أين تم اكتشاف الايريديوم؟
326512#0
الإريديوم عنصر كيميائي له الرمز Ir، له العدد الذري 77 في الجدول الدوري. وهو عنصر ثقيل جدا, قاسي, هش. ينتمي إلى مجموعة أو عائلة معادن البلاتين . تم اكتشاف الايريديوم في عام 1803 من بين الشوائب غير قابلة للذوبان في طبيعية البلاتين .
إريديوم
326512#8
الحدود ك تي من قبل 65 مليون سنة، الذي يرسم الحدود الزمنية بين فترتي العصر الطباشيري والثالثة من الزمن الجيولوجي، وحددت من قبل الطبقة رقيقة من الطين غنية بالايريديوم. [40] اقترح فريق بقيادة لويس الفاريز في عام 1980 إلى الأصل غير الأرضي لهذا إيريديوم، وعزا ذلك إلى تأثير كويكب أو مذنب. [40] نظريتهم المقبولة على نطاق واسع الآن، والمعروفة باسم فرضية ألفاريز، لتفسير زوال الديناصورات. وتبين لاحقا تأثير كبير حفرة دفن مع هيكل عصر تقدر بنحو 65 مليون سنة في إطار ما هو الآن شبه جزيرة يوكاتان (الحفرة تشيككسولوب). [41][42] يجادل ديوي م ماكلين وآخرون بأن إيريديوم قد يكون بركاني المنشأ بدلا من ذلك، كما الأرض الأساسية غنية بالايريديوم، وبراكين نشطة مثل لوس انجليس لبركان بيتون دي Fournaise، في جزيرة ريونيون، ما زالت تطلق إيريديوم. [43][44]
يتم الحصول على إيريديوم تجاريا كمنتج من عمليات في تعدين النيكل والنحاس والمعالجة. خلال electrorefining النحاس والنيكل والمعادن النبيلة مثل الذهب والفضة والمعادن من مجموعة البلاتين وكذلك السيلينيوم والتيلوريوم تترسب في القاع من الخلية والطين الأنود، والذي يشكل نقطة الانطلاق لاستخراجها. [45][47] من أجل فصل المعادن، يجب أولا أن تكون جلبت إلى محلول. تتوفر العديد من الطرق اعتمادا على عملية الانفصال وتكوين خليط؛ أسلوبان ممثلان هما الاندماج مع بيروكسيد الصوديوم يتبعه في حل ريجيا أكوا، وانحلال في خليط من غاز الكلور مع حمض الهيدروكلوريك. [17][39] بعد حله، يتم فصل إيريديوم من المعادن البلاتينية مجموعة أخرى من عجل (NH4) 2IrCl6 أو عن طريق استخراج IrCl2 -6 مع الأمينات العضوية. [48] الأسلوب الأول هو مماثل للإجراء تينانت وولاستون تستخدم لانفصالهما. الطريقة الثانية يمكن أن تخطط كاستخراج مستمر السائل السائل، وبالتالي أكثر ملاءمة لإنتاج نطاق صناعي. وفي كلتا الحالتين، يتم تقليل المنتج باستخدام الهيدروجين، وينتج هذا المعدن على شكل مسحوق أو الإسفنج التي يمكن معالجتها باستخدام تقنيات مسحوق تعدين. [49][50] وكان الإنتاج السنوي من إيريديوم حوالي سنة 2000 حوالي 3 طن أو نحو 100000 أوقية (ozt). [note 3][10] وكان سعر إيريديوم اعتبارا من عام 2007 $ 440 دولار أمريكي / ozt،[45] ولكن السعر يختلف اختلافا كبيرا، كما هو مبين في الجدول. في عام 2010 ارتفع سعر لأكثر من 750 $ دولار أمريكي / ozt. في 2007-2009 مجموعة من 425دولار حتي 460 $ [51] ويعزى التقلب الشديد في أسعار المعادن من مجموعة البلاتين إلى العرض والطلب والمضاربة والاحتكار، وكبر وصغر حجم السوق وعدم الاستقرار في الدول المنتجة البلدان. [52]
وكان الطلب العالمي على إيريديوم في 119000 2007أوقية (3700 كلغ)، التي كانت تستخدم 25000 ozt (780 كلغ) للتطبيقات الكهربائية مثل شمعات الإشعال؛ ozt 34000 (1100 كلغ). [53] لتطبيقات مثل أقطاب كهربائية لالكلور القلوي عملية؛ 24000 ozt (750 كلغ) لالحفز، و36000 ozt (1100 كلغ) لاستخدامات أخرى
نقطة انصهار عالية، وصلابة ومقاومة تآكل الايريديوم وسبائكه تحدد معظم تطبيقاته. إيريديوم وخصوصا سبائك إيريديوم -البلاتين أو سبائك الأوزميوم - إيريديوم يكون ارتداء منخفضة وتستخدم، على سبيل المثال، لspinnerets متعددة مسامي، التي يتم من خلالها مقذوف بوليمر البلاستيك تذوب لتشكيل الألياف، مثل الرايون. [54] يستخدم الأزميوم - إيريديوم لبوصلة اتجاهات وأرصدة. [10] مقاومة التآكل والحرارة يجعل إيريديوم عامل مهم في صناعة السبائك. يتم صنع بعض أجزاء محركات الطائرات طويلة الحياة من سبيكة إيريديوم ويتم استخدام سبائك التيتانيوم لإيريديوم - الأنابيب في المياه العميقة بسبب مقاومته للتآكل. [10] كما يستخدم إيريديوم كعامل تصلب في السبائك البلاتينية. صلابة فيكرز من البلاتين النقي هو 56 HV في حين عالي البلاتين مع 50 ٪ من الايريديوم يمكن أن تصل إلى أكثر من 500 HV. [55][56] الأجهزة التي يجب أن تحمل درجات الحرارة المرتفعة للغاية غالبا ما تكون مصنوعة من إيريديوم. على سبيل المثال، تستخدم البوتقات درجات حرارة عالية مصنوعة من الايريديوم في عملية Czochralski لإنتاج أكسيد المفرد البلورات (مثل الياقوت) لاستخدامها في أجهزة ذاكرة الكمبيوتر والليزر في الحالة الصلبة. [57][58] تزرع البلورات، مثل العقيق والغاليوم الجادولينيوم الإيتريوم العقيق الغاليوم، عن طريق ذوبان رسوم ما قبل متكلس من أكاسيد مختلطة تحت ظروف المؤكسدة في درجات حرارة تصل إلى 2100 درجة مئوية. [4] مقاومته لقوس التآكل يجعل سبائك إيريديوم مثالية للاتصالات الكهربائية لشمعات الإشعال. [58][59] وتستخدم مركبات إيريديوم كحافز في عملية Cativa لكربنلة من الميثانول لإنتاج حامض الخليك. [60]الايريديوم نفسه يستخدم كعامل محفز في نوع من محرك السيارة التي قدمت عام1996 الذي يسمى محرك الاشتعال المباشر. [10] والنظائر المشعة للايريديوم - 192 هي واحدة من أهم مصدري الطاقة لاستخدامها في التصوير بالأشعة الصناعية - γ للاختبار غير المدمرة للمعادن. [61][62] بالإضافة إلى ذلك، يستخدم 192Ir كمصدر للأشعة غاما لعلاج السرطان باستخدام العلاج الإشعاعي الموضعي، وهو شكل من العلاج الإشعاعي حيث وضعت مصدر الأشعة مختومة داخل أو بجوار المنطقة التي تستدعي العلاج. علاجات محددة تشمل ارتفاع معدل البروستاتا الموضعي جرعة، bilary الموضعي لاصق، والعلاج الإشعاعي الموضعي intracavitary عنق الرحم. [10]
تم استخدام سبيكة من البلاتين 90 ٪ و 10 ٪ ايريديوم في عام 1889 لبناء النموذج الأولي الدولية متر والكتلة كيلوغرام، التي يحتفظ بها المكتب الدولي للأوزان والمقاييس قرب باريس. [10] وقد تم استبدال شريط متر وتعريف الوحدة الأساسية للطول في عام 1960 بواسطة خط في الطيف الذري كريبتون،[note 4][63] لكن النموذج الأولي كيلوغرام لا يزال المعيار الدولي للكتلة. [64] وقد استخدمت إيريديوم في المولدات الحرارية بالنظائر المشعة من المركبات الفضائية غير المأهولة مثل المسافر، فايكنغ، وبيونير، كاسيني وغاليليو، والافاق الجديدة. وكان اختيار لإيريديوم تغليف البلوتونيوم - 238 الوقود في المولد لأنها يمكن أن تتحمل درجات الحرارة التشغيلية لتصل إلى 2000 درجة مئوية ولقوته الهائلة. [4]
آخر اهتمامات استخدام الأشعة السينية والبصريات، وخصوصا الأشعة السينية التلسكوبات. [65] ومغلفة مرايا للمرصد شاندرا للأشعة السينية بطبقة من 60 نانومتر إيريديوم سميكة. أثبت الإيريديوم ليكون أفضل خيار لتعكس الأشعة السينية بعد الذهب والنيكل واختبرالبلاتين أيضا. طبقة إيريديوم، التي كان لا بد من السلس إلى داخل ذرات قليلة، والتي تطبقها بخار إيريديوم إيداع تحت فراغات عالية على قاعدة طبقة من الكروم. [66]
يستخدم إيريديوم في فيزياء الجسيمات لإنتاج البروتون المضاد، وهو شكل من المادة المضادة. البروتون المضاد يصنع عن طريق إطلاق شعاع بروتون عالية الكثافة على الهدف التحويل، الذي يحتاج إلى أن تكون مصنوعة من مادة ذات كثافة عالية جدا. على الرغم من أن تستخدم التنغستن بدلا من ذلك، إيريديوم في الاستفادة من الاستقرار الأفضل في ظل موجات الصدمة الناجمة عن ارتفاع درجات الحرارة بسبب الشعاع الساقط. [67] الكربون والهيدروجين تفعيل بوند (C–H التنشيط) هو مجال البحث عن ردود الفعل التي يلتصق الكربون والهيدروجين، والتي كانت تعتبر تقليديا كما يتفاعل. النجاحات الأولى وذكرت في السندات سي اتش في تفعيل الهيدروكربونات المشبعة، التي نشرت في 1982، وتستخدم مجمعات إيريديوم العضوية أن الخضوع لإضافة عنصر مؤكسد مع الهيدروكربون. [68][69] ويجري التحقيق مجمعات إيريديوم كحافز لهدرجة غير المتماثلة. وقد استخدمت هذه المواد الحفازة في تركيب المنتجات الطبيعية وقادرة على ركائز يهدرج صعوبة معينة، مثل الألكينات unfunctionalized، enantioselectively (توليد واحد فقط من متبلور مضاد اثنان أمكن). [70][71] إيريديوم أشكال متنوعة من مجمعات المصالح الأساسية في التجميع الثلاثي. [72][73][74]
واستخدمت سبائك إيريديوم - الأوزميوم إلى حبيبات تلميح قلم حبر. وكان أول استخدام رئيسي للإيريديوم في 1834 في المناقير المثبتة على الذهب. [4] منذ عام 1944، كانت شهرة قلم حبر باركر 51 مزودة بنك الاستثمار القومي رشحه خليط الروثينيوم وإيريديوم (مع إيريديوم 3.8 ٪),لا تزال المواد تلميح في الأقلام الحديثة يسمى تقليديا "إيريديوم"، بالرغم من وجود أي نادرا ما إيريديوم فيه؛ معادن أخرى مثل التنغستن اتخذت مكانها. [75] تم استخدام سبيكة إيريديوم والبلاتين ثقوب اللمس أو تنفيس قطعة من مدفع. وفقا لتقرير من معرض باريس 1867، ويجري عرضها واحدة من القطع التي كتبها جونسون ماثي و"قد استخدمت في بندقية Withworth لأكثر من 3000 طلقة، ويظهر بالكاد علامات ارتداء. أولئك الذين يعرفون المشكلة المستمرة والنفقات التي سببها ارتداء القطع - تنفيس من مدفع عندما تكون في الخدمة الفعلية، وسوف نقدر هذا التكيف مهم ".[76] قيل : "كل ألوان الخزف الأخرى رمادية سوداء تظهر على جانب منه"؛ يستخدم الايريديوم الصباغ الأسود، الذي يتكون من حبيبات دقيقة جدا إيريديوم، الخزف لوحة سوداء مكثفة. [77]
الجزء الأكبرمن الإيريديوم في شكل معدني ليس من المهم من الناحية البيولوجية أو خطرة على الصحة نظرا لافتقارها للتفاعل مع الأنسجة، وهناك فقط حوالي 20 أجزاء في التريليون من الايريديوم في الأنسجة البشرية. [10] ومع ذلك، يمكن حبيبات مسحوق إيريديوم تكون خطيرة في التعامل معها، كما هو مصدر إزعاج، وربما تشتعل في الهواء. [39] القليل جدا هو المعروف عن سمية مركبات إيريديوم لأنها تستخدم في كميات صغيرة جدا، ولكن الأملاح الذائبة، مثل هاليدات إيريديوم، يمكن أن تكون خطرة بسبب عناصر أخرى من الايريديوم أو بسبب إيريديوم نفسها[22] ومع ذلك، معظم مركبات ايريديوم غير قابلة للذوبان، الأمر الذي يجعل من الصعب امتصاصه في الجسم. [10]
والنظائر المشعة من الايريديوم، 192Ir، أمر خطير مثل النظائر المشعة الأخرى. الاصابات المبلغ عنها فقط الناجمة عن التعرض لقلق إيريديوم العارض للاشعاع من 192Ir المستخدمة في العلاج الإشعاعي الموضعي. [22] إشعاعات غاما عالية الطاقة والمنبعثة من الايريديوم192Ir يمكن أن تزيد من خطر الاصابة بالسرطان. يمكن أن يسبب حروقا التعرض الخارجي، التسمم بالاشعاع، والموت. يمكن هضم 192Ir حرق بطانة المعدة والامعاء. [78] 192Ir، 192mIr، و194mIr يتجهون إلى إيداع في الكبد، ويمكن أن تشكل مخاطر صحية على حد سواء من أشعة غاما وبيتا. [37]
إريديوم
326512#7
أشكال المركبات في حالات أكسدة الايريديوم بين -3 إلى +6؛حالات الأكسدة الأكثر شيوعا هي +3 و+4. [3] الامثلة الجيدة عن الأكسدة العالية نادرة، ولكنها تشمل IrF6 وSr2MgIrO6 اثنين أكاسيد المختلطة وSr2CaIrO6. [3][13]أكسيد الايريديوم، IrO2، مسحوق بني، هوالاكسيد الوحيد ذو خصائص جيدة. [3] Ir2O3، وصف انه مسحوق ازرق مسود الذي يؤكسد إلى IrO2 بواسطةHNO3.
الشركة البريطانية جونسون ماثي ذكرت في وقت لاحق انها كانت تستخدم في عملية مماثلة منذ 1837 وقدمت بالفعل إيريديوم تنصهر في عدد من المعارض العالمية. [4] وقد تم استخدام أول سبيكة من الايريديوم مع الروثينيوم في المزدوجات الحرارية من طرف (فوسنر أوتو في) 1933. هذه يسمح بقياس درجات الحرارة المرتفعة في الهواء تصل إلى 2000 درجة مئوية. [4]
في موس باور رودولف 1957، في ما كان يطلق عليه واحدة من "التجارب التاريخية في فيزياء القرن العشرين"،[33] اكتشف الانبعاثات الرنانة ونكص الحرة وامتصاص أشعة غاما من ذرات معدنية في عينة صلبة تحتوي على 191Ir فقط. [34] هذه الظاهرة، والمعروفة باسم تأثير موس باور (التي لوحظت منذ ذلك الحين عن النوى الأخرى، مثل57Fe)، وكما وضعت الطيفي موس باور، قدمت مساهمات هامة لبحث في الفيزياء، الكيمياء، الكيمياء الحيوية، علم المعادن، والمعادن. [24] تحصل موس باور على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1961، ثلاث سنوات فقط بعد أن نشر اكتشافه. [35] إيريديوم هو واحد من العناصر الأقل وفرة في القشرة الأرضية، وجود كسر متوسط كتلة 0،001 جزء في المليون في الصخور في القشرة الأرضية؛الذهب هو 40 مرة أكثر وفرة، البلاتين هو 10 مرة أكثر وفرة، والفضة والزئبق هي 80 مرات أكثر وفرة. [3] التيلوريوم له نفس وفرة إيريديوم، وفقط ثلاثة عناصر طبيعية أقل وفرة هي : الرنيوم، الروثينيوم، والروديوم، إيريديوم أكثر وفرة 1بـ0 مرات من العنصرين الأخيرين. [3] وعلى النقيض من وفرته في القشرة الأرضية والمنخفضة في الصخور، الايريديوم هو شائع نسبيا في النيازك، مع تركيزات 0،5 جزء في المليون أو أكثر. [37] ويعتقد أن التركيز الشامل للإيريديوم على الأرض هو أعلى بكثير مما لوحظ في صخور القشرة الأرضية، ولكن بسبب كثافة وsiderophilic ("صقوط النيازك") حرّف من الايريديوم، فإنه ينحدر تحت القشرة وإلى الأرض الأساسية عندما كان لا يزال هذا الكوكب المنصهر. [17]
تم العثور على إيريديوم في الطبيعة كعنصر طليق (غير المتحد أو في السبائك الطبيعية)؛ خصوصا سبائك إيريديوم - الأوزميوم، الاوزميريديوم (الأوزميوم الغنية)، والايريديوزميوم (ايريديوم الغنية). [10] في ودائع النيكل والنحاس ومعادن مجموعة البلاتينيوم كما تحدث كبريتيد(i.e. (Pt,Pd)S))، tellurides (PtBiTe أي)، antimonides (PdSb)، وarsenides (PtAs2 أي). يتم تبادلها في جميع هذه المركبات بواسطة البلاتين كمية صغيرة من الايريديوم والأوزميوم. في جميع هذه المركبات البلاتين يتم تبادلها بواسطة كمية صغيرة من الايريديوم والأوزميوم. كما هو الحال مع كل من مجموعة المعادن البلاتينية، يمكن العثور على إيريديوم بشكل طبيعي في سبائك النيكل مع الخام أو النحاس الخام. [38] في القشرة الأرضية، وجد إيريديوم عالي التركيز في ثلاثة أنواع من البنى الجيولوجية : ودائع نارية (القشرة الأرضية من الاختراقات أدناه)، تأثير الحفر، والودائع المعدلة من واحد من الهياكل السابقة. أكبر احتياطيات الأولية المعروفة في مجمع Bushveld النارية في جنوب أفريقي،[39] على الرغم من أن ودائع كبيرة من النحاس والنيكل قرب نوريلسك في روسيا، وحوض سدبري في كندا هي أيضا مصادر كبيرة من الايريديوم. تم العثور على أكبر احتياطيات في الولايات المتحدة. [39] وجدت في ودائع إيريديوم الثانوية، جنبا إلى جنب مع البلاتين ومعادن أخرى مجموعة البلاتين في ودائع الغرينية. الودائع الغرينية التي يستخدمها الناس ما قبل كولومبوس في وزارة شوكو في كولومبيا لا تزال مصدرا لمجموعة البلاتينيوم للمعادن. لم يقدر احتياطي العالم اعتبارا من عام 2003. [10]
إريديوم
326512#2
وتتشابك اكتشاف إيريديوم مع البلاتين ومعادن أخرى من مجموعة البلاتين. البلاتينالأصلية المستخدمة من قبل الإثيوبيين القديمة ، والثقافات في أمريكا الجنوبية يرددائما على كمية صغيرة من المعادن البلاتينية المجموعة الأخرى، بما في ذلك ايريديوم. بلغالبلاتين أوروبا كما بلاتينا ("الفضية الصغيرة")، وجدت في القرن 17 من قبل الغزاة الإسبانفي المنطقة المعروفة اليوم باسم وزارة شوكو في كولومبيا. اكتشاف أن هذا المعدن لم يكنسبيكة من العناصر المعروفة، لكن بدلا من ذلك عنصرا متميزا جديد، لم يحدث حتى 1748.
إريديوم
326512#3
الايريديوم اندر من الذهب والبلاتين, حيث يعد مع الروديوم والروثينيوم اندر المعادن الغير نشطة اشعاعيا.
معدل وجوده في القشرة الأرضية لا يتجاوز واحد من مليار.
في الطبيعة يتواجد بشكل حر على هيئة حبيبات وعادة ما يترافق مع البلاتين.
أهم أماكن توافرة: جنوب أفريقيا, أمريكا الشمالية والجنوبية, تاسمانيا, بورنو, يابان.
إريديوم