Существует достаточно распространенное мнение, что золото и платина являются самыми дорогостоящими металлами из таблицы Менделеева. Главным противником подобного утверждения является осмий. Мало кто знает, что химический элемент осмий (Osmium) является самым дорогостоящим металлом, который находится на 76 позиции таблицы Д.И. Менделеева.
Осмий – это металл, обладающий серебристо-белым цветом, а также голубым отливом. Он крайне редко встречается в природе, что и объясняет его по-настоящему невероятную цену. С точки зрения химии, осмий относится к категории платиновых металлов.
История открытия осмия
Особого внимания заслуживает история открытия данного металла. Его не стремились найти целенаправленно, все произошло совершенно случайно. Проводился эксперимент по растворению веществ с использованием царской водки. В ходе данного эксперимента был сформирован неизвестный осадок, формула которого – OsO4. Именно этот осадок получил название осмий.
В переводе это слово означает «запах». Дело в том, что полученный осадок характеризовался резким неприятным запахом, который чем-то напоминал хлор, из-за чего исследователи и дали ему подобное название.
Осмий — Самый ТЯЖЕЛЫЙ МЕТАЛЛ НА ЗЕМЛЕ!
Осмий в природе
По некоторым данным, количество осмия составляет ничтожно малый процент от массы всех руд, содержащихся в недрах Земли – 0, 000005%. До сих пор не найдено ни одного самородка осмия. Химический элемент № 76 присутствует в медных, молибденовых, никелевых, платиновых рудах (около 0, 001%), в соединениях серы и мышьяка, отходах золотодобычи.
Другие источники – минералы сысерскит (осмий иридистый) и невьянскит (осмиридий, или осмистый иридий), являющиеся природным сплавом осмия с иридием, причем доля первого составляет 10-60%.
Сколько весит осмий
Стоит также отметить, что осмий – самый тяжелый металл, который встречается в различных вариантах изотопов. Наиболее распространенным из них является изотоп осмий-187. Современные ученые сходятся во мнении, что данного металла больше всего у земного ядра, они полагают, что он составляет примерно 0,5% от его массы.
Очень удивляют пропорции между размером данного металла, а также его весом. К примеру, если взять осмий, размер которого будет эквивалентен куриному яйцу, то его масса будет составлять около 1 кг. При этом емкость объемом в пол-литра, наполненная осмием, будет весить более 15 кг. Подобная масса объясняется плотностью осмия, которая составляет 22,61 г/см3. Казалось бы, отличный вариант для того, чтобы создавать спортивное оборудование, но не тут-то было, его невероятная стоимость отпугнет любого создателя оборудования.
Сколько стоит осмий
Цена осмия за 1 грамм колеблется в диапазоне от 15 до 30 долларов или около 1000 рублей и выше. Подобные скачки цены определяются его чистотой, формой, технологией получения и множеством иных факторов.
ТОП 5 САМЫХ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В МИРЕ — Применение самых тяжелых металлов
Где найти осмий
Другой способ обнаружения осмия – метеориты, которые попадают на Землю из космоса. Однако здесь также есть определенные трудности. Помимо того, что метеориты – нерегулярный способ получения металла, так еще и отделение изотопов занимает не менее 9 месяцев. В большинстве случаев все промышленные производства вынуждены использовать вторичное сырье, при этом цена подобного производства незначительно дешевле.
Поставщики
Самые крупные залежи руд, содержащие осмий, находятся в Южной Африке (Бушвельдский комплекс). Богатые запасы сосредоточены в США, Австралии, Тасмании, Казахстане, Колумбии, Канаде, есть и в России (в Свердловской обл. найдены сысерскит и невьянскит).
Физические и химические свойства металла
Строение осмия характеризуется гексагональной плотноупакованной кристаллической решеткой.
Сам осмий – твердый металл серо-голубоватого цвета, характеризующийся крайне высокой хрупкостью, а также очень высокой удельной массой, что позволяет металлу сохранять свой блеск даже при поддержании высоких температур. Осмий крайне трудно использовать для механической обработки, поскольку хрупкость, твердость и высокая температура плавления существенно осложняет любые технологические процессы.
Помимо цены осмий является рекордсменом в плотности, которая незначительно превосходит аналогичный показатель у иридия. Плотность осмия составляет 22,61 г/см3.
Температура плавления составляет 3033 градуса Цельсия, температура кипения – 5012 градусов Цельсия.
При нагреве осмий вступает в реакцию с кислородом, что приводит к формированию различных оксидов. Также металл вступает в реакцию с фосфором, азотной и серной кислотой. Во всех соединениях степень окисления находится в диапазоне от -2 до +8, наиболее распространенными вариантами являются +2, +3, +4 и +8.
Таблица химических свойств:
| Цвет металла | синев. — серый |
| Плотность | 22 |
| Температуры при которой металл плавится | 2700 |
| Температура кипения | 4600 |
| Электропроводность | 11 |
| Ковалентный радиус | 126 пм |
| Радиус иона | (+6e) 69 (+4e) 88 пм |
| Электроотрицательность | 2,2 (по шкале Полинга) |
| Электродный потенциал | 0,85 |
| Степени окисления | 8, 6, 4, 3, 2, 0, −2 |
| Энергия ионизации (первый электрон) |
Энергия ионизации (первый электрон) |
Изотопы
Самым ценным изотопом является Os-187. 30% его идет на нужды науки, остальное используется в медицинских и промышленных целях. Впервые его получили в Германии из норвежских молибденовых руд. Ныне монополистом по продаже Os-187 является Казахстан.
Недавно ученые обнаружили, что некоторым изотопам свойственно α-излучение, но с периодом полураспада в триллионы лет их считают условно стабильными элементами.
Применение осмия
Так как осмий – один из самых редких и дорогостоящих металлов, он используется только там, где существует экономическая эффективность, и другие материалы не дадут желаемого результата.
Использование данного металла в различных отраслях промышленности обусловлено его уникальными свойствами:
- Непревзойденная твердость делает данный металл идеальным материалом для изготовления режущих и особо точных инструментов (резцы, скальпели, перья для авторучек и др.), деталей в узлах механизмов, испытывающих сверхнагрузки.
- Тугоплавкость способствует использованию осмия в узлах трения.
- Отсутствие магнетизма позволяет изготавливать стрелки в компасах, часах и точных приборах.
- Благодаря способности ускорять химические реакции, осмий используется как катализатор, причем более эффективный, чем платина.
Без осмия и сплавов с ним не обходятся такие отрасли промышленности:
- Химическая: производство аммиака, азота, насыщенно-черного пигмента, проведение гидрирования, преобразование химической энергии в электрическую в метанольных топливных элементах.
- Военная: изготовление реактивных артиллерийских снарядов.
- Космическая и авиационная: электронная аппаратура, важнейшие узлы самолетов и ракет.
Несмотря на то, что осмий относится к группе драгоценных металлов, в ювелирном деле он используется редко и только в качестве добавки к платине.
Исходя из огромной цены данного металла, формируется предположение, что он обладает крайне полезными свойствами, которые могут использоваться в ходе производственных процессов. К примеру, одним из основных экспортеров осмия является Казахстан, при этом цена за их поставки находится около 10 000 долларов за грамм.
По большей части осмий используется при создании сплавов, в которых необходимо использование его крайне высокого уровня прочности. Более того, осмий придает сплавам невероятную износоустойчивость, причем для того, чтобы металл обладал данным свойством, достаточно даже незначительных доз подобного металла. Таким образом, осмий используется при создании механических узлов, которые на постоянной основе подвергаются трению.
Наибольшей ценностью обладает 187 изотоп осмия, который получил активное применение в ядерной и космической промышленности. Его используют для создания отдельных деталей космических аппаратов, а также изготовления емкостей для ядерных отходов.
Редкий изотоп осмия 187
Также данный металл используется в качестве катализатора химических процессов, позволяя ускорять их. К примеру, осмий позволяет значительно ускорить синтез химических соединений. Его используют производства, что делают особые химические реагенты, где скорость протекания всех процессов является важнейшим фактором.
Еще одной отраслью, которая требует использования осмия, является электроника. По большей части это касается механизмов и узлов аппаратной части управления.
Тем не менее, осмий стараются использовать как можно реже, что логично с учетом его огромной цены. Таким образом, его использование в промышленности объясняется фактом того, что он способен обеспечить гарантированный результат, придав конкретному устройству важнейшие эксплуатационные характеристики и свойства.
Осмий в медицине
Соединение осмия с платиной в соотношении 1:9 является индифферентным сплавом, поэтому из него изготавливают хирургические имплантаты, кардиостимуляторы, легочные клапаны, некоторые медицинские инструменты. Перспективным направлением является использование осмия для лечения онкологии.
В фармакологии Osmium применяется как катализатор для производства ряда лекарств, например, кортизона.
Производство осмия
Osmium получают из следующих источников:
- полиметаллические руды;
- метеоритные породы;
- осмий содержащие минералы.
Производственная цепочка сложная. Вначале руду обогащают и выделяют основной химический элемент. В ходе этого процесса образуются побочные продукты, содержащие микрочастицы осмия. Полученные вещества прокаливают при температуре 800-900 °C. При этом образуется оксид осмия, пары которого поглощаются раствором едкого натра.
Затем этот раствор упаривают и получают соль – перосмат натрия. Это вещество вступает в химическую реакцию с водородом, в ходе которой выделяется чистый осмий в губчатом виде.
Такой процесс сложный и дорогостоящий. Для получения 1 г этого редкого металла, нужно переработать 5 кг руды. Такой мизерный выход на самом деле является наилучшим показателем. В мире за год производят осмия чуть более 100 кг.
Если получать Osmium из платинового сырья, то при его обработке образуется осмиридий – соединение осмия с иридием. Чтобы эти металлы разделить, нужно провести ряд химических реакций, для которых потребуется до 9 месяцев. Однако часто этого не делают, так как такой сплав, благодаря усиленной твердости, используется в технике.
Наконец, получать осмий можно путем переработки вторичного сырья.
Существуют и другие способы производства данного драгоценного метала, но все они недостаточно эффективны, поэтому идет поиск новых технологий.
Цена осмия
Это один из самых дорогих металлов. В 2021 г. цена 1 г составила 950 руб. Это в 5 раз больше, чем 20 лет назад. Такой рост стоимости объясняется уникальными свойствами осмия и неудовлетворенным спросом, ведь каждая из 40 компаний, использующая его в качестве сырья, может рассчитывать на чуть более 2 кг этого платиноида в год.
Что касается изотопа Os-187, без которого не обходится медицина, космонавтика, оборонная промышленность, наука, то здесь картина иная: 1 г стоит $10 000-20 000.
Вред осмия
Осмий – тяжелый металл, а значит, он оказывает вред на живые организмы. У человека незначительная концентрация в воздухе паров этого платиноида поражает глаза и органы дыхания, даже если отравление было кратковременным. У животных же осмий вызывает ураганный отек легких.
Длительное вдыхание осмия приводит к нарушению работы любого органа, слепоте, летальному исходу. Кожа зеленеет, на ней появляются раны, трофические язвы. Заживление происходит трудно.
Польза
Осмий – востребованный металл в военно-промышленном комплексе, авиастроении, технике, медицине, научных исследованиях. Даже самое токсичное вещество, оксид осмия OsО4, приносит пользу – служит катализатором в производстве лекарственных препаратов и красящим веществом для исследований под микроскопом.
Основное назначение рассматриваемого платиноида – создание сверхпрочных сплавов с палладием, никелем, вольфрамом, рутением, платиной, иридием, изделия из которых отличаются высокой износостойкостью и долговечностью.
Вопросы пользователе об металле Осмий
Рассмотрим ответы на некоторые вопросы, которые чаще всего задают пользователи.
Что тяжелее: Осмий или Иридий
Существуют не 1, а 2 самые тяжелые металлы, и в таблице Менделеева они находятся в соседних ячейках – осмий, № 76, и иридий, №77. Их плотность в пределах 22, 59 г/см3 и 22, 56 г/см3 соответственно. Таким образом, можно считать, что вес этих металлов практически одинаковый.
Где в Казахстане добывают Осмий
Osmium получают из руд Джезказганского месторождения, одного из крупнейших в мире. Оно уникально тем, что почти полностью содержит изотоп осмий-187. Цена, по которой страна продает его на экспорт, являясь монополистом в этой области, ниже рыночной и составляет 10 000 долларов.
Источник: metallolomresurs.ru
Топ-10: Самые тяжёлые элементы, известные человечеству
Этот базовый список из десяти элементов является самым «тяжёлым» по плотности на один кубический сантиметр. Однако обратите внимание, что плотность — это не масса, она просто показывает, насколько плотно упакована масса тела.
Теперь, когда мы это понимаем, давайте взглянем на самые тяжёлые элементы во всей известной человечеству вселенной.
10. Тантал (Tantalum)
Плотность на 1 см³ — 16,67 г
Атомный номер тантала — 73. Этот сине-серый металл является очень твёрдым, а также имеет супервысокую температуру плавления.
9. Уран (Uranium)
Плотность на 1 см³ — 19,05 г
Обнаруженный в 1789 году немецким химиком Мартином Генрихом Клапортом (Martin H. Klaprot), металл стал настоящим ураном лишь почти сто лет спустя, в 1841 году, благодаря французскому химику Эжену Мелькиору Пелиго.
8. Вольфрам (Wolframium)
Плотность на 1 см³ — 19,26 г
Вольфрам существует в четырёх различных минералах, а также является самым тяжёлым из всех элементов, играющих важную биологическую роль.
7. Золото (Aurum)
Плотность на 1 см³ — 19,29 г
Говорят, деньги на деревьях не растут, чего не скажешь о золоте! Небольшие следы золота были обнаружены на листьях эвкалиптовых деревьев.
6. Плутоний (Plutonium)
Плотность на 1 см³ — 20,26 г
Плутоний демонстрирует красочное состояние окисления в водном растворе, а также может спонтанно изменять состояние окисления и цвета! Это настоящий хамелеон среди элементов.
5. Нептуний (Neptunium)
Плотность на 1 см³ — 20,47 г
Названный в честь планеты Нептун, он был обнаружен профессором Эдвином Макмилланом (Edwin McMillan) в 1940 году. Он также стал первым обнаруженным синтетическим трансурановым элементом из семейства актиноидов.
4. Рений (Rhenium)
Плотность на 1 см³ — 21,01 г
Название этого химического элемента происходит от латинского слова «Rhenus», что означает «Рейн». Он был обнаружен Вальтером Ноддаком (Walter Noddack) в Германии в 1925 году.
3. Платина (Platinum)
Плотность на 1 см³ — 21,45 г
Один из самых драгоценных металлов в этом списке (наряду с золотом), и используется для изготовления практически всего. В качестве странного факта: вся добытая платина (до последней частицы) могла бы поместиться в гостиной среднего размера! Не так много, на самом деле. (Попробуйте поместить в неё всё золото.)
2. Иридий (Iridium)
Плотность на 1 см³ — 22,56 г
Иридий был обнаружен в Лондоне в 1803 году английским химиком Смитсоном Теннантом (Smithson Tennant) вместе с осмием: элементы присутствовали в природной платине в качестве примесей. Да, иридий был обнаружен чисто случайно.
1. Осмий (Osmium)
Плотность на 1 см³ — 22,59 г
Не существует ничего более тяжёлого (на один кубический сантиметр), чем осмий. Название этого элемента происходит от древнегреческого слова «osme», что означает «запах», поскольку химические реакции его растворения в кислоте или воде сопровождаются неприятным, стойким запахом.
Источник: bugaga.ru
Осмий. Что это?
Продолжаем говорить о самых дорогих металлах. Осмий – металл, который входит в топ самых дорогих металлов мира. Что же это такое? Стоит ли инвесторам посмотреть на этот металл?
Осмий – самый редкий металл в мире. На биржах не торгуется.
В России цена осмия ежедневно устанавливается Гохраном. Цена на необработанный осмий (осмиевая губка). 07.02.2023 г. – 907,93 руб/грамм.Международная цена осмия ежедневно публикуется Институтом осмия (Германия). Цена на осмий кристаллический. 07.02.2023 г. – 1 942,23 доллар/грамм.
Осмий – химический элемент с атомным номером 76 в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева, обозначается символом Os.
Осмий открыт в 1803 году английскими химиками в осадке, остающемся после растворения платины в царской водке* (смесь концентрированных азотной и соляной кислот).
* Название не имеет отношения к спиртным напиткам и происходит от устаревшего значения слова «водка» (вода) и уникальной способности смеси растворять золото, которое раньше называлось царским металлом.
В чистом виде самородками металл не встречается, поэтому его химическая формула представлена в растворенном виде. Добыча элемента проводится в результате отделения его из иридиевой, платиновой, платиново-палладиевой руды. Ежегодный объём добычи осмия невелик. В настоящий момент добыча составляет примерно 120 кг в год. Эта цифра включает в себя всю мировую добычу!
Крупнейшие месторождения находятся в России (Уральские горы и Сибирь), США, Канаде, Колумбии, Австралии. В настоящее время значительным месторождением осмия считают Бушвелдский комплекс в ЮАР, там добывают больше всего вещества. Казахстан считается единственным крупным экспортером осмия-187 в мире. Примечательно, в Китае находятся большие запасы платиновой руды, но они не обладают значительным объемом осмия.
В естественной форме осмий – токсичный и неприглядный серый порошок. В чистом виде осмий не разливают в слитки, как это обычно бывает с другими драгоценными металлами, а разливают по бутылкам. На этом этапе ее называют осмиевой губкой. Осмиевая губка представляет собой необработанную форму осмия, которая используется для кристаллизации.
Метод кристаллизации осмия был изобретен в 2013 году после 40 лет лабораторных работ.
Процесс кристаллизации — это процесс перегруппировки атомов в кристалле для создания новой кристаллической структуры. В процессе кристаллизации внешний вид и многие свойства металла радикально меняются, и полученное вещество отличается так же, как алмаз от графита. Осмий состоит из миллионов мельчайших кристаллов, которые лежат в одной плоскости и, отражая свет, выглядят очень эффектно.
Кристаллический осмий нетоксичен и начинает сиять светом, который так и называется: «сияние осмия». Внешне осмий выглядит как тысячи бриллиантов, высыпанных на ладонь. Вот почему его можно назвать еще и самым красивым из металлов. Таких кристаллов очень мало, все они известны. Кристаллический осмий обязательно имеет идентификационный код OIC, который выдается институтом Осмия.
Если такого кода нет, то перед нами подделка. Идентификационный код осмия позволяет обеспечить очень высокий уровень защиты от подделок. Этому нововведению нет равных на рынках других драгметаллов.
Осмий является самым плотным на планете Земля веществом — 1 см3 осмия весит 22,58 грамма. Из-за высокой плотности внешний вид и фактическая масса металла сильно различаются. Так, пластиковая бутылка объемом 0,5 литра, наполненная порошком этого металла, будет тяжелее 10-литрового ведра, наполненного водой.
Плавится при температуре свыше 3000 градусов по Цельсию. Его физические свойства обуславливают трудность обработки. Однако в соединении с другими веществами осмий становится пластичным и пригодным для производства деталей, работающих в экстремальной среде.
Металл применяют в приборостроении, а также при изготовлении медицинских имплантатов, электронной аппаратуры и военной техники. Определённый коммерческий интерес представляет изотоп осмия-187, который может применяться в ядерной промышленности. По разным данным, стоимость 1 грамма осмия-187 может составлять десятки и сотни тысяч долларов. Однако эти сведения не имеют официального подтверждения.
По словам аналитиков, еще недавно мало кому известный осмий постепенно завоевывает популярность. Инвесторы начинают обращать на него внимание.
Но реалии таковы, что рынок осмия еще довольно ограничен, на нем недостаточно игроков. Вторичный рынок только зарождается, поэтому в краткосрочном периоде осмий нелегко перепродать. Однако дальновидные инвесторы могут хранить осмий десятилетиями, чтобы затем передать потомкам. Вот почему осмий получил прозвище «металл поколений».
Можно смело предположить, что рынок осмия в течение ближайших нескольких лет значительно вырастет и оживится. Такая тенденция уже наметилась на рынках Китая и Индии.
Осмий продается с 2014 года. Он доступен в виде ювелирных изделий или в качестве инвестиционного металла.
Классической торговли чистым осмием через инвесторов не существует. Институт осмия покупает его исключительно у рудников, а не у спекулянтов. Кроме того, чистый осмий токсичен, и поэтому его не продают частным лицам или инвесторам.
Институт не стал бы приобретать чистый осмий и по другой причине. Обеспечение подлинности губчатого осмия – это дорогостоящий и трудоёмкий процесс.
По этим причинам торговля ведётся прежде всего кристаллическим осмием.
Кристаллический осмий размещается на рынке исключительно немецким «Институтом осмия по маркетингу и сертификации Osmium GmbH». Сотрудники института обязаны действовать в соответствии со строгими научными принципами и снабжать каждый кусочек осмия сертификатом подлинности.
Кроме того, Институт осмия в Германии поддерживает базу данных, в которой можно запросить сканы находящихся в обращении кусков осмия на международном уровне. Цель базы данных — дать возможность сравнить кристаллическую структуру реального куска осмия с его сканом из сертификата. Каждый владелец осмия имеет право в любой момент запросить данные о своем осмии из этой базы данных, если он идентифицирует себя как владельца осмия. Доказательство предоставляется путем представления или ввода идентификационного кода осмия, который поставляется с каждым кусочком осмия. Идентификационный код осмия представляет собой восьмизначный буквенно-цифровой код.
Сегодня в продаже имеется только кристаллизованный осмий, который используется для изготовления ювелирных украшений. Металл для продажи обычно имеет вид двухмерных фигурок в форме миниатюрных кошек, ящерок, слоников и др. Кроме этого, ювелиры применяют так называемые «бриллианты осмия», которые представляют собой маленькие кружочки, вырезанные из пластины осмия.
Благодаря уникальным отражающим свойствам сияние осмия имеет небесно-синий оттенок, что особенно красиво смотрится в инкрустации ювелирных изделий.
В ювелирном деле он используется вместе с такими металлами как золото, серебро, платина или титан для изготовления эффектных украшений.
Эксперты предрекают: осмий ждет большое будущее. Рано или поздно, наступит время, когда человечество полностью извлечет все запасы осмия из недр земли. К этому времени осмий просто исчезнет с рынка, после чего цена на него взлетит в десятки раз. Эксперты уже окрестили ожидаемое явление «Большой взрыв осмия».
Осмий рассматривают на рынке как инвестиционный и как ювелирный металл. Можно было бы найти для осмия ещё много других сфер применения, обусловленных его особыми свойствами, однако для каждого из таких вариантов применения осмий является слишком редким и слишком дорогим.
Источник: 9999d.ru