Индиум металл: тодорхойлолт, шинж чанар, хэрэглээ

2024 Зохиолч: Howard Calhoun | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-17 10:35

Индий элемент нь олон ашигтай шинж чанартай бөгөөд үүний ачаар сансар судлал, инженерчлэл, электроник, цөмийн үйлдвэрлэл болон бусад салбарт ашиглах боломжтой. Гэсэн хэдий ч үүнийг байгальд олж, бусад бодисоос салгах нь туйлын хэцүү байдаг. Ийм учраас ховор элементийн жагсаалтад орсон. Индий ямар шинж чанартай вэ? Металл уу, металл биш үү? Түүний бүх онцлогийг олж мэдье.

Элементийн нээлтийн түүх

Индий анх 154 жилийн өмнө нээгдсэн. Зарим талаараа энэ нь тохиолдлоор болсон, учир нь түүнийг нээсэн хүмүүс огт өөр элемент хайж байсан. 1863 онд химич Теодор Рихтер, Фердинанд Рейх нар сфалерит (цайрын хольц) хэмээх эрдсийн найрлагаас таллийг илрүүлэхийг оролдсон нь тухайн үеийн шинэ металл байсан бөгөөд одоог хүртэл судлагдаагүй байв.

Тэд хайлтдаа Кирхгоф, Бунсен нарын спектрийн шинжилгээг ашигласан. Аргын мөн чанар нь өндөр температурт халах үед элементүүдийн атомууд тодорхой давтамжийн мужид тохирох гэрлийг ялгаруулж эхэлдэг явдал юм. Энэхүү гэрлийн спектрээр та ямар төрлийн элемент таны өмнө байгааг мэдэж болно.

Таллиум тод ногоон өнгөтэй байх ёстой ч эрдэмтэд оронд нь цэнхэр туяаг олж илрүүлжээ. Ямар ч мэдэгдэж буй элемент ийм спектртэй байгаагүй бөгөөд химич үүнийг ойлгосонтэд азтай байсан. Сүүдрийн онцлогоос шалтгаалан тэд олдвороо индиго өнгөөр нэрлэжээ. Ингээд шинэ металл индий нээгдэв. Одоо онцлогуудын талаар илүү дэлгэрэнгүй.

Энэ ямар металл вэ?

Индиум нь цайрыг санагдуулам цайвар мөнгөлөг, маш гялалзсан металл юм. Тогтмол системд энэ нь 3-р бүлэгт хамаарах бөгөөд 49 дугаарт байрлах ба In гэсэн тэмдгээр тэмдэглэгдсэн байна.

Энэ нь байгальд хоёр изотоп хэлбэрээр оршдог: In¹¹³ болон In¹¹⁵. Сүүлийнх нь илүү түгээмэл боловч цацраг идэвхт бодис юм. Металлын индий 115-ын хугацаа хэд вэ? Энэ нь 6·10^{14 жилийн дараа ялзарч, цагаан тугалга болж хувирдаг. Мөн илүү хурдан задардаг 20 орчим хиймэл изотопууд байдаг. Тэдний дунд хамгийн урт насалдаг нь хагас задралын хугацаа 49 хоног байна.}

Индиум +156.5 °C-т хайлж, +2072 °C-т буцалгана. Энэ нь хуурамчаар үйлдэх болон бусад механик нөлөөлөлд амархан ордог бөгөөд үнэт эдлэлд ашиглах боломжтой. Гэсэн хэдий ч өндөр зөөлөн учраас энэ нь хурдан гажигтай байдаг. Металлыг амархан нугалж, хутгаар зүсэж, бүр хумсаараа маажиж болно.

Химийн шинж чанар

Химийн шинж чанараараа галли эсвэл хөнгөн цагаантай төстэй. Энэ нь ямар ч металлтай тасралтгүй хатуу холбоо үүсгэж чадахгүй. Энэ нь шүлтийн уусмалд огт хариу үйлдэл үзүүлэхгүй. Тодорхой температурт иод, селен, хүхэр, түүний давхар исэлтэй урвалд орж, хлор, бромтой урвалд ордог. Үелэх системд түүнийг хүрээлж буй металлууд индийд амархан уусдаг, тухайлбал:талли, цагаан тугалга, галли, хар тугалга, висмут, мөнгөн ус, кадми.

Энэтхэгийн металлын тухай сонирхолтой баримтууд:

• Агаарт удаан байсан ч бүдгэрдэггүй. Металл хайлуулах үед ч ийм зүйл тохиолддоггүй.
• Хэрэв та индиумыг нугалж эхэлбэл энэ нь шажигнах, шажигнахтай төстэй өвөрмөц чимээ гарна. Энэ нь бодисын талст торны хэв гажилтаас харагдаж байна.
• Индиум нь +800 °C-т шатдаг, дөл нь хөх ягаан эсвэл индиго юм.
• Энэ бол таны гарт барьж болох хамгийн зөөлөн металл юм. Зөвхөн литий л түүнийг давдаг ч хэт идэвхтэй бөгөөд шууд агаарт исэлдэж, хортой шүлт үүсгэдэг.
• Индийн галлитай хайлш нь маш их хайлдаг бөгөөд +16 °C-т шингэн болдог.

Байгальд агуулагддаг

Металл индий нь бие даасан орд үүсгэдэггүй. Энэ нь маш тархай бутархай бөгөөд бөөм хэлбэрээр маш ховор байдаг. Индиумын өөрийн ашигт малтмалд сакуранит, рокезит, патрукит, жалиндит орно. Гэсэн хэдий ч ховор тохиолддог нь тэдгээрийг үйлдвэрлэлд ашиглахад саад болдог.

Бага хэмжээний индий далайн болон борооны ус, газрын тос, мөн нүүрсний үнсэнд агуулагддаг. Ионы радиусын ижил төстэй байдлаас шалтгаалан индий нь төмөр, магни, цайр, хар тугалга, магни, цагаан тугалга гэх мэт болор торонд нэгдэх чадвартай байдаг. Үүнээс болж багахан хэмжээний хэсэг нь заримдаа тэдэнтэй хамт олддог.

Дүрмээр бол ашигт малтмал дахь индийн агууламж 0.05-1% -иас ихгүй байна. Металлын ихэнх хэсэг нь сфалерит ба мармаритаас олддог. Ихэвчлэн тэрконцентраци өндөр байх тусам цайр, төмөр болон бусад металлыг аль хэдийн дурьдсан болно.

Металлын үнэ

Индиумыг нээлт хийснээс хойш хэдхэн жилийн дараа цэвэр хэлбэрээр нь тусгаарласан. Энэ үйл явцын нарийн төвөгтэй байдлаас шалтгаалан нэг грамм индий 700 орчим доллараар үнэлэгдсэн. Хэдийгээр үүнийг олж авах арга нь зуун хагасын хугацаанд мэдэгдэхүйц сайжирсан ч ховор бөгөөд үнэтэй гэж тооцогддог.

Өнөөдөр түүний дундаж үнэ нэг кг нь 600-800 доллар байгаа бөгөөд үйлдвэрлэлийн хэмжээ нэмэгдэх тусам төдийлөн буурахгүй байгаа нь гайхмаар. Металлын цэвэр байдлыг ихэвчлэн тэмдэглэгээнд заадаг: IN-2, IN-1, IN-0, IN-00, IN-000, IN-00000. Илүү их тэг байх тусам илүү сайн, илүү үнэтэй байдаг. Жишээлбэл, IN-000 зэрэглэлийн индий нэг кг нь ойролцоогоор 2000 доллараар үнэлэгдэх боломжтой.

Индий металлын өртөг өндөр байгаа нь байгальд агуулагдах чанар бага, эрэлт ихтэй байгаатай нь холбон тайлбарладаг. Жилд 600-800 тонн олборлодог нь түүний хэрэгцээг бүрэн хангадаггүй. Өвөрмөц шинж чанараараа энэ нь бусад хямд металлуудаас хамаагүй илүү сайн, удаан эдэлгээтэй байдаг. Ийм үнэ цэнэтэй материалыг алдахгүйн тулд олон оронд дахин ашигладаг.

Хэрэглэх газар

Метал индий нь хайлшны чийгшүүлэх, зэврэлтэнд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлдэг. Тэдгээр нь нисэх болон автомашины технологид ашиглагддаг хар тугалга-мөнгөн холхивчоор бүрсэн байна. Мөн бусад металлын хайлах цэгийг бууруулах чадвартай. Тиймээс түүний цагаан тугалга, хар тугалга, кадми, висмуттай холимог хайлдаг46.5°C температурт, галын дохиололд тохиромжтой.

Индиум цагаан тугалганы ислийг хагас дамжуулагч болон төрөл бүрийн гагнуурын ажилд ашигладаг. Үүнээс гадна компьютерийн дэлгэц, ТВ дэлгэц, таблет үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Мөнгөний хайлш эсвэл дангаар нь одон орны толь, машины гэрлийн толь зэрэгт ашигладаг.

Энэ нь сансрын технологид фотоэлемент, фосфор, дулаан цахилгаан материал, лац үүсгэхэд маш сайн. Индиум нь нейтроныг сайн шингээдэг бөгөөд цөмийн реакторт ашиглах боломжтой.

Бидний биед энэ элементийн биологийн үүргийн талаар юу ч мэдэгдээгүй ч анагаах ухаанд ч хэрэглэж ирсэн. Энэ нь хорт хавдар болон бусад өвчнийг илрүүлэх элэг, тархи, уушгины оношлогоонд цацраг идэвхт эм болгон ашигладаг.

Олгох арга

Индий металлын үндсэн хэмжээг цайр, цагаан тугалганы ордуудаас олборлодог. Энэ нь полиметалл, цагаан тугалга, хар тугалга-цайрын хүдэр боловсруулах явцад гарсан хаягдлаас гаргаж авдаг. Индий ялгах, цэвэршүүлэх ажлыг хэд хэдэн үе шаттайгаар явуулдаг.

Эхлээд уусмалын хүчиллэгийн түвшинг тохируулан тунадасжуулна. Дараа нь үүссэн "хар металл" -ыг цэвэрлэх шаардлагатай. Үүнийг хайлуулах бүсээр цэвэршүүлэх эсвэл өөр аргаар хийдэг.

Өнөөдөр Канад бол Энэтхэгийн гол үйлдвэрлэгчдийн нэг юм. Үүнээс гадна АНУ, Хятад, Япон, Өмнөд Солонгос их хэмжээний металл олборлодог. Гэсэн хэдий ч хувьцааЭнэ элементийн тоо маш хязгаарлагдмал тул хэдэн арван жилийн дотор дуусах төлөвтэй байна.