Indijum metal: opis, svojstva i primjena

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Element indijum ima mnoga korisna svojstva, zahvaljujući kojima se može koristiti u istraživanju svemira, inženjeringu, elektronici, nuklearnoj industriji i drugim industrijama. Međutim, izuzetno ga je teško pronaći u prirodi i odvojiti od drugih supstanci. Zbog toga je naveden kao rijedak element. Koja su svojstva indija? Da li je metalna ili nemetalna? Hajde da saznamo sve njegove karakteristike.

Historija otkrivanja elemenata

Indijum je prvi put otkriven prije samo 154 godine. Djelomično se to dogodilo slučajno, jer su njegovi otkrivači tražili potpuno drugačiji element. Godine 1863., hemičari Theodor Richter i Ferdinand Reich pokušali su otkriti talij u mineralu sfaleritu (cink blende), novom metalu u to vrijeme koji je tek trebalo proučiti.

Za svoju pretragu koristili su spektralnu analizu Kirchhoffa i Bunsena. Suština metode je da kada se zagrije na visoke temperature, atomi elemenata počinju emitirati svjetlost koja odgovara određenom rasponu frekvencija. Po spektru ovog sjaja možete saznati kakav je element ispred vas.

Talijum bi trebao imati jarko zelenu boju, ali su naučnici umjesto toga pronašli plavi sjaj. Nijedan poznati element nije imao takav spektar i hemičari su to shvatiliimali su sreće. Zbog posebnosti nijanse, svoj nalaz su nazvali po indigo boji. I tako je otkriven novi metal, indijum. A sada detaljnije o karakteristikama.

Šta je ovo metal?

Indijum je svetlo srebrnast i veoma sjajan metal, koji podseća na cink. U periodičnom sistemu pripada trećoj grupi, stoji na broju 49 i označava se simbolom In.

Postoji u prirodi kao dva izotopa: In¹¹³ i In¹¹⁵. Potonji je češći, ali je radioaktivan. Koliki je period metala indija 115? Raspada se za 6·10^{14 godina, pretvarajući se u lim. Postoji i oko 20 umjetnih izotopa koji se mnogo brže raspadaju. Najdugovječniji među njima ima poluživot od 49 dana.}

Indijum se topi na +156,5 °C i ključa na +2072 °C. Lako se podnosi kovanju i drugim mehaničkim efektima i može se koristiti u nakitu. Međutim, zbog svoje visoke mekoće, brzo se deformiše. Metal se lako može saviti, rezati nožem, pa čak i ogrebati noktom.

Hemijska svojstva

U pogledu svojih hemijskih svojstava, sličan je galijumu ili aluminijumu. Ne može formirati neprekidne čvrste veze ni sa jednim metalom. Uopšte ne reaguje sa alkalnim rastvorima. Na određenim temperaturama reaguje sa jodom, selenom, sumporom i njegovim dioksidom, reaguje sa hlorom i bromom. Metali koji ga okružuju u periodnom sistemu lako se rastvaraju u indiju, i to:talijum, kalaj, galijum, olovo, bizmut, živa, kadmijum.

Neke zanimljive činjenice o metalu Indije:

• Čak i uz dugi boravak u zraku, ne blijedi. To se ne dešava ni kada se metal topi.
• Ako počnete savijati indij, ispuštat će karakterističan zvuk, sličan škripi ili škripu. Pojavljuje se iz deformacije kristalne rešetke materije.
• Indijum gori na +800 °C, plamen je plavo-ljubičast, ili indigo.
• Ovo je najmekši metal koji možete držati u rukama. Samo ga litijum nadmašuje, ali je previše aktivan i odmah oksidira na vazduhu, stvarajući otrovnu alkaliju.
• Legura indija sa galijumom je veoma topiva i postaje tečna već na +16 °C.

Sadržano u prirodi

Metalni indijum ne formira nezavisne depozite. Vrlo je raštrkana i izuzetno rijetka u obliku grumenova. Minerali Indije uključuju sakuranit, rokezit, patrukit i jalindit. Međutim, njihova rijetkost ih sprječava da se koriste u industriji.

Mala količina indijuma se nalazi u morskoj i kišnici, u ulju, kao i u pepelu uglja. Zbog sličnosti jonskih radijusa, indijum je u stanju da se integriše u kristalne rešetke gvožđa, magnezijuma, cinka, olova, magnezijuma, kalaja, itd. Zbog toga se ponekad zajedno sa njima nalazi i mala količina.

U pravilu, sadržaj indija u mineralima ne prelazi 0,05-1%. Većina metala se nalazi u sfaleritu i marmaritu. Obično je takokoncentracija je veća, što je više cinka, gvožđa i drugih metala već spomenuto.

Cijena metala

Indijum je izolovan u svom čistom obliku samo nekoliko godina nakon otkrića. Zbog složenosti ovog procesa, jedan gram indijuma tada je procijenjen na oko 700 dolara. I iako su se metode za njegovo dobijanje značajno poboljšale tokom stoljeća i po, još uvijek se smatra rijetkim i skupim.

Danas je njegova prosječna cijena 600-800 dolara po kilogramu i, iznenađujuće, ne pada mnogo s povećanjem proizvodnje. Čistoća metala obično je naznačena u njegovoj oznaci: IN-2, IN-1, IN-0, IN-00, IN-000, IN-00000. Što je više nula, to je bolje i skuplje. Na primjer, IN-000 indijum se može procijeniti na oko 2.000 dolara po kilogramu.

Visoka cijena metala indija se objašnjava njegovim niskim sadržajem u prirodi i velikom potražnjom. Iskopa se 600-800 tona godišnje, što apsolutno ne pokriva sve potrebe za tim. Zbog svojih jedinstvenih svojstava, ispostavlja se da je mnogo bolji i izdržljiviji od drugih, jeftinijih metala. Da se tako vrijedan materijal ne bi izgubio, u mnogim zemljama se ponovo koristi.

Gdje se primjenjuje

Metalni indijum povećava kvašenje i otpornost legure na koroziju. Obloženi su olovno-srebrnim ležajevima, koji se koriste u avijaciji i automobilskoj tehnici. Takođe je sposoban da snizi tačku topljenja drugih metala. Dakle, njegova mješavina s kalajem, olovom, kadmijumom i bizmutom se topina 46,5°C, što ga čini pogodnim za požarne alarme.

Indijum kalaj oksid se koristi za poluprovodnike i razne lemove. Osim toga, koristi se za proizvodnju kompjuterskih monitora, TV ekrana i tableta. Legiran sa srebrom ili sam, koristi se za astronomske retrovizore i retrovizore za farove automobila.

Odličan je za stvaranje fotoćelija, fosfora, termoelektričnih materijala, zaptivki u svemirskoj tehnologiji. Indijum dobro apsorbuje neutrone i može se koristiti u nuklearnim reaktorima.

Ništa se ne zna o biološkoj ulozi ovog elementa u našem tijelu, ali se koristi iu medicini. Koristi se kao radioaktivni lijek u dijagnostici jetre, mozga i pluća za otkrivanje tumora i drugih bolesti.

Načini dobijanja

Glavna količina metala indija se iskopava iz ležišta cinka i kalaja. Dobija se od otpada preradom polimetalnih, kalajnih, olovno-cink ruda. Odvajanje i prečišćavanje indija se vrši u nekoliko faza.

Prvo, istaloži se podešavanjem nivoa kiselosti rastvora. Nastali "crni metal" zatim treba očistiti. To se radi rafiniranjem zonskog topljenja ili na druge načine.

Danas je Kanada jedan od glavnih proizvođača Indije. Osim toga, velike količine metala kopaju SAD, Kina, Japan i Južna Koreja. Međutim, dioniceovog elementa su veoma ograničeni, očekuje se da će isteći u roku od nekoliko decenija.