Название «осмий» происходит от греческого слова «osme» – «запах Разумеется, сам металл никаким запахом не обладает (и это не удивительно, если учесть, что его температура кипения составляет больше трех тысяч градусов и он совершенно не летуч). Но вот его тетраоксид OsO4, до которого металл и значительная часть соединений этого металла легко окисляется, обладает крайне сильным запахом (напоминает что-то среднее между запахом гнилой редьки и озона). Кроме сильного и неприятного запаха, это соединение также отличается отменной токсичностью. Если бы не высокая цена соединений осмия, оно могло бы стать неплохим кандидатом в боевые отравляющие вещества. Предельно допустимая концентрация OsO4 в воздухе составляет 0.002 мг/м 3 , что в пять(!) раз меньше ПДК для синильной кислоты 0.01 мг/м 3 .
В отличие от платины или палладия, слиток осмия сделать достаточно сложно. Переплавить этот металл можно только электронным лучом или дуговым нагревом – из-за очень высокой твердости и хрупкости, штамповке этот металл не поддается.
Осмий — Самый ТЯЖЕЛЫЙ МЕТАЛЛ НА ЗЕМЛЕ!
Этот маленький слиток изготовлен из порошкообразного осмия сплавлением в дуговой печи (я получил его от коллекционера из Германии). Поскольку оксид осмия летучий, при плавлении в атмосфере аргона он легко с поверхности слитка и металл остается блестящим. Осмий это один из немногих окрашенных металлов. Его поверхность имеет хорошо различимый голубоватый цвет (в отличие от тантала, он больше голубой, чем серый). Переплавленный, компактный металл совершенно не окисляется на воздухе при комнатной температуре.
А вот такие кристаллы осмия, скорее всего, можно увидеть только у меня на сайте (и еще у двух-трех коллекционеров, которым я посылал небольшие друзы кристалов осмия). Да, монокристалл осмия, полученный бестигельной зонной плавкой, это крайне дорогой образец (за диск диаметром 10 и толщиной 1 мм, одна американская фирма запросила 500 долларов). Платить такую сумму за маленький иск мне не хочется. Но почему бы не попробовать вырастить кристаллы самому? .
А вот собственно и тетраоксид осмия, красивый и вонючий. Кристаллы выглядят довольно симпатично, особенно если ампулка лежала длительное время в небольшом градиенте температур и OsO4 пересублимировался в длинные иглы. Но, как уже написано выше, он отличается отменной токсичностью. Кстати, стоитотметить, что если ПДК вещества в пять раз ниже ПДК цианистоводородной кислоты, это совсем не значит, что смертельная доза так же меньше.
Источник: periodictable.ru
ОСМИЙ — тяжелее нет металла
Иногда полезно копаться в остатках, отходах, разглядывать и прикидывать — что еще отсюда можно извлечь. Вот так поступил С. Теннант, химик из Англии. С ним сотрудничал У.Г. Волластон, «папа» палладия и родия.
Кстати, Теннант обнаружил иридий — еще один платиноид, и дал металлу название.
Любопытство химиков приводит к …
История открытия металла простая и незатейливая.
Работали химики — Теннант и Волластон — с самородной платиной, воздействовали на металл любыми способами и смотрели — что из этого получится. Получилось открытие нового металла.
Параллельно исследованиями платиноидов увлеклись французские химики А. Ф. де Фуркруа и Вокелен. В результате опытов ученые установили существование неизвестного элемента в растворах от работ с сырой платиной. Счастливые первооткрыватели даже дали название открытому металлу — «птен», но дальнейшие исследования показали, что это не новый металл, а смесь иридия и осмия.
В процессе исследований выделили соединение осмия OsO4, обладающий резким, стойким, весьма неприятным запахом. Смешайте хлорку с гнилой редькой, и получите отдаленное ощущение от вдыхания паров этого соединения.
Деликатные ученые назвали новый металл «осмий», в переводе с древнегреческого «запах».
Удивительные свойства голубого платиноида
Химический элемент под атомным номером 76 — это осмий. По латыни, как положено называть элементы, Osmium. Белый металл с серо-голубым отливом относится к группе платиноидов.
Свойства платиноидов, в частности осмия, во многом уникальны.
Плотность у осмия огромна — около 22,6 г/см³, это самый тяжелый из химических элементов, металлов. Представьте кубик металла со стороной 10 сантиметров — он будет весить 22,6 килограммов. Такой же кубик из алюминия потянет на 2,7 кг. Масса ледяного куба с ребром 10 сантиметров 900 грамм.
Температура плавления поражает — 3033°С, кипеть металл начинает при 5012°С.
При соединении с другими веществами проявляет валентность (степень окисления) +4, +6, +8, реже от +1 до +7.
Рекомендуем: ОЛОВО — разноликий металл
| Осмий / Osmium (Os), 76 |
| 190,23(3)[2] а. е. м. (г/моль) |
| [Xe] 4f14 5d6 6s2 |
| 135 пм |
| 126 пм |
| (+6e) 69 (+4e) 88 пм |
| 2,2 (шкала Полинга) |
| +0,850 |
| 8, 6, 4, 3, 2, 0, −2 |
| 819,8(8,50) кДж/моль (эВ) |
| 22,587/22,61[3][4] г/см³ |
| 3306 K (3033 °C)[4] |
| 5285 K (5012 °C)[4] |
| 31,7 кДж/моль |
| 738 кДж/моль |
| 24,7[5] Дж/(K·моль) |
| 8,43 см³/моль |
| гексагональная |
| a = 2,734 c = 4,317[6] |
| 1,579 |
| (300 K) (87,6) Вт/(м·К) |
| 7440-04-2 |
Вспомним химию. Осмий один, а вот изотопов у него много. Атомы металла могут иметь разное количество нейтронов в ядре. При том это осмий. В природе платиноид состоит из семи изотопов, один из них радиоактивный, 186Os, совершенно уникальный.
Период полураспада изотопа старше возраста Вселенной.
Месторождения, откуда добывают осмий
Происхождение металл берет в медно-никелевых и молибденовых рудах.
Месторождения полиметаллических руд, откуда идет добыча самого тяжелого металла, находятся в Казахстане, Колумбии, России, США, Австралии, Канаде. Из всех добывающих драгоценный металл стран продает его на экспорт лишь Казахстан.
Кристаллы осмия чистотой 99,99 %, выращенные методом химического транспорта
Есть в природе минералы, содержащие редкий платиноид. Это невьянскит и сысертскит. Внешне их можно различить по окраске (сысертскит немного темнее). Остальные различия определяются только при помощи химических анализов.
Познавательно: оба минерала обнаружены на Урале, в районах Невьянска и Сысерти.
Кроме этих минералов существуют эрлихманит, осарситт, осмиевый лаурит. В этих минералах металл выступает в соединении с мышьяком и серой.
Чистый осмий (в виде самородков, например), в природе отсутствует. Он всегда в тандеме с другими элементами, в полиметаллических рудах, в кусочках метеоритов.
Как получают осмий
Промышленная добыча осмия начинается с добычи платины. Обогащенное платиновое сырье прокаливается, улетучивающиеся пары улавливают с помощью едкого натра. Дальше из раствора выделяют натриевую соль осмия, ее восстанавливают до чистого металла.
Рекомендуем: ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ — всё, кроме железа
Возможно получение металла из минерала джезказганита (рениевый минерал).
Дорого, но полезно
Осмий мог бы найти гораздо более широкое применение в народном хозяйстве (с таким набором уникальных свойств). Но его редкость и цена позволяют применять металл лишь там, где он приносит наибольшую пользу (или где без него не обойтись).
Добавка осмия в сплавы делает их сверхтвердыми. Эти сплавы устойчивы к истиранию, применяются в трущихся частях точных инструментов.
Еще одно свойство осмия — тугоплавкость — давно нашло применение в промышленности. Спирали для ламп накаливания давно изготавливали из сплава осмия и вольфрама. Компания OSRAM давно и успешно поставляет на рынок приборы освещения.
Познавательно: в 1926 году работники компании придумали и «выпустили в свет» всем известную осветительную лампочку грушевидной формы. Нить накаливания была изготовлена из сплава вольфрам-осмий. Лампочку эту помнят все жители России.
Военно-промышленному комплексу России с его сложнейшей техникой требуется дорогой металл с уникальными свойствами.
Металл применяют в качестве катализатора в химической промышленности (при синтезе аммиака).
Сплав осмий-иридий используют для изготовления компасных игл.
Изотоп осмий-187 используют палеонтологи при определении датировки слоев Мелового и Третичного периода.
Структура металла осмия
Ювелирам не нравится, но…
В ювелирном деле осмий практически не используется. Металл этот внешне красив — голубовато-серебристый. Но свойства (тугоплавкость, ковкость, пластичность) не позволяют использовать его в создании украшений.
Можно ли отнести перьевую ручку стоимостью более миллиона долларов к ювелирным изделиям — решать вам. Но такие ручки (наряду с часами и другими аксессуарами) предпочитают богатые и успешные мужчины, это признак состоятельности, «статусности» их владельца. Есть несколько фирм, выпускающих эти ручки. Они делаются из золота, платины, украшены бриллиантами, сапфирами, рубинами.
Кстати, эти ручки действительно пишут, это не простые безделушки. При чем тут осмий — при кончике пера. На нем всегда есть напайка, маленький шарик, чтобы перо не рвало бумагу, а мягко скользило по ней. Чтобы ручка работала долго и хорошо, напайка должна быть из очень твердого сплава. Этому требованию полностью отвечает осмий и металлы платиновой группы.
Рекомендуем: ПАЛЛАДИЙ — звездный металл, брат платины
Часы — еще одна метка мужчины из слоев элиты. В механизме дорогих часов используется осмий, как не обладающий магнитными свойствами. А способность к истиранию у него огромная. Значит, в механических часах он необходим.
Соединения осмия в медицине
Тетраоксид осмия применяют при производстве кортизона, жизненно необходимого для больных гормональными заболеваниями препарата. Применение тетрахлорида осмия необходимо в лабораториях в подготовке образцов для электронных микроскопов.
Хирургические инструменты (например, скальпели) снабжаются режущими кромками из сплава платиноидов.
Эти сплавы используются в изготовлении кардиостимуляторов, имплантов, клапанов.
Чем опасен синий платиноид
Металлический осмий не опасен (если не возникнет желания съесть ложку-другую). А вот тетраоксид осмия (OsO4), кроме отвратительного запаха, еще несет угрозу для здоровья человека. Это очень токсичное, летучее соединение. Представляет опасность при вдыхании паров. Хранить его надо в запаянных капсулах, работать в защитных костюмах и при хорошей вытяжной вентиляции.
Исторический факт: К. Клаус (о нем можно прочитать в статье об иридии), как любознательный ученый, не обремененный приборами для анализа, поступил просто. Так, кстати, делали многие ученые — пробовали на вкус исследуемые вещества. Вот и Клаус попробовал тетраоксид осмия, и записал в рабочем журнале: «вкус у этого соединения острый, перцеподобный».
Мало того, работая с «неблаговонным» соединением, ученый отравился, и пару недель провалялся больной.
Опасное соединение раздражает кожу, слизистые, вредно для глаз.
ПДК (предельно-допустимая концентрация) в воздухе составляет 0.002 мг/м3.
Купить осмий
Единственная страна-экспортер осмия на мировой рынок с 2004 года — Казахстан. До начала поставок драгоценного и редчайшего металла стоил осмий баснословно дорого. Затем цены стабилизировались.
На 28.04.2020 цена за 1 грамм осмия составляет 958 рублей.
Стоимость тройской унции металла 400$ США.
Рекомендуем посмотреть видео: самый тяжелый металл на земле — осмий.
Похожие публикации
Мне 42 года и я специалист в области минералогии. Здесь на сайте я делюсь информацией про камни и их свойства — задавайте вопросы и пишите комментарии!
Источник: themineral.ru
Осмий это какой металл
В периодической таблице существует неофициальная группа самых-самых элементов, своего рода рекордсменов по определённому свойству. По какому параметру сравнивать элементы – выбор, на самом деле, весьма большой. Можно искать самые редкие элементы, самые дорогие или даже элементы с самым длинным названием. Последнюю номинацию, кстати, делят между собой целых три элемента: протактиний, резерфордий и дармштадтий. Мы же поговорим об элементе с самой большой плотностью, и это совсем не уран или ртуть, а элемент с порядковым номером 76 – осмий.
Искусственно выращенные кристаллы чистого осмия. Фото: GrrlScientist/Flickr.com CC BY 2.0
Конечно, если говорить строго научным языком, то у элемента не может быть плотности, потому что элемент — это название определённого типа атомов. А плотность и множество других свойств появляются уже у вещества – объединения хотя бы нескольких атомов. Когда вместе объединяются атомы одного вида, то такое вещество называется простым.
Например, если мы соберём вместе много атомов золота, то получим тоже золото, но уже в виде драгоценного металла жёлтого цвета. Путаница возникает из-за того, что элемент и простое вещество называются одинаково, хотя за одним и тем же названием стоит разный смысл.
Так и с осмием, самую большую плотность, которая более чем в полтора раза больше, чем у ртути, имеет именно простое вещество осмий, а совсем не элемент. Обычно химики не любят уточнять, что они имеют в виду: элемент или простое вещество, считая, что это и так очевидно из контекста. Хотя в некоторых случаях, когда обе трактовки по смыслу кажутся вполне допустимыми, с первого раза бывает не просто разобраться, о чём же идёт речь. Вооружившись этим небольшим ликбезом по химической терминологии, вернёмся к нашему осмию.
Природный минерал, содержащий металлы платиновой группы: осмий, иридий, рутений и родий. Фото: D. Nishio-Hamane/Flickr.com CC BY-NC-SA 2.0
Как мы уже сказали, у осмия самая высокая плотность из всех известных веществ. А знаете, что попробует сделать настоящий исследователь, если ему дать самый плотный в мире металл? Разумеется, он попытается уплотнить его ещё больше! И у этого занятия помимо исследовательского азарта есть и вполне конкретный научный интерес.
Всё дело в том, что при очень высоких давлениях обычные вещества могут непредсказуемо менять свои свойства. Например, блестящий металлический натрий превращается в прозрачный диэлектрик, газообразный кислород, наоборот, затвердевает и даже становится сверхпроводником. Всё это открывает окно в уникальный мир сверхвысоких давлений, которые существуют, к примеру, в ядрах планет.
Чтобы не лезть за сверхвысоким давлением в самый центр Земли, исследователи придумали интересный инструмент – алмазную наковальню. Благодаря исключительной твёрдости алмаза между двумя его поверхностями можно создать колоссальное давление, даже в два раза большее, чем в центре Земли. А за счёт его прозрачности сквозь алмазные наковальни можно в прямом смысле посмотреть, что же там происходит с исследуемым веществом. Так что же произошло с осмием, когда его сжали с давлением почти восемь миллионов атмосфер? Самое удивительное, что практически ничего – осмий сохранил свою кристаллическую структуру и все остальные свойства, попутно получив ещё один «приз» в номинации «самое устойчивое к давлению простое вещество».
Детали алмазной наковальни. Фото: Dawn Harmer/SLAC CC BY-NC-SA 2.0
Кроме максимальной плотности у осмия есть ещё одно примечательное свойство: у него очень высокая температура плавления, выше трёх тысяч градусов. Это позволило изготавливать из осмия спирали для ламп накаливания в самом начале прошлого века, пока осмий почти полностью не был вытеснен ещё более тугоплавким вольфрамом. Тем не менее, единство и борьба осмия с вольфрамом в ламповых спиралях нашли отражение в названии известной компании OSRAM, которая и по сей день выпускает самые различные осветительные устройства. Как вы уже могли догадаться, название состоит из частей названий этих двух элементов: ОСмий и вольфРАМ. Интересно, что для нашего языка, как и для немецкого, такое сокращение вполне понятно, а вот для англоговорящих стран «вольфрамовый след» уже не столь очевиден, потому что в английском языке вольфрам называется tungsten.
Спираль для ламп накаливания когда-то изготавливали из осмия и его сплавов с вольфрамом. Фото: Caleb Roenigk/Flickr.com CC BY 2.0
Помимо ламп накаливания, которые уже уступили своё место светодиодам, осмий использовали ещё в одном очень популярном, но теперь уже практически вышедшем из употребления предмете: перьевой ручке. Однако так же как светодиоды сейчас «убивают» классические лампы, так и шариковые ручки когда-то безжалостно оборвали золотой век ручек перьевых, оставив для них лишь узкую нишу ценителей оригинального письма.
Если вы когда-нибудь держали в руках перьевую ручку, то могли заметить кончике пера небольшой шарик. Вот именно в нём и можно отыскать осмий и другие ценные металлы. Сам шарик нужен для того, чтобы перо могло гладко скользить по листу бумаги, не царапая его и не цепляясь за бумажные волокна.
Однако если этот шарик сделать из той же стали, что и остальные части пера, то он очень быстро придёт в негодность. Если для дешёвых ручек это ещё хоть как-то простительно, то для дорогих перьевых ручек такая ситуация категорически недопустима. Поэтому шарик на кончике пера изготовляли из твёрдых сплавов, в том числе осмия, иридия и других металлов платиновой группы. Кстати, один из природных сплавов осмия с иридием называется иридосмин или минерал невьянскит, по названию Невьянска, города на Урале.
У качественных ручек наконечник пера изготавливается из твёрдых сплавов, содержащих осмий или другие металлы. Фото: János Fehér/Flickr.com CC BY-SA 2.0
Коль скоро мы коснулись темы пишущих принадлежностей, то хотелось бы рассказать об одном мифе, пусть и не связанным с осмием. Вы наверняка слышали такую историю, смысл которой состоит в том, что специалисты NASA потратили уйму средств и времени на изобретение ручки, которая может писать в невесомости, в то время как смекалистые русские космонавты продолжали использовать карандаш.
Во-первых, до второй половины 1960-х годов и американские астронавты и советские космонавты использовали карандаши. Однако потом частный изобретатель Пол Фишер разработал специальную ручку, которая пишет в невесомости и в других экстремальных условиях. После чего предложил NASA опробовать своё изобретение взамен карандашей и фломастеров.
Секрет ручки Фишера в том, что её пишущий шарик, выполненный из карбида вольфрама, прецизионно установлен в наконечнике стержня, чтобы избежать протекания. Чернила тиксотропны — твёрдые в обычном состоянии, они разжижаются только при письме. Сами чернила находятся в специальном картридже под давлением сжатого азота, который отделён от чернил скользящим поплавком. Так зачем же было изобретать такую сложную конструкцию, если вот оно простое решение – карандаш? Дело в том, что карандашам свойственно ломаться, и если в обычной жизни мы просто смахнём обломки со стола, то в невесомости они начнут жить своей жизнью, свободно летать по пространству космического корабля или станции, рискуя при этом попасть человеку в глаз.
Космическая ручка всё-таки лучше и безопаснее карандаша. Фото: James Fee/Flickr.com CC BY-NC-ND 2.0
Кстати, сам осмий получил своё название благодаря неприятному запаху, который описывают как смесь запахов хлорки и чеснока. Неприятное амбре возникает за счёт окисления осмия на воздухе, в результате чего образуется летучее соединение – тетраоксид осмия.
Называть открытый в 1803 году элемент «чесночием» английский химик Смитсон Теннант, видимо, посчитал слишком легкомысленным, поэтому за основу названия он выбрал слово «запах» в греческом переводе. Учти он ещё и чрезвычайную ядовитость тетраоксида, осмий мог бы получить и более зловещее название. Но даже несмотря на высокую стоимость и опасность, это соединение всё равно находит своё применение в химических лабораториях. Например, его используют при синтезе кортизона – гормонального лекарственного средства или при химической обработке образцов для электронного микроскопа.
Чтобы получить изображение биологического объекта с помощью просвечивающего электронного микроскопа, его подвергают специальной обработке, где на одной из стадий используется раствор тетраоксида осмия. На фото изображена генетически модифицированная бактерия кишечной палочки. Фото: Anupama Lakshmanan/Caltech/Flickr.com CC BY-NC 2.0
Есть ещё одно место, где можно повстречать осмий, правда, это будет совсем не тот осмий, о котором мы говорили всё это время. Так уж сложилось, что один из родов пчёл получил название «осмии». Пчёлы этого рода ведут по большей части одиночный образ жизни, не образуют ульи и не производят вкусный мёд.
Тем не менее, они прекрасно справляются с опылением растений, поэтому некоторые садоводы специально привлекают осмий на свои участки. Так что если вам когда-нибудь повстречается объявление со словами «продам осмий, дёшево», не обольщайтесь – вместо драгоценного металла, вам продадут милых пчёл из семейства мегахилиды. Не запутайтесь в том, что скрывается под словом осмий: элемент, простое вещество или… пчела!
Осмия рыжебрюхая или Osmia cornuta. Фото: Björn S/Flickr.com CC BY-SA 2.0
Источник: www.nkj.ru