Индий это металл, простое вещество, может быть как блестящим, так и серебристым металлом. Этот постпереходный и пластичный материал настолько податлив и мягок.
Что его можно легко поцарапать ногтями и даже согнуть практически в любую форму. Этот серебристый металл имеет тетрагональную структуру и доступен в жидкой форме при различных температурах.
Это делает его очень похожим на галлий, который относится к той же группе металлов.
Обладает способностью мокрого стекла или способностью прилипать к поверхности стекла, с которым они соприкасаются.
Индий остается стабильным, когда он реагирует с водой и воздухом, но растворяется в кислотах. Он превращается в фиолетовое пламя при нагревании над его основной точкой плавления.
Что такое индий
[Indium; назв. по характерным для его спектра синим (цвета индиго) линиям], In — химический элемент 13-й группы (устаревшая III группы периодической системы элементов).
Атомный номер 49, атомная масса 114,82. Серебристо-белый мягкий металл.
В соединениях проявляет преим. степень окисления + 3. Состоит из изотопов 113In (4,33%) и 116In (95,67%).
Изотоп 116In отличается слабой бета-радиоактивностью (период полураспада 6 · 1014 лет).
Электронная конфигурация индий:
[Kr] 4d105s25p1
Из искусственных радиоизотопов важнейшим является изотоп 114In с периодом полураспада 49 дней.
Индий открыли в 1863 нем. ученые Ф. Рейх и Т. Рихтер при спектроскопическом исследовании цинковой обманки.
Промышленное использование индий началось в 20 — 30-х гг. 20 в. Индий— типичный рассеянный элемент.
Интересный факт об индий: Он издает пронзительный крик, когда металл согнут. Крик очень похож на треск или звук жестяного крика.
Индий имеет несколько общих черт с металлическим галлием, но является совершенно другим элементом, когда используется для изготовления легкоплавких сплавов.
Содержание индия в земной коре
Среднее содержание его в земной коре 1 · 10 6 %. Будучи элементом халькофильным, чаще всего встречается в виде изоморфной смеси в сульфидных полиметаллических рудах.
Минералы индий — рекизит CuInS2, иидит FeInS4, джалиндит In(ОН)3 и самородный индий — встречаются редко.
Практическое значение имеет обогащение в сфалеритах (до 0,1%), халькопиритах, касситеритах, сульфостапнатах и сульфоантимонитах — минералах высокотемпературной-гидротермального генетического типа, в к-рых связан с цинком, оловом, кадмием и свинцом.
Индий не встречается в изобилии в природе, и стоит отметить, что культивируемые районы обладают большим количеством этого металла, чем необработанные регионы.
В природе это редкий металл, встречающийся в виде микроэлементов в различных других минералах, в частности, свинце и цинке. Именно через эти металлы индий обычно получают в виде побочного продукта.
Предполагаемое наличие индия в земной коре составляет приблизительно 0,1 промилле или частей на миллион. Согласно отчетам Королевского химического общества, он более распространен, чем ртуть или серебро.
Температура плавления индия составляет 156,6°C, что является низким показателем для любого металла. При нагревании выше этой точки плавления индий превращается в индиго или фиолетовое пламя.
Название этого металла происходит от яркого света цвета индиго, который он отображает в спектроскопе.
Физические свойства индия
- Температура плавления и кипения индия: 156,6°C и 2027°C соответственно.
- Конфигурация электронов индия: (Kr) 4d105s25p1
- Атомный номер индия: 49
- Группа: 13
- Период: 5
- Плотность: 7.31 г см-3
- Относительный атомный вес: 114.818
- Твердые ключевые изотопы: 115In
- Состояние при комнатной температуре: твердое
- Классификация элементов: Металл
- Атомный символ, используемый в периодической таблице элементов: В
- Количество изотопов или атомов одного и того же элемента с различным количеством нейтронов: 35 с периодом полураспада, 2 встречающихся в природе и 1 стабильный.
- Наиболее распространенный изотоп индия: In-115
- Температура кипения индия составляет 3681°для 2300K. Это, вероятно, предложит вам более четкое понимание точки кипения элемента Индия.
Интересный факт об индий: В России были найдены образцы неотделенных индиевых элементов.
Первое широкое применение металл получил для покрытия подшипников высокоэффективных авиационных двигателей, использовавшихся во время Второй мировой войны.
Кристаллическая решетка индий — тетрагональная гранецентрированная с периодами а = 4,583 и с —О) = 4,936 А; плотность 7,31 г/см3; tпл 156,6° С; tкип 2075°С.
Температурный коэфф. линейного расширения (т-ра20°С) 24,8 · 10-6 врад-1, температурный коэфф. объемного расширения (т-ра 0—25° С) 77 · 10-6 грай-1; коэфф. теплопроводности (т-ра 0— 100° С) 0,06 кал/см · сек · град.
Удельная теплоемкость (т-ра 0—150° С) 0,056 кал/г · град; удельное электрическое сопротивление (т-ра 0° С) 8,2 · 10-6 ом-см; прочность на разрыв 0,23 кгс/мм2; НВ — 1,0. Плотный И. в воде и щелочах не корродирует.
Химические свойства индия
В минеральных к-тах и щавелевой к-те на холоду растворяется медленно, а при нагревании быстрее.
Соли индий легко гидролизуются, образуя основные соли или гидроокись In(ОН)3 — белый аморфный порошок, нерастворимый в воде, легко растворимый в к-тах и ограниченно растворимый в щелочах с образованием индатов.
На воздухе индий стоек, однако окисляется при высокой т-ре, образуя окись In2О3 — желтый порошок, хорошо растворимый в к-тах. Выше т-ры 850° С In2О3 диссоциирует с образованием In3О4.
При восстановлении водородом получается летучее соединение In2О. При нагревании индий легко соединяется с галогенами, образуя растворимые галогениды InCl3, InBr3 и Inl3.
С серой образует сульфиды In2S3 и InS, легко растворимые в сернистых щелочах. Из нейтральных растворов кристаллизуется сульфат In2(SО4)3, из кислых (в зависимости от содержания серной к-ты) растворов выпадают кристаллогидраты с шестью и десятью молекулами воды.
Увеличение в растворе содержания серной к-ты до 55% понижает растворимость сульфата до 0,5% вместо 62,1% в нейтральном растворе.
Индий получают из отходов и промежуточных продуктов производства цинка, свинца и олова, содержащих сотые процента индия.
Металл индий не образует самостоятельных месторождений. Он очень рассеян и в виде самородков встречается крайне редко.
Среди собственных минералов индия: сакуранит, рокезит, патрукит, джалиндит. Однако их редкость не позволяет применять их в промышленности.
История открытия Индия
Известные химики из Германии, а именно Иероним Теодор Рихтер и Фердинанд Райх, открыли индий в 1863 году. И Рихтер, и Райх давно искали следы элементов таллия в образцах различных цинковых месторождений и руд.
Только когда в спектре образца появилась яркая и блестящая линия индиго, химики узнали о существовании и доступности индия.
Этот металл имеет такое же естественное изобилие, как и серебро.
Тем не менее, он может быть извлечен более удобно и легко, чем серебро, потому что он обычно появляется вместе с железными, медными, цинковыми и свинцовыми рудами.
Получение индия
Извлечение индий состоит из получения обогащенного металлом концентрата, переработки концентрата до чернового металла и рафинирования.
Сырье обрабатывают серной к-той, переводя в раствор, из к-рого гидролитическим осаждением выделяют обогащенный индием концентрат.
Черновой индий извлекают из обогащенных растворов обменной реакцией с металлическим цинком или алюминием.
Рафинируют индий химическим, электрохимическим, дистилляционным и кристаллохимическим способами. Товарные формы индий — слитки, по заказу — стержни, диски, ленты, шарики, проволока и порошок.
Применение индия
Основные потребители авиационная и автомобильная пром-сть:
- Антикоррозионные покрытия.
- Подшипниковые устойчивые смазки.
- Нетускнеющие зеркала.
- Рефлекторы с высокой отражательной способностью.
Полупроводниковая техника:
- Радиотехника.
- Электроника (получение арсенида, антимонида и фосфида, отличающихся полупроводниковыми св-вами, создание дырочной проводимости и n — р — переходов в металлическом германии, изготовление диодов, триодов и мощных германиевых выпрямителей).
Ядерная техника:
Стойкие индий содержащие стержни, регулирующие поток нейтронов в ядерных реакторах.
Приборостроение:
Низкотемпературные припойные сплавы для соединения кварца, стекла и металла, спец. прокладки в вакуумных системах, термоограничители.
Химическое машиностроение:
Сплавы, стойкие против щелочной коррозии.
Одним из наиболее известных применений этого металла является литье подшипников в высокоскоростных двигателях.
Это связано с тем, что индий обеспечивает равномерное распределение смазочных масел, используемых в этих двигателях.
Этот металл также идеально подходит для легирования германия в процессе производства транзисторов.
Индий даже используется для изготовления различных других электронных элементов, таких как термисторы, фотопроводники и выпрямители.
Вы можете использовать его для изготовления зеркал, которые кажутся более отражающими по сравнению с серебряными зеркалами, но имеют длительный срок хранения и не тускнеют очень быстро.
Индий оказывается лучшим металлом при изготовлении легкоплавких сплавов. При комнатной температуре сплав, состоящий из 76% галлия и 24% индия, остается в жидком состоянии.
Другие виды применения индия
- Используется в полупроводниковых фирмах для изготовления диодов.
- Используется для изготовления подшипников, которые являются влагостойкими и улучшают характеристики защиты от захвата.
- Используется в различных покрытиях.
- Стекольная пром-сть (карбонат и фосфат индия в произ-ве оптических стекол спец. назначения).
- Ювелирная.
- Зубоврачебная техника.
Индий используется в повседневной жизни
В настоящее время индий, по-видимому, является одним из важнейших элементов для мировой экономики.
ИТО или оксид индия олова широко используется в различных производственных процедурах, практикуемых в различных отраслях промышленности и даже в повседневной жизни людей.
Это одна из форм элемента индия, которая служит одним из лучших материалов для удовлетворения растущих требований ЖК-дисплеев.
Или жидкокристаллических дисплеев наряду с солнечными панелями, телевизорами, плоскими экранами и сенсорными экранами.
Различные свойства этого элемента делают его идеальным для плоских дисплеев и ЖК-дисплеев.
К ним относятся прозрачность, очень сильное прилипание к стеклу, проводимость электричества, механическая и химическая коррозионная стойкость.
Часто задаваемые вопросы ответы об индий?
Как выглядит индий?
Индий (химический символ — In,) Простое вещество индий — очень ковкий, легкоплавкий, очень мягкий постпереходный металл серебристо-белого цвета.
Что дало название химическому элементу Индию?
Индий назвали по характерным для него спектрам (цвета индиго) синий.
Какими буквами представлен индий в таблице Менделеева?
Индий (лат. indium), в таблице Менделеева обозначается символом In.
Как получить индий?
Индий может быть получен в результате очистки: Индий x1 + Хроматический металл x1 → Индий х2 (0.36 с/шт.).
Каковы последствия индия для здоровья?
Нет абсолютно никакого биологического значения элемента Индия. При приеме в небольших количествах индий может помочь в стимулировании метаболизма человека.
Большинство людей редко сталкиваются с соединениями этого элемента. Тем не менее, все соединения этого металла очень токсичны, и они могут иметь некоторые из самых опасных побочных эффектов.
Они повреждают печень, почки и сердце и даже могут быть тератогенными.
Существует не так много данных о побочных эффектах использования индия, и поэтому при использовании элемента следует соблюдать надлежащую осторожность.
Он не представляет никакой угрозы для морской или наземной жизни главным образом потому, что не встречается в изобилии в окружающей среде.
Литература
Зеликман А. Н.,Крейн О. Е., Самсонов Г. В. Металлургия редких металлов. М.