Osm
Osm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Wymowa |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Wygląd | srebrzysty, niebieski odcień | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Standardowa masa atomowa A r ° (Os) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Osm w układzie okresowym | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
liczba atomowa ( Z ) | 76 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Grupa | grupa 8 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Okres | okres 6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Blok | blok d | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Konfiguracja elektronów | [ Xe ] 4f 14 5d 6 6s 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektrony na powłokę | 2, 8, 18, 32, 14, 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Właściwości fizyczne | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Faza w STP | solidny | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Temperatura topnienia | 3306 K (3033 ° C, 5491 ° F) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Temperatura wrzenia | 5285 K (5012 ° C, 9054 ° F) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gęstość (blisko rt ) | 22,59 g/cm 3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
gdy ciecz (przy mp ) | 20 g/cm 3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ciepło topnienia | 31 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ciepło parowania | 378 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molowa pojemność cieplna | 24,7 J/(mol·K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ciśnienie pary
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Właściwości atomowe | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stany utleniania | −4, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4 , +5, +6, +7, +8 (lekko kwaśny tlenek) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektroujemność | Skala Paulinga: 2,2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Energie jonizacji |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Promień atomowy | empirycznie: 135 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Promień kowalencyjny | 144±4 po południu | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Widmowe linie osmu | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Inne właściwości | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Występowanie naturalne | pierwotny | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Struktura krystaliczna | <a i=0>sześciokątne ściśle upakowane (hcp) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Prędkość dźwięku cienki pręt | 4940 m/s (przy 20°C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rozszerzalność cieplna | 5,1 µm/(m⋅K) (przy 25 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Przewodność cieplna | 87,6 W/(m⋅K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rezystancja | 81,2 nΩ⋅m (przy 0 ° C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Zamawianie magnetyczne | paramagnetyczny | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molowa podatność magnetyczna | 11 × 10-6 cm3 / mol _ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Moduł ścinania | 222 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Moduł objętościowy | 462 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Współczynnik Poissona | 0,25 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Twardość Mohsa | 7.0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Twardość Vickersa | 300 MPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Twardość Brinella | 293 MPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Numer CAS | 7440-04-2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Historia | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Odkrycie i pierwsza izolacja | Smithsona Tennanta (1803) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Izotopy osmu | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Osm (od starogreckiego ὀσμή ( osmḗ ) „zapach”) to pierwiastek chemiczny o symbolu Os i liczbie atomowej 76. Jest twardym, kruchym, niebiesko-białym metalem przejściowym z grupy platyny , który występuje jako pierwiastek śladowy w stopów, głównie w rudach platyny . Osm jest najgęstszym naturalnie występującym pierwiastkiem. Kiedy eksperymentalnie zmierzono za pomocą krystalografii rentgenowskiej, ma gęstość 22,59 g/ cm3 . Producenci używają jego stopów z platyną, irydem i innymi metalami z grupy platynowców do produkcji końcówek stalówek do piór wiecznych , styków elektrycznych oraz w innych zastosowaniach wymagających wyjątkowej trwałości i twardości .
Osm jest jednym z najrzadszych pierwiastków w skorupie ziemskiej, stanowiąc zaledwie 50 części na bilion ( ppt ). Szacuje się, że we wszechświecie wynosi około 0,6 części na miliard i dlatego jest najrzadszym metalem szlachetnym .
Charakterystyka
Właściwości fizyczne
Osm ma niebiesko-szary odcień i jest najgęstszym stabilnym pierwiastkiem ; jest około dwa razy gęstszy niż ołów i niewiele gęstszy niż iryd . Obliczenia gęstości na podstawie dyfrakcji rentgenowskiej mogą dać najbardziej wiarygodne dane dla tych pierwiastków, dając wartość 22,587 ± 0,009 g/cm 3 dla osmu, nieco gęstszego niż 22,562 ± 0,009 g/cm 3 dla irydu; oba metale są prawie 23 razy gęstsze od wody i 1 + 1 ⁄ 6 razy gęstszy niż złoto .
Współczynnik odbicia monokryształów osmu jest złożony i silnie zależny od kierunku, przy czym światło o długości fali czerwonej i bliskiej podczerwieni jest silniej absorbowane, gdy jest spolaryzowane równolegle do osi kryształu c , niż gdy jest spolaryzowane prostopadle do osi c ; polaryzacja c -równoległa jest również nieco bardziej odzwierciedlona w zakresie średniego ultrafioletu. Współczynnik odbicia osiąga ostre minimum przy około 1,5 eV (bliska podczerwień) dla c -równoległej i przy 2,0 eV (pomarańczowy) dla c - polaryzacja prostopadła i piki dla obu w widmie widzialnym przy około 3,0 eV (niebiesko-fioletowe).
Osm to twardy, ale kruchy metal , który zachowuje połysk nawet w wysokich temperaturach. Charakteryzuje się bardzo niską ściśliwością . Odpowiednio, jego moduł objętościowy jest niezwykle wysoki, odnotowany między 395 a 462 GPa , co rywalizuje z diamentem ( 443 GPa ). Twardość osmu jest umiarkowanie wysoka i wynosi 4 GPa . Ze względu na swoją twardość , kruchość, niską prężność par (najniższą z metali z grupy platynowców) oraz bardzo wysoką temperatura topnienia ( czwarta najwyższa ze wszystkich pierwiastków, po węglu, wolframie i renie ), stały osm jest trudny do obróbki, formowania lub obróbki.
Właściwości chemiczne
Stany utlenienia osmu | |
---|---|
−4 | [OsIn 6− x Sn x ] |
−2 |
Na2 [ Os(CO) 4 ] |
−1 |
Na 2 [Os 4 (CO) 13 ] |
0 |
Os3 ( CO) 12 |
+1 | OsI |
+2 |
OsI 2 |
+3 |
OsBr 3 |
+4 |
OsO2 _ , OsCl4 _ |
+5 |
OsF 5 |
+6 |
OsF 6 |
+7 |
OsOF 5 |
+8 |
OsO4 ) , Os ( NCH3 4 |
Osm tworzy związki o stopniach utlenienia w zakresie od -4 do +8. Najczęstsze stopnie utlenienia to +2, +3, +4 i +8. Stopień utlenienia +8 wyróżnia się tym, że jest najwyższym osiągniętym przez jakikolwiek pierwiastek chemiczny oprócz irydu +9 i występuje tylko w ksenonie , rutenie , hasie , irydzie i plutonie . Stopnie utlenienia −1 i −2 reprezentowane przez dwa reaktywne związki Na
2 [Os
4 (CO)
13 ] i Na
2 [Os(CO)
4 ] są wykorzystywane w syntezie klasterowych związków osmu .
Najczęstszym związkiem wykazującym stopień utlenienia +8 jest tetratlenek osmu . Ten toksyczny związek powstaje, gdy sproszkowany osm jest wystawiony na działanie powietrza. Jest to bardzo lotne, rozpuszczalne w wodzie, bladożółte, krystaliczne ciało stałe o silnym zapachu. Proszek osmu ma charakterystyczny zapach tetratlenku osmu. Czterotlenek osmu tworzy czerwone osmiany OsO
4 (OH)
2− 2 w reakcji z zasadą. Z amoniakiem tworzy nitrydo-osmiany OsO
3 N −
. Czterotlenek osmu wrze w temperaturze 130° C i jest silny utleniający . Natomiast dwutlenek osmu ( OsO
2 ) jest czarny, nielotny i znacznie mniej reaktywny i toksyczny.
Tylko dwa związki osmu mają główne zastosowania: czterotlenek osmu do barwienia tkanek w mikroskopii elektronowej i do utleniania alkenów w syntezie organicznej oraz nielotne osmaty do organicznych reakcji utleniania .
Pentafluorek osmu ( OsF
5 ) jest znany, ale trifluorek osmu ( OsF
3 ) nie został jeszcze zsyntetyzowany. Niższe stopnie utlenienia są stabilizowane przez większe halogeny, tak że trichlorek, tribromek, trijodek, a nawet dijodek są znane. Stopień utlenienia +1 znany jest tylko dla monojodku osmu (OsI), podczas gdy kilka karbonylowych kompleksów osmu, takich jak dodekakarbonyl triosmu ( Os
3 (CO)
12 ), reprezentuje stopień utlenienia 0.
Ogólnie rzecz biorąc, niższe stopnie utlenienia osmu są stabilizowane przez ligandy , które są dobrymi σ-donorami (takimi jak aminy ) i π-akceptorami ( heterocykle zawierające azot ). Wyższe stopnie utlenienia są stabilizowane przez silne donory σ i π, takie jak O 2−
i N 3−
.
Pomimo szerokiej gamy związków na wielu stopniach utlenienia, osm w postaci masowej w zwykłych temperaturach i ciśnieniach jest odporny na atak wszystkich kwasów, w tym wody królewskiej , ale jest atakowany przez stopione zasady, gorący kwas azotowy i gorącą wodę królewską. [ potrzebna strona ]
izotopy
Osm ma siedem naturalnie występujących izotopów , z których pięć jest stabilnych: 187
Os , 188
Os , 189
Os , 190
Os i (najczęściej) 192
Os . 186
Os ulega rozpadowi alfa z tak długim okresem półtrwania (2,0 ± 1,1) × 10 15 lat, czyli około 140 000 razy dłużej niż wiek wszechświata , że ze względów praktycznych można go uznać za stabilny. Wiadomo również, że 184
Os ulega rozpadowi alfa z okresem półtrwania (1,12 ± 0,23) × 10 13 lat. Rozpad alfa jest przewidywany dla wszystkich innych naturalnie występujących izotopów, ale nigdy tego nie zaobserwowano, prawdopodobnie z powodu bardzo długich okresów półtrwania. Przewiduje się, że 184
Os i 192
Os mogą ulegać podwójnemu rozpadowi beta , ale takiej radioaktywności jeszcze nie zaobserwowano.
187
Os jest potomkiem 187
Re (okres półtrwania 4,56 × 10 10 lat ) i jest szeroko stosowany w datowaniu skał lądowych i meteorytowych (patrz datowanie renu-osmu ). Został również wykorzystany do pomiaru intensywności wietrzenia kontynentów w czasie geologicznym oraz do ustalenia minimalnego wieku stabilizacji korzeni płaszcza kratonów kontynentalnych . Ten rozpad jest powodem, dla którego minerały bogate w ren są nienormalnie bogate w 187
Os . Jednak najbardziej godnym uwagi zastosowaniem izotopów osmu w geologii było połączenie z obfitością irydu w celu scharakteryzowania warstwy zszokowanego kwarcu wzdłuż granicy kredy i paleogenu , która oznacza wyginięcie nieptasich dinozaurów 65 milionów lat temu.
Historia
Osm został odkryty w 1803 roku przez Smithsona Tennanta i Williama Hyde'a Wollastona w Londynie , w Anglii . Odkrycie osmu przeplata się z odkryciem platyny i innych metali z grupy platynowców . Platyna dotarła do Europy jako platyna („małe srebro”), po raz pierwszy napotkana pod koniec XVII wieku w kopalniach srebra wokół departamentu Chocó w Kolumbii . Odkrycie, że ten metal nie był stopem, ale odrębnym nowym pierwiastkiem, zostało opublikowane w 1748 roku. Chemicy badający platynę rozpuszczali ją w wodzie królewskiej (mieszaninie kwasu solnego i azotowego ), tworząc rozpuszczalne sole. Zawsze obserwowali niewielką ilość ciemnej, nierozpuszczalnej pozostałości. Joseph Louis Proust uważał, że pozostałością był grafit . Victor Collet-Descotils , Antoine François, hrabia Fourcroy i Louis Nicolas Vauquelin zaobserwował również iryd w pozostałości czarnej platyny w 1803 r., ale nie uzyskał wystarczającej ilości materiału do dalszych eksperymentów. Później dwaj francuscy chemicy Fourcroy i Vauquelin zidentyfikowali metal w pozostałości platyny, którą nazwali „ ptène ”.
W 1803 roku Smithson Tennant przeanalizował nierozpuszczalną pozostałość i doszedł do wniosku, że musi ona zawierać nowy metal. Vauquelin traktował proszek naprzemiennie alkaliami i kwasami, uzyskując lotny nowy tlenek, który, jak sądził, pochodził z tego nowego metalu - który nazwał ptene , od greckiego słowa πτηνος (ptènos) oznaczającego skrzydlaty. Jednak Tennant, który miał przewagę w postaci znacznie większej ilości pozostałości, kontynuował swoje badania i zidentyfikował dwa wcześniej nieodkryte pierwiastki w czarnej pozostałości, iryd i osm. Otrzymał żółty roztwór (prawdopodobnie cis –[Os(OH) 2 O 4 ] 2− ) w reakcjach z wodorotlenkiem sodu przy czerwonym ogniu. Po zakwaszeniu był w stanie oddestylować powstały OsO 4 . Nazwał go osmem po grecku osme oznaczającym „zapach”, ze względu na popiół i dymny zapach lotnego tetratlenku osmu . Odkrycie nowych pierwiastków zostało udokumentowane w liście do Towarzystwa Królewskiego z 21 czerwca 1804 roku.
Uran i osm były wczesnymi skutecznymi katalizatorami w procesie Habera , reakcji wiązania azotu z azotem i wodorem w celu wytworzenia amoniaku , dając wystarczającą wydajność, aby proces był opłacalny ekonomicznie. W tym czasie grupa w BASF kierowana przez Carla Boscha kupił większość światowych zasobów osmu do wykorzystania jako katalizator. Wkrótce potem, w 1908 roku, ta sama grupa wprowadziła tańsze katalizatory na bazie żelaza i tlenków żelaza do pierwszych zakładów pilotażowych, eliminując potrzebę stosowania drogiego i rzadkiego osmu.
Obecnie osm pozyskuje się głównie z przeróbki rud platyny i niklu .
Występowanie
Osm jest najmniej występującym stabilnym pierwiastkiem w skorupie ziemskiej , którego średni udział masowy w skorupie kontynentalnej wynosi 50 części na bilion .
Osm występuje w przyrodzie jako niezwiązany pierwiastek lub w naturalnych stopach ; zwłaszcza stopy irydowo-osmowe, osmiryd (bogaty w iryd) i irydosm (bogaty w osm). W niklu i miedzi metale z grupy platynowców występują w postaci siarczków (tj. (Pt,Pd)S ), tellurków (np. PtBiTe ), antymonków (np. PdSb ) i arsenków (np. PtAs 2 ); we wszystkich tych związkach platyna jest wymieniana na niewielką ilość irydu i osmu. Podobnie jak w przypadku wszystkich metali z grupy platynowców, osm można naturalnie znaleźć w stopach z niklem lub miedzią .
W skorupie ziemskiej osm, podobnie jak iryd, występuje w najwyższych stężeniach w trzech typach struktur geologicznych: osadach magmowych (wtrącenia skorupy od dołu), kraterach uderzeniowych i osadach przerobionych z jednej z poprzednich struktur. Największe znane rezerwy pierwotne znajdują się w kompleksie magmowym Bushveld w Afryce Południowej , chociaż duże złoża miedzi i niklu w pobliżu Norylska w Rosji i Zagłębia Sudbury w Kanadzie są również znaczącymi źródłami osmu. Mniejsze rezerwy znajdują się w Stanach Zjednoczonych. Złoża aluwialne używane przez ludność prekolumbijską w Departamencie Chocó w Kolumbii nadal są źródłem metali z grupy platynowców. Drugie duże złoże aluwialne znaleziono na Uralu w Rosji, które nadal jest eksploatowane.
Produkcja
Osm jest uzyskiwany komercyjnie jako produkt uboczny wydobycia i przetwarzania niklu i miedzi . Podczas elektrorafinacji miedzi i niklu metale szlachetne, takie jak srebro, złoto i metale z grupy platynowców, wraz z pierwiastkami niemetalicznymi, takimi jak selen i tellur , osadzają się na dnie elektrolizera w postaci szlamu anodowego , który stanowi materiał wyjściowy do ich ekstrakcji. Oddzielenie metali wymaga uprzedniego doprowadzenia ich do roztworu. Można to osiągnąć kilkoma metodami, w zależności od procesu rozdzielania i składu mieszaniny. Dwie reprezentatywne metody to stapianie z nadtlenkiem sodu , a następnie rozpuszczanie w wodzie królewskiej oraz rozpuszczanie w mieszaninie chloru z kwasem chlorowodorowym . Osm, ruten, rod i iryd można oddzielić od platyny, złota i metali nieszlachetnych dzięki ich nierozpuszczalności w wodzie królewskiej, pozostawiając stałą pozostałość. Rod można oddzielić od pozostałości przez traktowanie stopionym wodorosiarczanem sodu . Nierozpuszczalna pozostałość, zawierająca ruten, osm i iryd, jest traktowana tlenkiem sodu , w którym Ir jest nierozpuszczalny, tworząc rozpuszczalne w wodzie sole rutenu i osmu. Po utlenieniu do lotnych tlenków, RuO
4 jest oddzielany od OsO
4 przez wytrącanie (NH 4 ) 3 RuCl 6 z chlorkiem amonu.
Po rozpuszczeniu osm jest oddzielany od innych metali z grupy platynowców przez destylację lub ekstrakcję rozpuszczalnikami organicznymi lotnego czterotlenku osmu. Pierwsza metoda jest podobna do procedury zastosowanej przez Tennanta i Wollastona. Obie metody nadają się do produkcji na skalę przemysłową. W obu przypadkach produkt jest redukowany za pomocą wodoru, otrzymując metal w postaci proszku lub gąbki , którą można poddać obróbce za pomocą technik metalurgii proszków.
Ani producenci, ani United States Geological Survey nie opublikowali żadnych ilości produkcji osmu. W 1971 roku szacunki dotyczące produkcji osmu w Stanach Zjednoczonych jako produktu ubocznego rafinacji miedzi wynosiły 2000 uncji trojańskich (62 kg). W latach 2010-2019 roczny import osmu do USA wahał się od mniej niż 0,5 kg do 856 kg, średnio 157 kg rocznie.
Inną metodą wytwarzania osmu jest ren. 187
Re , który występuje w przyrodzie w 62,6%, może zaabsorbować neutron, aby stać się 188
Re . Ma to krótki okres półtrwania wynoszący około 17 godzin; jądro przekształca się w 188
Os , co występuje w przyrodzie w 13,24%.
Aplikacje
Ze względu na lotność i ekstremalną toksyczność jego tlenku, osm jest rzadko używany w stanie czystym, ale zamiast tego często jest stopiony z innymi metalami do zastosowań o wysokim zużyciu. Stopy osmu, takie jak osmiryd , są bardzo twarde i wraz z innymi metalami z grupy platynowców są stosowane w końcówkach piór wiecznych , czopach instrumentów i stykach elektrycznych, ponieważ są odporne na zużycie podczas częstej pracy. Były również używane do końcówek trzpieni fonograficznych w późnych 78 obrotach na minutę i wczesnych „ LP ” i „ 45 ” ” rekordowa era, około 1945 do 1955. Końcówki ze stopu osmu były znacznie trwalsze niż stalowe i chromowane igły, ale zużywały się znacznie szybciej niż konkurencyjne i droższe końcówki szafirowe i diamentowe , więc zostały wycofane.
Czterotlenek osmu był używany do wykrywania odcisków palców i barwienia tkanki tłuszczowej w mikroskopii optycznej i elektronowej . Jako silny utleniacz sieciuje lipidy głównie poprzez reakcję z nienasyconymi wiązaniami węgiel-węgiel, a tym samym zarówno utrwala błony biologiczne w próbkach tkanek, jak i jednocześnie je barwi. Ponieważ atomy osmu są wyjątkowo gęste elektronowo, barwienie osmem znacznie poprawia kontrast obrazu w transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM) badania materiałów biologicznych. Poza tym te materiały węglowe mają bardzo słaby kontrast TEM. Inny związek osmu, żelazicyjanek osmu (OsFeCN), wykazuje podobne działanie utrwalające i barwiące.
Czterotlenek i jego pochodna osmian potasu są ważnymi utleniaczami w syntezie organicznej . Za asymetryczną dihydroksylację Sharplessa , która wykorzystuje osmian do przekształcenia wiązania podwójnego w wicynalny diol , Karl Barry Sharpless otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii w 2001 roku. OsO 4 jest bardzo drogi do tego zastosowania, więc KMnO 4 jest często używany zamiast , mimo że wydajność tego tańszego odczynnika chemicznego jest mniejsza.
W 1898 roku austriacki chemik Auer von Welsbach opracował Oslamp z włóknem wykonanym z osmu, który wprowadził na rynek w 1902 roku. Już po kilku latach osm został zastąpiony wolframem , który występuje w większej ilości (a przez to tańszy) i bardziej stabilny . Wolfram ma najwyższą temperaturę topnienia spośród wszystkich metali, a jego zastosowanie w żarówkach zwiększa skuteczność świetlną i żywotność żarówek .
Producent żarówek Osram (założony w 1906 roku, kiedy trzy niemieckie firmy, Auer-Gesellschaft, AEG oraz Siemens & Halske, połączyły swoje zakłady produkujące lampy) wywodzi swoją nazwę od pierwiastków osmu i barana wilka ( to ostatnie po niemiecku oznacza wolfram ).
Podobnie jak pallad , sproszkowany osm skutecznie pochłania atomy wodoru. To może sprawić, że osm będzie potencjalnym kandydatem na elektrodę z wodorkiem metalu. Jednak osm jest drogi i reaguje z wodorotlenkiem potasu, najpopularniejszym elektrolitem w akumulatorach.
Osm ma wysoki współczynnik odbicia w ultrafiolecie widma elektromagnetycznego ; na przykład przy 600 Å osm ma dwukrotnie większy współczynnik odbicia niż złoto. Ten wysoki współczynnik odbicia jest pożądany w kosmicznych spektrometrach UV , które mają zmniejszone rozmiary zwierciadeł ze względu na ograniczenia przestrzenne. Lustra pokryte osmem były używane w kilku misjach kosmicznych na pokładzie promu kosmicznego , ale wkrótce stało się jasne, że rodniki tlenowe na niskiej orbicie okołoziemskiej są na tyle obfite, że znacznie niszczą warstwę osmu.
Jedynym znanym klinicznym zastosowaniem osmu jest synowektomia u pacjentów z zapaleniem stawów w Skandynawii. Polega na miejscowym podaniu czterotlenku osmu (OsO 4 ), który jest wysoce toksycznym związkiem. Brak doniesień o długotrwałych skutkach ubocznych sugeruje, że sam osm może być biokompatybilny , chociaż zależy to od podawanego związku osmu. W 2011 roku zgłoszono, że związki osmu (VI) i osmu (II) wykazują działanie przeciwnowotworowe in vivo ; wskazywało to na obiecującą przyszłość stosowania związków osmu jako przeciwnowotworowych .
Środki ostrożności
Masowy osm metaliczny nie jest bardzo toksyczny ani reaktywny. Zamiast tego, najważniejszym problemem związanym z bezpieczeństwem jest możliwość tworzenia czterotlenku osmu (OsO 4 ), który jest zarówno lotny, jak i bardzo trujący. W temperaturze pokojowej reakcja ta jest termodynamicznie korzystna, a jej szybkość zależy od pola powierzchni metalu. Sproszkowany osm utlenia się na tyle szybko, że próbki mogą pachnieć OsO 4 , gdy są używane w powietrzu. Osoby nieprzeszkolone lub osoby nieposiadające dostępu do odpowiedniego miejsca pracy (które może wymagać wentylacji chemicznej lub obojętnej atmosfery) nie powinny obsługiwać większości form osmu metalicznego.
Ogrzewanie osmu luzem lub stopów zawierających osm w powietrzu może również spowodować narażenie na działanie OsO 4 .
Cena
Osm, podobnie jak inne metale szlachetne, mierzy się wagą i gramami . Cena rynkowa osmu nie zmieniła się od dziesięcioleci, głównie dlatego, że podaż i popyt zaszły niewiele. Oprócz tego, że jest rzadki, osm jest trudny w obróbce, ma niewiele zastosowań i stanowi wyzwanie w bezpiecznym przechowywaniu ze względu na toksyczne gazy metalu powstające podczas utleniania.
Podczas gdy cena 400 USD za uncję trojańską utrzymuje się na stałym poziomie od lat 90., inflacja od tego czasu doprowadziła do utraty około jednej trzeciej wartości metalu w ciągu dwóch dekad poprzedzających 2018 r.
Linki zewnętrzne
- Haynes, William M., wyd. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (wyd. 92). CRC Naciśnij . ISBN 978-1439855119 .
- Osm w układzie okresowym filmów (University of Nottingham)
- Flegenheimer, J. (2014). Tajemnica znikającego izotopu. Revista Virtual de Química . V.XX. Dostępne w Wayback Machine
- Chisholm, Hugh, wyd. (1911). Encyklopedia Britannica . Tom. 20 (wyd. 11). Wydawnictwo Uniwersytetu Cambridge. P. 352. .