История

Свойства

Применение

Опыты

         Иридий

 
    Иридий относится к металлам, которые называют платиновыми или благородными (ещё драгметаллами). Но в отличие от, например, платины или палладия, из иридия не делают украшений или других ювелирных изделий. Вероятнее всего, причина этому – высокие температура плавления и твердость иридия. Кусок платины или палладия, например, можно достаточно легко раскатать в тонкую фольгу. Также, из этих металлов можно изготовить отливки (хотя это и сложнее чем литье из золота), их можно паять или сваривать на воздухе. Иридий же поддается механической обработке с большим трудом. При нагревании на воздухе до температуры плавления, он окисляется и улетучивается в виде оксида. То есть, теоретически, сделать колечко из иридия можно, но затраты на его изготовление будут значительно выше, чем в случае, например, золота или платины. А уж стоимость изготовления иридиевой цепочки была бы просто огромной.

    В настоящее время иридий применяется для изготовления тиглей, в которых варят высококачественное стекло и выращивают особо чистые монокристаллы. Соединения иридия используются в органическом катализе.

    На первой фотографии – обработанный брусок металлическоо иридия. Я вырезал его из небольшого слитка, полученного аргоново-дуговой плавкой. Слиток был куплен на аукционе ebay.com и достался мне практически по рыночной цене (200$ за 15 грамм). По форме он напоминал следующий образец (электронно-лучевой слиток), и чтобы получить из него параллелепипед, я cначала обрезал его его с четырех сторон алмазной дисковой пилой, а затем прошлифовал на станке маленьким алмазным диском. В результате получился брусок и несколько обрезков. Позднее, один из обрезков я так же прошлифовал до параллелепипеда (весом полграмма).

 
    Второй слиток получен методом электронно-лучевой плавки и так же был куплен на ebay.com, но несколько дороже. Иридий, переплавленный таким способом, значительно чище аргонно-дугового, поскольку в данном случае металл плавится в высоком вакууме и большинство металлических примесей (кроме тугоплавких) испаряются из него.

 
    Если при обычной электроно-лучевой плавке из металла удаляются все летучие (в высоком вакууме при температуре 2500 градусов) примеси, электронно-лучевая зонная плавка позволяет очистить металл также и от примесей тугоплавких металлов (тантал, вольфрам, платина и т.п.). Довольно часто, после нескольких проходов расплавленной зоны слиток превращается в монокристалл.

 
    Как известно, самый легкий существующий в природе металл это литий. Относительно самого тяжелого, мнения расходятся. Иногда первенство приписывают осмию, иногда иридию. Основная проблема заключается в том, что плотность этих металлов снижается даже небольшими загрязнениями более легких элементов (то есть любыми примесями), а получить осмий и иридий в виде металлов высокой чистоты – весьма сложная задача. Но с другой стороны, чтобы узнать плотность вещества, совсем не обязательно иметь на руках его компактный кусок. Можно взять порошок и методом рентгенофазового анализа определить его структуру (то есть найти расстония между атомами вещества в кристалле). Затем из этих данных и молекулярной массы металла можно определить теоретическую плотность вещества. Ниже приводится выдержка из статьи, описывающей подобные вычисления:

    Theoretical calculation gave the following results (The lattice parameters, densities and atomic volumes of the platinum metals. Crabtree, Robert H. Sterling Chem. Lab., Yale Univ., New Haven, CT, USA. Journal of the Less-Common Metals (1979), 64(1), P7-P9. )

    "For Ru, Rh, Pd, Os, Ir, and Pt, the densities and atomic volumes were calculated by using lattice parameters obtained by averaging the best available values from the literature and correcting to 20°C by using a published relation for the lattice-parameter temperature dependence. The calculated densities of Os and Ir (22.59 ± 0.02 and 22.57 ± 0.01 g/cm3, respectively) are essentially equal within the probable experimental error."

    То есть, плотности осмия и иридия можно принять равными.

    Чтобы увидеть и почувствовать разницу между плотностями лития и иридия, конечно было бы неплохо сделать два кубика или цилиндра одинакового объема (например, 1 кубический дециметр). Тогда, взвесив эти объёмы на руке, разницу можно было бы заметить очень легко. Кусок иридия весил бы 22.5 килограмма (то есть на одной руке его можно было бы удержать лишь с большим трудом), а кусок лития весил бы всего полкило (был бы легче аналогичного по размерам куска дерева).

    К сожалению, литий достаточно быстро окисляется на воздухе, и держать в руках его можно было бы разве что в камере с инертной атмосферой. Рыночная стоимость 22.5 килограммов иридия составляет (на 09.04.2007) 325,5 тысяч долларов, не говоря уже о том, что отлить такой кубик, обойдется еще в несколько десятков тысяч долларов.
    В общем, будем скромнее . Чтобы разницу в плотности этих двух металов было заметно на фото, я решил вырезать два кусочка с одинаковой массой, полграмма. Брусочек иридия я изготовил шлифованием одного из обрезков, оставшихся от изготовления первого образца, а полуграммовый брусок лития отрезал от большого куска лития в аргоновом боксе. Поскольку литий не устойчив на воздухе, пришлось запаять его в ампулу. Иридий я поместил в ампулу просто для того, чтобы образцы были похожи.