Осмий — это химический элемент, простое вещество, относится к платиновым металлам и известен своей чрезвычайной плотностью, твёрдостью и редкостью.
Считается благородным металлом, поэтому химически инертен и устойчив к коррозии.
Обладает самой высокой плотностью среди всех известных элементов при стандартных условиях.
Является одним из самых редких элементов в земной коре, это уникальный и ценный элемент, который находит применение в различных областях науки и техники.
(Osmium; от греч.— запах), Os — химический элемент который находиться в 8 группе, 6 периода (устаревшая классификация: VIII Группы) периодической системы элементов.
Атомный номер 76, атомная масса 190,2; относится к металлам группы платины.
Металл синевато-серого цвета. Очень твердый и хрупкий, растирается в порошок.
В соединениях проявляет степени окисления + 2, + 3, + 4,+6 и +8, из них наиболее часто + 6 и + 8.
Открыл (1804) англ. химик С. Теннант в черном осадке, образующемся после обработки платины самородной «царской водкой».
Содержание в земной коре 5 х 10-6%.
В природе часто сопутствует платине. Образует очень редкие минералы группы осмистого иридия (природные сплавы осмия и иридия).
Из них важнейшие — невьянскит, или осмистый иридий (Ir, Os), и сысертскит, или иридистый осмий (Os, Ir).
Содержится также в сульфидных медноникелевых рудах, являющихся одним из осн. источников добычи металлов группы платины.
Осмий твёрдый металл с серо — голубоватым цветам из за своей твёрдости и плотности он очень хрупок и с трудом поддаётся механической переработке.
Благородный метал имеет температуру плавления 3027°C по некоторым источникам 3033°C.
По физическим свойствам осмий считается самым плотным из всех известных веществ, соизмерим по плотности лишь только с Ir иридием.
Кристаллическая структура гексагональная плотноупакованная, типа магния, с периодами решетки а=2,7341 А и с = 4,3196 А (при комнатной т-ре).
Плотность (т-ра 20° С) 22,61 г/см3; tпл 3045 ± 30°С; tкип 5027 ± 100° С; удельная теплоемкость (т-ра 25° С) 0,031 кал/г-град..
Коэфф. теплопроводности (т-ра 0 —100° С) 0,208 кал/ см х сек х град; температурный коэфф. линейного расширения (в интервале т-р 0-100° С) 6,1 х 10-6 град-1.
Удельное электрическое сопротивление (т-ра 25° С) 9,66 мком-см; температурный коэфф. электр. сопротивления (в интервале т-р 0—100° С) 0,0042 град-1.
Удельная парамагнитная восприимчивость (т-ра 25° С) 0,052 х 10-6 см3/г; модуль норм. упругости 57 000 кгс/мм2.
Модуль сдвига 22 000 кгс/мм2; HV отожженного О. при т-ре 25° С составляет 300—670 кгс/мм2, при т-ре 1200° С равна 140—410 кгс/мм2 (диапазон значений обусловлен анизотропией).
Практически недеформирующийся металл (для ковки и прокатки его сплавов необходима т-ра выше 1500° С), труднолетуч в высоком вакууме (давление насыщенного пара при т-ре 2500° С составляет 1 х 10-4 мм рт. ст.).
Однако при нагревании на воздухе уже при невысокой т-ре он улетучивается в результате образования летучей четырехокиси OsО4.
Осмий — наименее благородный из металлов группы платины. В тонкоизмельченном состоянии он окисляется кислородом воздуха уже при комнатной т-ре.
При нагреве на воздухе сгорает, превращаясь в четырехокись.
Известен также окисел OsО2.
В компактном состоянии при комнатной т-ре на воздухе практически не изменяется.
Порошкообразный при нагревании энергично соединяется с фтором, хлором (в зависимости от т-ры образуются смеси различных галогенидов типа:
OsX8, OsX6, OsX4, OsX3 и OsX2).
Серой (OsS2) и фосфором (OsP2).
Легко поглощает водород.
Взаимодействует с азотной (особенно концентрированной) и горячей серной к-тами, «царской водкой».
Соляная к-та, свободная от кислорода, на него не действует
Сплавляя металлический осмий или осмистый иридий со смесью щелочи и сильного окислителя (перекисью натрия, бария, селитрой и др.), получают растворимые в соляной к-те соединения.
Образует многочисленные комплексные соединения, гл. обр. анионного типа.
Преобладающее координационное число — шесть, например. соединения типа М2[OsCl6].
Сплавляется с большинством металлов, образуя твердые растворы и интерметаллические соединения.
Осмиевая чернь отличается каталитической активностью, но осмиевые катализаторы легко отравляются.
Практически наиболее важными соединениями являются четырехокись осмия и осмилтетрааминхлорид, или соль Фреми [OsО2(NH3)4] Сl2.
Четырехокись осмия — твердое, легкоплавкое (tпл 39,5° С), летучее вещество бледно-желтого цвета с характерным едким запахом, растворимое в воде.
Ядовита, раздражает кожу и слизистую оболочку (особенно глаз).
Отличается каталитической активностью.
Соль Фреми трудно растворима в воде и в растворах хлористого аммония. Оба соединения являются промежуточными продуктами в произ-ве осмия.
Природный О. состоит из стабильных изотопов с массовыми числами 184Os (0,018%), 186Os (1,582%), 187Os (1,64%), 188Os (13,27%), 189Os (16,14%), 190Os (26,38%) и 192Os (40,97%).
Получены радиоактивные изотопы с массовыми числами 180—183, 185, 191, 193— 195.
Осмий добывают совместно с платиной из концентратов платиновых металлов, получаемых непосредственно из руд и после переработки анодных шламов электролиза никеля и меди.
Его получают отгонкой четырехокиси осмия (образующейся в результате спекания нерастворимых в «царской водке» остатков концентратов с перекисью бария).
Улавливаемой щелочным раствором, из к-рого осаждают металл в виде [OsО2(NH3)4]Cl2.
Осадок прокаливают и восстанавливают в токе водорода с получением осмиевого порошка чистотой 99,8— 99,9%.
Поставляют в виде порошков, к-рые прессуют в прутки. Выплавляют и его сплавы в высокочастотных индукционных или дуговых печах в среде инертного газа или в вакууме.
В чистом виде металл практически не используется.
Его вводят в состав сверхтвердых сплавов, обладающих высокой износостойкостью (сплавов с иридием и др. платиновыми металлами, кобальтом и вольфрамом).
И применяемых для изготовления опор, игл, компасов, осей и др. вращающихся частей измерительных и регулирующих приборов особой точности, кончиков золотых перьев, прецизионных малых контактов, заменяя очень редкий природный осмистый иридий.
Четырехокись осмия используют в металлографии, для получения яркой черной краски, в качестве катализатора в органическом синтезе и др.
История осмия, известно, что осмий открыт в результате химической реакции при растворении царской водкой (смесь азотной и соляной кислот) сырой платины английскими химиками.
В результате в осадке получился считаемый в то время новый металл, но со временем было доказано, что это природная смесь двух элементов -осмия и иридия.
В самородном состоянии осмий находится только в природном сплаве с иридием, но помимо основного сплава также встречается и в сплаве с платиной так же совместно с иридием.
Осмий встречается в сульфидных медно никелевых и молибденовых рудах совместно с платиной и палладием.
Так же его получают из отходов при переработке платиновых и золотосодержащих руд.
Для основного получения используют минералы, к ним относятся невьянскит.
Своё название получил от места нахождения на Урале в 74 километрах от Екатеринбурга (бывший Свердловск).
Также Невьянск известен своей наклонной башней который используется как символ города .
Основное месторождения природных сплавов осмия с иридием: Австралия, Африка, Колумбия, Канада, Россия, США.
Основное применение как катализатор химических реакций, например в получении аммиака NH3.
Сплав (осмий — вольфрам) используется как нить накала в лампах.
Считается самым дорогим из востребованных металлов, стоимость зависит от спросов на рынке.
Получают из природных сплавов иридий — осмий, а также при переработке отходов платино — золото содержащих руд