Indium kov: popis, vlastnosti a použití

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Prvek indium má mnoho užitečných vlastností, díky kterým může být použit v průzkumu vesmíru, strojírenství, elektronice, jaderném průmyslu a dalších průmyslových odvětvích. Najít jej v přírodě a oddělit od ostatních látek je však nesmírně obtížné. Z tohoto důvodu je uváděn jako vzácný prvek. Jaké jsou vlastnosti india? Je kovový nebo nekovový? Pojďme se dozvědět o všech jeho funkcích.

Historie objevování prvků

Indium bylo poprvé objeveno teprve před 154 lety. Částečně se tak stalo náhodou, protože jeho objevitelé hledali úplně jiný prvek. V roce 1863 se chemici Theodor Richter a Ferdinand Reich pokusili odhalit thalium v minerálu sfalerit (směs zinku), což byl v té době nový kov, který ještě nebyl studován.

Pro své hledání použili spektrální analýzu Kirchhoffa a Bunsena. Podstatou metody je, že při zahřátí na vysoké teploty začnou atomy prvků vyzařovat světlo odpovídající konkrétnímu frekvenčnímu rozsahu. Podle spektra této záře můžete zjistit, jaký druh prvku je před vámi.

Thalium by mělo mít jasně zelenou barvu, ale vědci místo toho našli modrou záři. Žádný známý prvek neměl takové spektrum a chemici si to uvědomiliměli štěstí. Vzhledem ke zvláštnostem odstínu pojmenovali svůj nález podle indigové barvy. A tak byl objeven nový kov, indium. A nyní podrobněji o funkcích.

Co je to za kov?

Indium je světle stříbřitý a velmi lesklý kov, připomínající zinek. V periodickém systému patří do třetí skupiny, stojí na čísle 49 a je označena symbolem In.

V přírodě existuje jako dva izotopy: In¹¹³ a In¹¹⁵. Ten je běžnější, ale je radioaktivní. Jaké je období metalového india 115? Rozpadá se za 6·10^{14 let a mění se v cín. Existuje také asi 20 umělých izotopů, které se rozpadají mnohem rychleji. Nejdelší z nich má poločas rozpadu 49 dní.}

Indium taje při +156,5 °C a vře při +2072 °C. Snadno se hodí pro kování a jiné mechanické efekty a mohl by být dobře použit ve šperkařství. Díky své vysoké měkkosti se však rychle deformuje. Kov lze snadno ohnout, řezat nožem a dokonce i poškrábat nehtem.

Chemické vlastnosti

Z hlediska chemických vlastností je podobný galliu nebo hliníku. Nemůže vytvářet souvislé pevné vazby s žádným kovem. Vůbec nereaguje s alkalickými roztoky. Při určitých teplotách reaguje s jódem, selenem, sírou a jejím oxidem, reaguje s chlorem a bromem. Kovy, které ji obklopují v periodické tabulce, se snadno rozpouštějí v indiu, konkrétně:thalium, cín, galium, olovo, vizmut, rtuť, kadmium.

Některá zajímavá fakta o metalu Indie:

• Ani při dlouhém pobytu na vzduchu nevybledne. To se nestane ani při roztavení kovu.
• Pokud začnete indium ohýbat, vydá charakteristický zvuk, podobný vrzání nebo křupání. Objevuje se z deformace krystalické mřížky hmoty.
• Indium hoří při +800 °C, plamen je modrofialový nebo indigový.
• Toto je nejměkčí kov, který můžete držet v rukou. Předčí ho pouze lithium, ale je příliš aktivní a na vzduchu okamžitě oxiduje a tvoří jedovatou alkálii.
• Slitina india s galliem je velmi tavitelná a kapalná již při +16 °C.

Obsaženo v přírodě

Kovové indium netvoří nezávislá ložiska. Je velmi rozptýlený a extrémně vzácný ve formě nugetů. Mezi vlastní minerály Indium patří sakuranit, roquesit, patrukit a jalindit. Jejich vzácnost však brání jejich použití v průmyslu.

Malé množství india se nachází v mořské a dešťové vodě, v ropě a také v popelu uhlí. Vzhledem k podobnosti iontových poloměrů je indium schopno integrovat se do krystalových mřížek železa, hořčíku, zinku, olova, hořčíku, cínu atd. Díky tomu se spolu s nimi někdy nachází i jeho malé množství.

Obsah india v minerálech zpravidla nepřesahuje 0,05-1%. Většina kovu se nachází ve sfaleritu a marmaritu. Obvykle točím vyšší je koncentrace, tím více zinku, železa a dalších již zmíněných kovů.

Metal cena

Indium bylo izolováno ve své čisté formě jen několik let po objevu. Vzhledem ke složitosti tohoto procesu byl pak jeden gram india oceněn na zhruba 700 dolarů. A i když se metody jeho získávání během půldruhého století výrazně zlepšily, stále je považován za vzácný a drahý.

Dnes je jeho průměrná cena 600-800 dolarů za kilogram a s nárůstem jeho produkce překvapivě moc neklesá. Ryzost kovu je obvykle uvedena v jeho označení: IN-2, IN-1, IN-0, IN-00, IN-000, IN-00000. Čím více nul, tím je lepší a dražší. Například indium třídy IN-000 může být oceněno na přibližně 2 000 USD za kilogram.

Vysoká cena kovu indium se vysvětluje jeho nízkým obsahem v přírodě a vysokou poptávkou. Ročně se vytěží 600-800 tun, což absolutně nepokryje všechny potřeby k tomu. Díky svým jedinečným vlastnostem se ukazuje být mnohem lepší a odolnější než jiné levnější kovy. Aby se o tak cenný materiál nepřišel, v mnoha zemích se znovu používá.

Kde se přihlásit

Kovové indium zvyšuje smáčivost a odolnost slitiny proti korozi. Jsou potaženy olověnými stříbrnými ložisky, která se používají v letecké a automobilové technice. Je také schopen snížit bod tání jiných kovů. Roztaví se tedy jeho směs s cínem, olovem, kadmiem a vizmutempři 46,5 °C, takže je vhodný pro požární hlásiče.

Oxid cínu india se používá pro polovodiče a různé pájky. Kromě toho se používá k výrobě počítačových monitorů, televizních obrazovek a tabletů. Legovaný stříbrem nebo samostatně se používá pro astronomická zrcátka a zrcátka světlometů automobilů.

Je vynikající pro vytváření fotobuněk, fosforů, termoelektrických materiálů, těsnění v kosmické technologii. Indium dobře absorbuje neutrony a může být použito v jaderných reaktorech.

O biologické úloze tohoto prvku v našem těle není nic známo, ale také se používá v lékařství. Používá se jako radioaktivní droga při diagnostice jater, mozku a plic k detekci nádorů a dalších onemocnění.

Metody získávání

Hlavní množství kovového india se těží z ložisek zinku a cínu. Získává se z odpadu ze zpracování polymetalických, cínových, olovo-zinkových rud. Separace a čištění india se provádí v několika fázích.

Nejprve se vysráží úpravou úrovně kyselosti roztoku. Vzniklý „černý kov“je pak potřeba vyčistit. To se provádí rafinací zónovým tavením nebo jinými způsoby.

Kanada je dnes jedním z hlavních producentů Indie. Kromě toho velké objemy kovu těží USA, Čína, Japonsko a Jižní Korea. Nicméně, zásobytohoto prvku jsou velmi omezené, očekává se, že dojdou během několika desetiletí.