Індій застосування. Інші застосування Індія

Загвоздка в тому, що максимальний вміст металу в цих похідних не більше однієї сотої відсотка.

Зазвичай, це 0,001%.Процес вилучення цих 0,001% не з легких. Ось і його стадії:

Вичленувати з вихідної сировини концентрований індій. Цей метал осідає з розчину , цинку, олова при рівній 4.

З концентрату, що утворився, витягують чорновий індій. Він такий названий, оскільки має колір. Чорновий метал освітлюють. Процес називається "рафінування".

Мінус методу в тому, що весь індій витягти не вдається. А його у продуктах проміжного виробництва інших металів і так, як уже зазначалося небагато.

Витягти елемент повністю дозволяє інший принцип - вибіркового переходу частинок металу з водного розчину шар органіки.

Рідина, що утворилася у процесі життєдіяльності чи гниття живих організмів, хіба що притягує індій.

Проблема в тому, що разом з ним вона притягує і ще деякі елементи. Тому потрібна додаткова фільтрація.

Отже, цей метод теж трудомісткий. Навіщо такі муки, невже тільки заради моніторів? Ні.

Індійне покриттяНеобхідно запчастинам алюмінієвих поршнів у двигунах. Інакше вони й швидко зносяться. «Серце» машини доведеться ремонтувати, а то й міняти.

Застосування Індія

— Елемент під 49-им номером необхідний для виробництва фотоелементів

— У мікроелектроніці індій застосовуютьяк так звану «акцепторну домішку». Іншими словами метал потрібен, щоб захоплювати та утримувати іони інших металів, , наприклад

- 49-ий елемент люмінесцентний. Без нього навряд чи щось сяяло у темряві.

- Індією покривають дзеркальні поверхні. Найчастіше це фари машин. Напилення стійкіше до атмосферних впливів, ніж .

Параметри, що відображають, у індія анітрохи не гірше, ніж у , яке теж використовують для фар.

— «Героя» використовують у паяльній справі. Він легко плавиться і, на відміну від інших металів, може поєднувати різні за властивостями складові.

Наприклад, легко з'єднує мідні та пластикові елементи або металеві деталі зі скляними

- Індій знадобиться в електричній сфері. Тут доводиться його стійкість до високих температур

— Використовується у фармацевтиці

— До індії вдаються до космонавтики, де з його допомогою герметизують ракети, шатли. З металу виготовляють прокладки, які розміщують в ілюмінаторах, дверях тощо

- В атомній промисловості індійвикористовують для , здатних поглинати нейтрони.

— Не обходиться без металу №49 та . Індій додають у дорогоцінні, щоб ті стали м'якшими і податливішими.

Як видно, є навіщо намагатися видобувати елемент №49. Проблема в тому, що він належить до групи розсіяних.

Родовища та видобуток Індія

Інакше кажучи, родовищ як таких немає. Елемент рівномірно розподілено у земній корі. Причому індія в надрах вкрай мало.

В основному він входить до складу деяких мінералів. Серед них: сакуриніт, патрукіт, джаліндіт.

Зустрічається і самородний індійале це рідкісне явище. У складі каміння зазвичай немає і тисячної частки рідкісного металу.

Винятки – мінерали. З них можна витягти соті відсотки індію, що теж не дотягує до промислових масштабів.

Найпростіше витягти метал із цинкової чи свинцевої руд. І це роблять. За їхніми запасами у світі лідирують КНР, Канада та США.

У Канаді запаси Індії оцінені в 700 тонн. В інших країнах ще менше. У Росії її, наприклад, зберігається лише 200 тонн рідкісного елемента.

Це зайве підтвердження того, що індій заслужено входить у топ 10 найрідкісніших і найцінніших металів світу.

У зв'язку з цим, і цінами на елемент, що постійно зростають, його намагаються вдруге переробляти.

Тобто деталі із вмістом індію не викидають, а відправляють на переплавку.

Цікаво, що такий необхідний елемент сьогодні відкрито лише 150 років тому. А вперше застосували його й у середині минулого століття.

Тоді індій використовувалидля підшипників двигунів літаків Це сталося під час Другої світової війни.

Про існування індію, тоді просто елемента з масою атома 114,818(1) г/моль припустив Менделєєв.

Відкрили ж метал вчені Фердинанд Рейх та Теодор. Вони виявили речовину, досліджуючи цинкову руду.

Проробивши спектральний аналіз матеріалу, чоловіки помітили, що в електромагнітному випромінюванні яскравий метал.

Він нагадував за кольором плоди дерева індиго. Випромінювання йшло від частинок металу, який назвали індій.

Згодом з'ясувалося, що і горить речовина синім, навіть фіолетовим полум'ям. При цьому, індій з'єднуєтьсяз киснем утворюючи оксид., а його, як відомо, можна скришити, злегка натиснувши на поверхню мінералу.

З таким «м'яким» характером індій зміг досягти кар'єрних висот, пройшовши шлях від «непотрібного» до незамінного для людства елементу.

Індій — сріблясто-білий метал з сильним блиском, що на вигляд нагадує свіжий зріз цинку. Його належать до групи легких металів. Він досить м'який, до того ж ковкий і легкоплавкий (плавиться за температури 156,5 °C). Індій легко ріжеться ножем, він майже в 5 разів м'якший за свинець. На папері залишає слід. Це досить рідкісний, цінний та дорогий метал.
За хімічними властивостями індій подібний до галію і алюмінію. Відповідно до періодичної системи Менделєєва, індій — хімічний елемент головної підгрупи III групи. Його атомна маса становить 114,818. Елемент складається з двох ізотопів, один з яких має досить слабку β-радіоактивність. Ядро Індія нагадує м'яч зі смужкою по «екватору».

Відкриття елемента

Все сталося випадково далекого 1863 року в районі Фрейберга (Німеччина). У хімічній лабораторії Фердинанд Рейх та Теодор Ріхтер проводили спектроскопічне дослідження цинкових мінералів, здобутих у горах Саксонії. Вони хотіли виявити талій, який відкрили у 1861 році англійські та французькі вчені. Дослідники аналізували чимало зразків цинкової обманки, але так і не побачили в спектрі зелені лінії, властиві талію. Втім, побачити їх сподівався викладач хімії Теодор Ріхтер. Професор Рейх був дальтоніком і природно було розрізнити кольори спектральних ліній. Досліджуючи зразки, окористий Ріхтер у спектрі одного з них побачив яскраву синю лінію. Жоден із відомих елементів не міг таким похвалитися. Таким чином, вченим удалося прославитися. Новий елемент назвали індієм, на честь подібності спектральної лінії із знаменитим барвником «індиго».

Але це було лише півсправи. Попереду треба було одержати чистий метал. На це пішло чимало праці та часу. І все ж таки вчені отримали два зразки, величиною з олівець. Коштували вони за тодішніми цінами 80 тисяч доларів.

На цьому історія не закінчилась. Веське слово сказав світило хімічної науки Дмитро Менделєєв. Справа в тому, що першовідкривачі вважали, що індій - близький родич цинку і вирішили, що їх дітище двовалентне. До того ж вони помилилися з визначенням його атомної ваги (вважали, що вона дорівнює 75,6). Все це призвело до нестикування з таблицею Менделєєва. Російський учений визначив, що елемент тривалентний. До того ж, властивості індію значно ближчі до алюмінію, а його атомна вага близько 114.

1871 року індій став 49 елементом періодичної системи.

Наявність у природі

Індій досить рідкісний метал. Його відносять до типових розсіяних елементів. Відомо три мінерали Індія і всі вони вкрай рідкісні. Індій не утворює самостійних родовищ. Він входить до складу руд інших металів. Накопичення цього елемента у сфалеритах, до 0,1-1%, має практичне значення. Індія виробляють досить мало – кілька сотень тонн на рік. Метал отримують переважно при переробці руд свинцю, цинку, олова та міді (як побічний продукт). Відсоток індія в цій сировині становить від тисячних до десятих часток. Індій також можна видобувати з пилу, який виникає при переробці медистих сланців.

Хімічні властивості

Індій не тьмяніє при кімнатній температурі (повітря має бути сухим). При температурі вище 800°C він спалахує фіолетово-синім полум'ям. До того ж відбувається утворення оксиду. Цей метал не реагує навіть із киплячими розчинами лугів. Він швидко розчиняється в хлорній та азотній кислоті, повільніше - у соляній та сірчаній. Індій також реагує з бромом та хлором, а при нагріванні - із сіркою, діоксидом сірки, селеном, телуром, йодом.

Застосування Індія

З кожним роком інтерес до індії посилюється, він стає дефіцитним і стрімко дорожчим матеріалом. Це з його унікальними властивостями. Найближчим часом, через зростання попиту на сенсорні екрани, сонячні батареї та інші електронні пристрої, споживання індія лише збільшиться. Індій та його сполуки знайшли широке застосування у напівпровідниковій техніці, мікроелектроніці. Цей метал використовують як різні антикорозійні покриття. При нанесенні тонкого шару Індія підшипники служать у 5 разів довше. Індій - незамінний елемент для виробництва відбивачів автомобільних фар, дзеркал, виготовлення рефлекторів. Його використовують як компонент ряду сплавів та легкоплавких припоїв. Наприклад, індій дозволяє споювати скло з металом. Індій використовують як матеріал для фотоелементів при приготуванні зубних цементів. Знайшлося застосування індію як ущільнювач і в космічних технологіях.

Індій останніми роками отримав порівняно широке промислове застосування. Про це свідчить загальний обсяг виробництва індію, який досяг у 1942 р. за кордоном 20 г на рік.
В основному індій використовується для антикорозійних покриттів. Крім того, промислове значення мають деякі сплави Індії.
Покриття. Найбільш важливим є застосування індію для покриття підшипників у потужних двигунах внутрішнього згоряння (наприклад, в авіації та автобудуванні). Підшипники на основі кадмію (з добавками 2,25% Ag і 0,25% Cu) або мідносвинцеві підшипники при високій температурі роз'їдаються мастилами. Для захисту від корозії поверхню підшипника покривають індієм. Покриття наноситься електролітичним способом, потім виробляють нагрівання підшипника, щоб індій дифундував в основний сплав. При виході покриття, що захищає підшипник від корозії при роботі в найжорсткіших умовах.
Застосовують покриття індієм (з метою захисту від корозії, а також як декоративні) заліза або сталі, багатьох кольорових металів та срібла.
Електролітичне покриття індій заліза та його сплавів проводиться за попередньо нанесеним шаром цинку, міді або кадмію. Зазвичай після електролітичного нанесення індія на метал або сплав деталь нагрівають при температурі трохи вище плавлення протягом декількох годин. При цьому індій частково дифундує в покривається метал, що забезпечує утворення безпористого покриття, що не відшаровується.
Індійові покриття мають високу (хоч і трохи меншу, ніж срібну) відбивну здатність. На відміну від срібних, індієві покриття не тьмяніють і зберігають свої коефіцієнти відображення. Це використовується для виготовлення рефлекторів.
Сплави. Промислове значення мають сплави індію зі свинцем, оловом, кадмієм та вісмутом. Деякі з них завдяки низькій температурі плавлення використовуються в системах пожежної сигналізації та спринклерах. Так, метал, що містить 18,36% In; 40,7% Bi; 22% Pb; 10,6% Sn; 8,16% Cd, плавиться за температури 46,5°.
Індій вводять до складу свинцеволов'яних припоїв у тому випадку, коли необхідно підвищити стійкість припою проти дії лугів. Присадки 1-5% In до свинцево-срібного припою (3% Ag) підвищують міцність припою.
У вакуумній техніці знайшли застосування припої зі сплавів індію з оловом (50% In, 50% Sn) для з'єднання скла зі склом або скла з металом. Цей сплав має здатність змочувати скло. Скло попередньо нагрівають, наносять сплав на нагріту поверхню рівним шаром і потім з'єднують частини.
Інші сфери застосування. Деяке значення індій має у виробництві скла. Окис і сірчисті сполуки індію надають склу бурштинових відтінків - від світлоложовтих до темно жовтих тонів. Добавки 0,05% In2O3 забарвлюють скло в красивий жовтий колір.
Є перспективи використання індію та деяких його з'єднань у напівпровідниковій електроніці. Так, індій застосовують при виготовленні германієвих кристалічних випрямлячів і підсилювачів як домішка, що створює дірочну провідність у Німеччині. Окис, сульфід, селенід та телурид Індія є напівпровідниками. Вони можуть бути використані як фотопровідники, термістери та резистори.

27.03.2019

По-перше, треба визначитися скільки ви готові витратити на покупку. Фахівці рекомендують інвесторам-початківцям суму від 30 тисяч рублів до 100.

27.03.2019

Металопрокат у наш час активно використовується в різних ситуаціях. Справді, на багатьох виробництвах просто не обійтися без нього, тому що металопрокат.

27.03.2019

Сталеві прокладки овального перерізу призначені для герметизації фланцевих з'єднань арматури та трубопроводів, що транспортують агресивні середовища.

26.03.2019

Багато хто з нас чув про таку посаду як системний адміністратор, але далеко не кожен уявляє, що конкретно мається на увазі під цією фразою.

26.03.2019

Кожна людина, яка робить ремонт у своєму приміщенні, має замислюватися про те, які конструкції необхідно встановити у міжкімнатний простір. На ринку...

26.03.2019

26.03.2019

На сьогоднішній день газоаналізатори активно застосовують у нафтовій та в газовій галузях, у комунальній сфері, у ході здійснення аналізів у лабораторних комплексах, для...

26.03.2019

На сьогоднішній день металеві ємності активно використовуються з метою стаціонарного зберігання різного роду рідин, серед яких нафта та нафтопродукти, на складах, в...

25.03.2019

На підприємстві Algerian Qatari Steel, що знаходиться в населеному пункті Беллара, стартували «гарячі» перевірки дротяного стану з показником потужності приблизно...

25.03.2019

Найвищий рівень надійності постачання електрики для відповідальних споживачів можна досягти за допомогою експлуатації автономних генераторів. Приймаючи в...

Індій – метал сріблясто-білого кольору із сильним блиском, зовні подібний до цинку. За твердістю близький до літію, легко ріжеться ножем. Щільність індію 7.31 г/см3, плавиться при температурі 156,5°C. При цьому, подібно до галію, температура кипіння на пару тисяч градусів вище температури плавлення - 2080°C.

За хімічними властивостями схожий на алюміній та галій, оскільки ці метали знаходяться в одній групі періодичної системи хімічних елементів, але загалом у реакціях менш активний. Стійкий у вологій атмосфері, не розчиняється у лугах. Реагує майже з усіма кислотами, повільно розчиняється навіть у слабких органічних.

Індій відноситься до рідкісних і розсіяних елементів, він не утворює власних родовищ і видобувається як побічний продукт при переробці руд інших металів. Для отримання індія промислове значення мають ті мінерали, у яких міститься щонайменше, ніж 0,1%. Як правило, найбільше його у сфалериті (сульфід цинку), але і там його кількість не перевищує 0.5%. Таким чином, виробництво індія завжди супроводжує виробництво цинку, меншою мірою – олова та свинцю. Схема вилучення індія при цьому досить складна, оскільки метал не має відмітних хімічних властивостей, які могли б допомогти в його виділенні окремо від інших металів; при цьому послідовно застосовують такі методи як іонний обмін, екстракція, а також гідролітичне осадження і цементація, що використовують невеликі відмінності в ступеня гідролізу солей і стандартних потенціалах різних металів. Чорновий метал, що утворюється на останній стадії, очищають різними методами, зокрема зонною плавкою, що дозволяє отримати індій чистотою до 99.99999%.

Найбільш широко використовується індій та його сполуки в техніці: виготовлення рідкокристалічних екранів (тонка плівка з оксиду індія-олова), мікроелектроніка (домішка до германію та кремнію), ущільнювач у техніці високого вакууму (зокрема, космічних апаратів), покриття дзеркал (зокрема астрономічних, де має значення сталість коефіцієнта відображення у видимій частині спектру), термоелектричні матеріали на основі арсеніду індію, виробництво дуже стабільних акумуляторів з високою питомою енергоємністю для спеціальних цілей (система з оксиду ртуті та індія), покриття деяких елементів двигунів для зниження зносу. Крім цього, індій є важливим компонентом припоїв (внаслідок високої адгезії індія така добавка дозволяє спаювати метали зі склом та іншими матеріалами), з його ізотопів виготовляють радіофармацевтичні препарати, його ортофосфат додають у зубні цементи, а ряд сполук індія має люмінесцентні властивості. у різних галузях. Також сплав індія (5%) із золотом і сріблом використовується як декоративний метал (так зване зелене золото)

Таким чином, з розвитком техніки зростає і споживання Індії. При цьому виробництво РК-екранів споживає не менше половини від усього видобутого металу. За деякими оцінками, запаси природної індії будуть вичерпані до 2030 року, якщо не зросте ступінь його вторинної переробки та повторного використання.

(Indium) In хімічний елемент 13-ї (IIIa) групи періодичної системи, атомний номер 49, атомна маса 114,82. Будова зовнішньої електронної оболонки 5s 2 5p 1 . Відомо 37 ізотопів Індії з 98 In по 134 In. Серед них лише один стабільний 113 In. У природі два ізотопи: 113 In (4,29%) і 115 In (95,71%) з періодом напіврозпаду 4,41 · 10 14 років. Найбільш стійкий ступінь окислення у сполуках: +3.

Відкриття індію відбулося в епоху бурхливого розвитку спектрального аналізу принципово нового (у ті часи) методу дослідження, відкритого Кірхгоффом і Бунзеном. Французький філософ О.Конт писав, що людство не має жодної надії дізнатися, з чого складаються Сонце і зірки. Минуло кілька років, і в 1860 р. спектроскоп Кірхгоффа спростував це песимістичний прогноз. Наступні п'ятдесят років були часом найбільших успіхів нового методу. Після того, як було встановлено, що у кожного хімічного елемента є свій спектр, що є такою ж характерною для нього властивістю, як дактилоскопічний відбиток - ознакою людини, почалася «переслідування» за спектрами. Крім видатних досліджень Кірхгоффа (що мало не призвели його до повної сліпоті) елементного складу Сонця, не менш тріумфальними були спостереження спектрів земних об'єктів: у 1861 р. були відкриті цезій, рубідій і талій.

У 1863 професор Фрейберзької мінералогічної школи (Німеччина) Фердинанд Рейх (1799?1882) та його асистент Теодор Ріхтер (1824?1898) спектроскопічно досліджували зразки цинкової обманки (мінералу сфалериту, ZnS). Зі зразка сфалериту дією соляної кислоти Рейх і Ріхтер виділили хлорид цинку і помістили його в спектрограф з надією зареєструвати появу яскраво-зеленої лінії, характерної для талію. Професор Ф.Рейх ​​страждав на дальтонізм і не міг розрізняти кольори спектральних ліній, тому всі спостереження реєстрував його асистент Ріхтер. Виявити присутність талію у зразках сфалериту не вдалося, але яке ж було подив Рейха, коли Ріхтер повідомив йому про появу у спектрі яскраво-синьої лінії (4511 Å). Було встановлено, що лінія не належала жодному з відомих раніше елементів і відрізнялася навіть від яскраво-синьої лінії спектру цезію. У силу подібності кольору характеристичної смуги в емісійному спектрі з кольором барвника індиго (латинське «indicum» індійська фарба) відкритий елемент був названий індієм.

Так як новий елемент був виявлений у сфалериті, першовідкривачі визнали його аналогом цинку і приписали йому неправильну валентність, що дорівнює двом. Вони визначили і атомну вагу еквівалента Індії, яка виявилася 37,8. Виходячи з валентності 2, була неправильно встановлена ​​атомна вага елемента (37,8 × 2 = 75,6). Тільки 1870 Д.И.Менделеев виходячи з періодичного закону встановив, що індій має валентність, рівну трьом, і є, в такий спосіб, аналогом алюмінію, а чи не цинку.

Таким чином, в 1871 р. індій став 49-м елементом періодичної системи.

Блешинський С.В., Абрамова В.Ф. Хімія Індія. Фрунзе, 1958
Фігуровський Н.А. Відкриття елементів та походження їх назв. М., Наука, 1970
Хімія та технологія рідкісних та розсіяних елементів, Т.1. Під. ред. К.А. Большакова. М., 1976
Популярна бібліотека хімічних елементів. Під. ред. Петрянова-Соколова І.В. М., 1983
Федоров П.І., Акчурін Р.Х. Індій. М., 2000

Знайти " ІНДІЙ