Индий металлы: сүрөттөлүшү, касиеттери жана колдонулушу

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-17 10:34

Индий элементи көптөгөн пайдалуу касиеттерге ээ, анын аркасында космосту изилдөөдө, машина курууда, электроникада, атомдук өнөр жайда жана башка тармактарда колдонсо болот. Бирок аны табияттан таап, башка заттардан ажыратып алуу өтө кыйын. Ушундан улам ал сейрек кездешүүчү элемент катары саналган. Индий кандай касиеттерге ээ? Бул металлбы же металл эмеспи? Келгиле, анын бардык өзгөчөлүктөрүн билели.

Элементтин ачылыш таржымалы

Индий биринчи жолу 154 жыл мурун ачылган. Бир жагынан бул кокустан болгон, анткени аны ачкандар такыр башка элементти издеп жатышкан. 1863-жылы химиктер Теодор Рихтер менен Фердинанд Рейх таллийди минералдык сфалериттен (цинк-блендер) аныктоого аракет кылышкан, ал кездеги жаңы металл, али изилдене элек болчу.

Издөө үчүн алар Кирхгоф менен Бунсендин спектралдык анализин колдонушкан. Методдун маңызы жогору температурага чейин ысытылганда элементтердин атомдору белгилүү бир жыштык диапазонуна ылайыктуу жарык чыгара башташат. Бул жарыктын спектри боюнча сиз алдыңызда кандай элемент турганын биле аласыз.

Таллий ачык жашыл түскө ээ болушу керек, бирок окумуштуулар анын ордуна көк жалтылдаганын табышты. Эч бир белгилүү элементте мындай спектр болгон эмес жана химиктер муну түшүнүшкөналар бактылуу болушкан. Көлөкөнүн өзгөчөлүгүнөн улам алар табылгасын индиго түсүнүн атынан аташкан. Ошентип, жаңы металл, индий, ачылган. Эми функциялар тууралуу кененирээк маалымат.

Бул эмне металл?

Индий – цинкти эске салган ачык күмүш түстөгү жана өтө жалтырак металл. Мезгилдик системада үчүнчү топко кирет, 49-санда турат жана In символу менен белгиленет.

Ал жаратылышта эки изотоп катары бар: In¹¹³ жана In¹¹⁵. Акыркысы кеңири таралган, бирок радиоактивдүү. Металл индий 115 мезгили кандай? Ал 6·10^{14 жылда чирип, калайга айланат. Ошондой эле алда канча тез ажыроочу 20га жакын жасалма изотоптор бар. Алардын ичинен эң узак жашаганынын жарым ажыроо мөөнөтү 49 күн.}

Индий +156,5 °Cде эрип, +2072 °Cде кайнайт. Ал согууга жана башка механикалык эффекттерге оңой эле жардам берет жана зергерчиликте жакшы колдонулушу мүмкүн. Бирок, анын жогорку жумшактыгынан улам, ал тез деформацияланат. Металлды оңой ийилип, бычак менен кесип, жада калса тырмак менен тырмап койсо болот.

Химиялык касиеттери

Химиялык касиеттери боюнча галий же алюминийге окшош. Ал эч кандай металл менен үзгүлтүксүз катуу байланыш түзө албайт. Ал щелоч эритмелери менен такыр реакцияга кирбейт. Белгилүү температурада йод, селен, күкүрт жана анын диоксиди менен реакцияга кирет, хлор жана бром менен реакцияга кирет. Мезгилдик системада аны курчап турган металлдар индийде оңой эрийт, атап айтканда:таллий, калай, галлий, коргошун, висмут, сымап, кадмий.

Индия металлы жөнүндө кээ бир кызыктуу фактылар:

• Абада көпкө турса да өчпөйт. Бул металл эригенде да болбойт.
• Эгер сиз индийди ийип баштасаңыз, ал кычыраган же кычырагандай мүнөздүү үн чыгарат. Ал заттын кристаллдык торчосунун деформациясынан көрүнөт.
• Индий +800 °Cде күйөт, жалын көк-кызгылт көк же индиго.
• Бул колуңузга кармай турган эң жумшак металл. Андан литий гана ашып кетет, бирок ал өтө активдүү жана абада дароо кычкылданып, уулуу щелочту пайда кылат.
• Индийдин галлий менен эритмеси абдан эрийт жана +16 °Cде суюктукка айланат.

Жаратылышта камтылган

Металл индий өз алдынча кендерди түзбөйт. Ал абдан чачыранды жана нукгет түрүндө өтө сейрек кездешет. Индийдин өзүнүн минералдарына сакуранит, рокезит, патрукит жана жалиндит кирет. Бирок алардын сейрек кездешүүсү аларды өнөр жайда колдонууга тоскоолдук кылат.

Индийдин бир аз көлөмү деңиз жана жамгыр сууларында, мунайда, ошондой эле көмүрдүн күлүндө болот. Иондук радиустардын окшоштугунан улам индий темир, магний, цинк, коргошун, магний, калай ж.

Эреже катары, минералдардын курамында индий 0,05-1% ашпайт. Металлдын көбү сфалеритте жана мармаритте кездешет. Адатта алконцентрациясы жогору болсо, цинк, темир жана башка металлдар ошончолук жогору.

Металл баасы

Индий табылгандан бир нече жыл өткөндөн кийин таза түрүндө бөлүнүп алынган. Бул процесстин татаалдыгынан улам бир грамм индий анда 700 долларга бааланган. Жана аны алуу ыкмалары бир жарым кылымдын ичинде кыйла жакшырганы менен, ал дагы эле сейрек жана кымбат деп эсептелет.

Бүгүнкү күндө анын орточо баасы килограммына 600-800 долларды түзөт жана таң калыштуусу, анын өндүрүшүнүн көбөйүшү менен анча деле түшпөйт. Металлдын тазалыгы адатта анын маркировкасында көрсөтүлөт: IN-2, IN-1, IN-0, IN-00, IN-000, IN-00000. Канчалык көп нөл болсо, ошончолук жакшы жана кымбат. Мисалы, IN-000 сортундагы индийдин бир килограммы болжол менен 2000 долларга бааланышы мүмкүн.

Индий металлынын кымбаттыгы анын табияттагы аздыгы жана суроо-талаптын жогору болушу менен түшүндүрүлөт. Жылына 600-800 тонна казылып алынат, бул ага болгон бардык муктаждыктарды таптакыр жаба албайт. Өзүнүн уникалдуу касиеттеринен улам башка, арзан металлдарга караганда алда канча жакшы жана бышык болуп чыгат. Мындай баалуу материалды жоготпоо үчүн көптөгөн өлкөлөрдө ал кайра колдонулат.

Кайсы жерде колдонулат

Металл индий эритмесинин нымдуулугун жана коррозияга туруктуулугун жогорулатат. Алар авиацияда жана автомобиль техникасында колдонулуучу коргошун-кумуш подшипниктери менен капталган. Ал ошондой эле башка металлдардын эрүү температурасын төмөндөтүүгө жөндөмдүү. Ошентип, анын калай, коргошун, кадмий жана висмут менен аралашмасы эрийт46,5°C, ал өрт сигнализациясына ылайыктуу.

Индий калайынын оксиди жарым өткөргүчтөр жана ар кандай ширетүү үчүн колдонулат. Мындан тышкары, ал компьютер мониторлорун, телевизор экрандарын жана планшеттерди өндүрүү үчүн колдонулат. Күмүш менен эритмеленген же жалгыз, астрономиялык күзгүлөр жана унаалардын фараларынын күзгүлөрү үчүн колдонулат.

Ал космостук технологияда фотоэлементтерди, фосфорлорду, термоэлектрдик материалдарды, пломбаларды түзүү үчүн эң сонун. Индий нейтрондорду жакшы сиңирет жана өзөктүк реакторлордо колдонулушу мүмкүн.

Бул элементтин биздин организмдеги биологиялык ролу жөнүндө эч нерсе белгилүү эмес, бирок ал медицинада да колдонулган. Радиактивдүү дары катары боордун, мээнин жана өпкөнүн диагностикасында шишиктерди жана башка ооруларды аныктоо үчүн колдонулат.

Алуу ыкмалары

Индий металлынын негизги көлөмү цинк жана калай кендеринен казылып алынат. Полиметалл, калай, коргошун-цинк рудаларын кайра иштетүүдөн чыккан калдыктардан алынат. Индийди бөлүү жана тазалоо бир нече этап менен жүргүзүлөт.

Биринчиден, ал эритменин кычкылдуулугунун деңгээлин жөнгө салуу менен тундурулат. Андан кийин пайда болгон "кара металлды" тазалоо керек. Бул зоналык эритип тазалоо же башка жолдор менен жасалат.

Бүгүнкү күндө Канада Индиянын негизги өндүрүүчүлөрүнүн бири. Мындан тышкары АКШ, Кытай, Япония жана Түштүк Кореяда чоң көлөмдөгү металл казылып алынат. Бирок, запастарбул элементтин саны өтө чектелүү, алар бир нече ондогон жылдар ичинде түгөнөт деп күтүлүүдө.