiummetall: beskrivelse, egenskaper og bruksområder

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

Grunnstoffet indium har mange nyttige egenskaper, takket være dem kan det brukes i romutforskning, engineering, elektronikk, kjernefysisk industri og andre industrier. Det er imidlertid ekstremt vanskelig å finne det i naturen og skille det fra andre stoffer. På grunn av dette er det oppført som et sjeldent element. Hva er egenskapene til indium? Er det metall eller ikke-metall? La oss finne ut om alle funksjonene.

Elementfunnhistorikk

Indium ble først oppdaget for bare 154 år siden. Til dels skjedde dette ved en tilfeldighet, fordi oppdagerne lette etter et helt annet element. I 1863 forsøkte kjemikerne Theodor Richter og Ferdinand Reich å oppdage tallium i mineralet sphaleritt (sinkblanding), et nytt metall på den tiden som ennå ikke hadde blitt studert.

For deres søk brukte de spektralanalysen til Kirchhoff og Bunsen. Essensen av metoden er at når de varmes opp til høye temperaturer, begynner atomene til elementene å avgi lys tilsvarende et spesifikt frekvensområde. Ved spekteret av denne gløden kan du finne ut hva slags element som er foran deg.

Thallium skal ha en knallgrønn farge, men forskerne har funnet en blå glød i stedet. Ingen kjent grunnstoff hadde et slikt spektrum, og kjemikere innså detde var heldige. På grunn av nyansens særegenheter oppk alte de funnet etter indigofargen. Og slik ble et nytt metall, indium, oppdaget. Og nå mer detaljert om funksjonene.

Hva er dette metallet?

Indium er et lett sølvaktig og veldig skinnende metall, som minner om sink. I det periodiske systemet tilhører den den tredje gruppen, står på nummer 49 og er merket med symbolet In.

Det finnes i naturen som to isotoper: In¹¹³ og In¹¹⁵. Sistnevnte er mer vanlig, men er radioaktiv. Hva er perioden for metallet indium 115? Den forfaller på 6·10^{14 år, og blir til tinn. Det er også rundt 20 kunstige isotoper som forfaller mye raskere. Den lengstlevende blant dem har en halveringstid på 49 dager.}

Indium smelter ved +156,5 °C og koker ved +2072 °C. Den egner seg lett til smiing og andre mekaniske effekter og kan godt brukes i smykker. På grunn av sin høye mykhet deformeres den imidlertid raskt. Metall kan enkelt bøyes, kuttes med kniv og til og med ripes med en negl.

Kjemiske egenskaper

Når det gjelder kjemiske egenskaper, ligner den på gallium eller aluminium. Det kan ikke danne kontinuerlige solide bindinger med noe metall. Det reagerer ikke i det hele tatt med alkaliske løsninger. Ved visse temperaturer reagerer det med jod, selen, svovel og dets dioksid, reagerer med klor og brom. Metaller som omgir det i det periodiske systemet løses lett opp i indium, nemlig:tallium, tinn, gallium, bly, vismut, kvikksølv, kadmium.

Noen interessante fakta om metallet i India:

• Selv med et langt opphold i luften, blekner den ikke. Dette skjer heller ikke når metallet er smeltet.
• Hvis du begynner å bøye indium, vil det lage en karakteristisk lyd, som ligner på knirk eller knirk. Det fremgår av deformasjonen av materiens krystallgitter.
• Indium brenner ved +800 °C, flammen er blåfiolett, eller indigo.
• Dette er det mykeste metallet du kan holde i hendene. Bare litium overgår det, men det er for aktivt og oksiderer umiddelbart i luft og danner en giftig alkali.
• Legeringen av indium med gallium er svært smeltbar og blir flytende allerede ved +16 °C.

innesluttet i naturen

Metalindium danner ikke uavhengige avsetninger. Den er svært spredt og ekstremt sjelden i form av nuggets. Indiums egne mineraler inkluderer sakuranitt, roquesite, patrukite og jalindite. Deres sjeldenhet hindrer dem imidlertid i å bli brukt i industrien.

En liten mengde indium finnes i sjø- og regnvann, i olje og også i asken av kull. På grunn av likheten mellom ioniske radier, er indium i stand til å integreres i krystallgitteret av jern, magnesium, sink, bly, magnesium, tinn osv. På grunn av dette finnes noen ganger en liten mengde av det sammen med dem.

Som regel overstiger ikke innholdet av indium i mineraler 0,05-1%. Det meste av metallet finnes i sfaleritt og marmaritt. Vanligvis detkonsentrasjonen er høyere, jo mer sink, jern og andre metaller som allerede er nevnt.

Metalpris

Indium ble isolert i sin rene form bare noen få år etter funnet. På grunn av kompleksiteten til denne prosessen ble ett gram indium da verdsatt til rundt $700. Og selv om metodene for å skaffe det har forbedret seg betydelig i løpet av halvannet århundre, anses det fortsatt som sjeldent og dyrt.

I dag er gjennomsnittsprisen 600-800 dollar per kilogram og faller overraskende nok ikke mye med en økning i produksjonen. Renheten til metallet er vanligvis angitt i merkingen: IN-2, IN-1, IN-0, IN-00, IN-000, IN-00000. Jo flere nuller, jo bedre og dyrere er det. For eksempel kan IN-000 grade indium verdsettes til rundt $2000 per kilogram.

Den høye kostnaden for indiummetall forklares av dets lave innhold i naturen og høy etterspørsel. Det utvinnes 600-800 tonn i året, noe som absolutt ikke dekker alle behov for det. På grunn av sine unike egenskaper viser det seg å være mye bedre og mer holdbart enn andre, billigere metaller. For ikke å miste et så verdifullt materiale, blir det gjenbrukt i mange land.

Hvor gjelder

Metal indium øker fuktbarheten og korrosjonsbestandigheten til legeringen. De er belagt med bly-sølv lagre, som brukes i luftfart og bilteknologi. Det er også i stand til å senke smeltepunktet til andre metaller. Så blandingen med tinn, bly, kadmium og vismut smelterved 46,5°C, noe som gjør den egnet for brannalarmer.

Indiumtinnoksid brukes til halvledere og ulike loddemetaller. I tillegg brukes den til produksjon av dataskjermer, TV-skjermer og nettbrett. Legert med sølv eller alene, brukes den til astronomiske speil og frontlysspeil for biler.

Den er utmerket for å lage fotoceller, fosfor, termoelektriske materialer, tetninger i romteknologi. Indium absorberer nøytroner godt og kan brukes i atomreaktorer.

Ingenting er kjent om den biologiske rollen til dette elementet i kroppen vår, men det har også blitt brukt i medisin. Det brukes som et radioaktivt medikament i diagnostisering av lever, hjerne og lunger for å oppdage svulster og andre sykdommer.

Få fremgangsmåter

Hovedmengden av indiummetall utvinnes fra sink- og tinnavsetninger. Det er hentet fra avfall fra bearbeiding av polymetalliske, tinn-, bly-sinkmalmer. Separasjon og rensing av indium utføres i flere trinn.

Først utfelles den ved å justere surhetsgraden til løsningen. Det resulterende "svarte metallet" må deretter rengjøres. Dette gjøres ved sonesmelting eller på andre måter.

I dag er Canada en av de viktigste produsentene i India. I tillegg til det utvinnes store mengder metall av USA, Kina, Japan og Sør-Korea. Imidlertid aksjerav dette elementet er svært begrenset, det forventes at de vil gå tom i løpet av noen tiår.