Indium kov: popis, vlastnosti a použitie

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Prvok indium má mnoho užitočných vlastností, vďaka ktorým je možné ho využiť vo vesmírnom prieskume, strojárstve, elektronike, jadrovom priemysle a ďalších odvetviach. Nájsť ho v prírode a oddeliť od ostatných látok je však mimoriadne ťažké. Z tohto dôvodu je uvedený ako vzácny prvok. Aké sú vlastnosti india? Je kovový alebo nekovový? Poďme sa dozvedieť o všetkých jeho funkciách.

História objavovania prvkov

Indium bolo prvýkrát objavené len pred 154 rokmi. Čiastočne sa tak stalo náhodou, pretože jeho objavitelia hľadali úplne iný prvok. V roku 1863 sa chemici Theodor Richter a Ferdinand Reich pokúsili odhaliť tálium v minerále sfalerit (zinková zmes), v tom čase nový kov, ktorý ešte nebolo potrebné študovať.

Na vyhľadávanie použili spektrálnu analýzu Kirchhoffa a Bunsena. Podstatou metódy je, že pri zahriatí na vysoké teploty začnú atómy prvkov vyžarovať svetlo zodpovedajúce špecifickému frekvenčnému rozsahu. Podľa spektra tejto žiary môžete zistiť, aký druh prvku je pred vami.

Tálium by malo mať jasne zelenú farbu, no vedci namiesto toho našli modrú žiaru. Žiadny známy prvok nemal také spektrum a chemici si to uvedomilimali šťastie. Kvôli zvláštnostiam odtieňa pomenovali svoj nález podľa indigovej farby. A tak bol objavený nový kov, indium. A teraz podrobnejšie o funkciách.

Čo je to za kov?

Indium je svetlý strieborný a veľmi lesklý kov, ktorý pripomína zinok. V periodickom systéme patrí do tretej skupiny, má číslo 49 a označuje sa symbolom In.

V prírode existuje ako dva izotopy: In¹¹³ a In¹¹⁵. Ten je bežnejší, ale je rádioaktívny. Aké je obdobie kovového india 115? Rozpadne sa za 6·10^{14 rokov a zmení sa na cín. Existuje tiež asi 20 umelých izotopov, ktoré sa rozpadajú oveľa rýchlejšie. Najdlhší z nich má polčas rozpadu 49 dní.}

Indium sa topí pri +156,5 °C a vrie pri +2072 °C. Ľahko sa hodí na kovanie a iné mechanické efekty a dá sa dobre použiť v šperkoch. Vďaka vysokej mäkkosti sa však rýchlo deformuje. Kov sa dá ľahko ohnúť, rezať nožom a dokonca aj poškriabať nechtom.

Chemické vlastnosti

Z hľadiska svojich chemických vlastností je podobný gáliu alebo hliníku. Nemôže vytvárať súvislé pevné väzby so žiadnym kovom. Vôbec nereaguje s alkalickými roztokmi. Pri určitých teplotách reaguje s jódom, selénom, sírou a jej oxidom, reaguje s chlórom a brómom. Kovy, ktoré ho obklopujú v periodickej tabuľke, sa ľahko rozpúšťajú v indiu, a to:tálium, cín, gálium, olovo, bizmut, ortuť, kadmium.

Niekoľko zaujímavých faktov o kove Indie:

• Ani pri dlhom pobyte na vzduchu nevybledne. Toto sa nestane ani pri roztavení kovu.
• Ak začnete indium ohýbať, vydá charakteristický zvuk, podobný vŕzganiu alebo škrípanie. Vyplýva to z deformácie kryštálovej mriežky hmoty.
• Indium horí pri +800 °C, plameň je modrofialový alebo indigový.
• Toto je ten najjemnejší kov, aký môžete držať v rukách. Prevyšuje ho iba lítium, ale je príliš aktívne a na vzduchu okamžite oxiduje a vytvára jedovatú zásadu.
• Zliatina india a gália je veľmi tavná a stáva sa tekutou už pri +16 °C.

Obsiahnuté v prírode

Kovové indium netvorí nezávislé ložiská. Je veľmi rozptýlený a mimoriadne vzácny vo forme nugetov. Medzi vlastné minerály india patrí sakuranit, rokezit, patrukit a jalindit. Ich vzácnosť však bráni ich použitiu v priemysle.

Malé množstvo india sa nachádza v morskej a dažďovej vode, v oleji a tiež v popole z uhlia. Vďaka podobnosti iónových polomerov je indium schopné integrovať sa do kryštálových mriežok železa, horčíka, zinku, olova, horčíka, cínu atď. Z tohto dôvodu sa spolu s nimi niekedy nachádza aj jeho malé množstvo.

Obsah india v mineráloch spravidla nepresahuje 0,05-1%. Väčšina kovu sa nachádza v sfalerite a marmarite. Zvyčajne točím vyššia je koncentrácia, tým viac zinku, železa a iných už spomínaných kovov.

Kovová cena

Indium bolo izolované vo svojej čistej forme len niekoľko rokov po objavení. Kvôli zložitosti tohto procesu bol potom jeden gram india ocenený na približne 700 dolárov. A hoci sa metódy na jeho získanie za poldruha storočia výrazne zlepšili, stále sa považuje za vzácny a drahý.

Dnes je jeho priemerná cena 600 – 800 dolárov za kilogram a s nárastom produkcie prekvapivo veľmi neklesá. Čistota kovu je zvyčajne uvedená v jeho označení: IN-2, IN-1, IN-0, IN-00, IN-000, IN-00000. Čím viac núl, tým je to lepšie a drahšie. Napríklad indium triedy IN-000 môže byť ocenené na približne 2 000 USD za kilogram.

Vysoká cena kovu indium sa vysvetľuje jeho nízkym obsahom v prírode a vysokým dopytom. Ročne sa vyťaží 600-800 ton, čo absolútne nepokryje všetky potreby na to. Vďaka svojim jedinečným vlastnostiam sa ukazuje, že je oveľa lepší a odolnejší ako iné lacnejšie kovy. Aby sa nestratil taký cenný materiál, v mnohých krajinách sa znovu používa.

Pri žiadosti

Kovové indium zvyšuje zmáčavosť a odolnosť zliatiny proti korózii. Sú potiahnuté oloveno-striebornými ložiskami, ktoré sa používajú v leteckej a automobilovej technike. Je tiež schopný znížiť teplotu topenia iných kovov. Jeho zmes s cínom, olovom, kadmiom a bizmutom sa topípri 46,5°C, vďaka čomu je vhodný pre požiarne hlásiče.

Oxid cínu india sa používa na výrobu polovodičov a rôznych spájok. Okrem toho sa používa na výrobu počítačových monitorov, televíznych obrazoviek a tabletov. Zliatina so striebrom alebo samostatne sa používa na astronomické zrkadlá a zrkadlá svetlometov automobilov.

Je vynikajúci na vytváranie fotobuniek, fosforu, termoelektrických materiálov, tesnení v kozmickej technike. Indium dobre absorbuje neutróny a môže byť použité v jadrových reaktoroch.

O biologickej úlohe tohto prvku v našom tele nie je nič známe, no využíva sa aj v medicíne. Používa sa ako rádioaktívny liek pri diagnostike pečene, mozgu a pľúc na detekciu nádorov a iných chorôb.

Spôsoby získania

Hlavné množstvo kovového india sa ťaží z ložísk zinku a cínu. Získava sa z odpadu zo spracovania polymetalických, cínových, oloveno-zinkových rúd. Separácia a čistenie india prebieha v niekoľkých fázach.

Najskôr sa vyzráža úpravou úrovne kyslosti roztoku. Vzniknutý „čierny kov“je potom potrebné vyčistiť. Toto sa vykonáva rafináciou zónovým tavením alebo inými spôsobmi.

Kanada je dnes jedným z hlavných producentov Indie. Okrem neho veľké objemy kovu ťažia aj USA, Čína, Japonsko, Južná Kórea. Avšak, zásobytohto prvku sú veľmi obmedzené, očakáva sa, že sa minú v priebehu niekoľkých desaťročí.