Logam indium: penerangan, sifat dan aplikasi

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Unsur indium mempunyai banyak sifat berguna, yang mana ia boleh digunakan dalam penerokaan angkasa lepas, kejuruteraan, elektronik, industri nuklear dan industri lain. Walau bagaimanapun, sangat sukar untuk mencarinya di alam semula jadi dan memisahkannya daripada bahan lain. Kerana ini, ia disenaraikan sebagai unsur yang jarang berlaku. Apakah sifat indium? Adakah ia logam atau bukan logam? Mari ketahui tentang semua cirinya.

Sejarah penemuan unsur

Indium pertama kali ditemui hanya 154 tahun yang lalu. Sebahagiannya, ini berlaku secara kebetulan, kerana penemunya sedang mencari unsur yang sama sekali berbeza. Pada tahun 1863, ahli kimia Theodor Richter dan Ferdinand Reich cuba mengesan talium dalam sfalerit mineral (zink blende), logam baru pada masa itu yang masih belum dikaji.

Untuk carian mereka, mereka menggunakan analisis spektrum Kirchhoff dan Bunsen. Intipati kaedah ini ialah apabila dipanaskan pada suhu tinggi, atom unsur mula memancarkan cahaya yang sepadan dengan julat frekuensi tertentu. Dengan spektrum cahaya ini, anda boleh mengetahui jenis unsur yang ada di hadapan anda.

Thallium sepatutnya mempunyai warna hijau terang, tetapi saintis telah menemui cahaya biru sebaliknya. Tiada unsur yang diketahui mempunyai spektrum sedemikian, dan ahli kimia menyedarinyamereka bernasib baik. Oleh kerana keistimewaan teduh, mereka menamakan penemuan mereka selepas warna nila. Maka logam baru, indium, telah ditemui. Dan kini dengan lebih terperinci tentang ciri.

Apakah logam ini?

Indium ialah logam keperakan ringan dan sangat berkilat, mengingatkan zink. Dalam sistem Berkala, ia tergolong dalam kumpulan ketiga, berada di nombor 49 dan dilambangkan dengan simbol In.

Ia wujud di alam semula jadi sebagai dua isotop: Dalam¹¹³ dan Dalam¹¹⁵. Yang terakhir adalah lebih biasa, tetapi radioaktif. Apakah tempoh bagi indium logam 115? Ia mereput dalam 6·10^{14 tahun, bertukar menjadi timah. Terdapat juga kira-kira 20 isotop tiruan yang mereput lebih cepat. Yang paling lama hidup di antara mereka mempunyai separuh hayat selama 49 hari.}

Indium cair pada +156.5 °C dan mendidih pada +2072 °C. Ia mudah digunakan untuk penempaan dan kesan mekanikal lain dan boleh digunakan dalam perhiasan. Walau bagaimanapun, kerana kelembutannya yang tinggi, ia cepat berubah bentuk. Logam boleh dibengkokkan dengan mudah, dipotong dengan pisau dan juga dicakar dengan kuku.

Sifat kimia

Dari segi sifat kimianya, ia serupa dengan galium atau aluminium. Ia tidak boleh membentuk ikatan pepejal berterusan dengan mana-mana logam. Ia tidak bertindak balas sama sekali dengan larutan alkali. Pada suhu tertentu, ia bertindak balas dengan iodin, selenium, sulfur dan dioksidanya, bertindak balas dengan klorin dan bromin. Logam yang mengelilinginya dalam Jadual Berkala mudah larut dalam indium, iaitu:talium, timah, galium, plumbum, bismut, merkuri, kadmium.

Beberapa fakta menarik tentang logam India:

• Walaupun berada lama di udara, ia tidak pudar. Ini tidak berlaku apabila logam dicairkan sama ada.
• Jika anda mula membengkokkan indium, ia akan mengeluarkan bunyi yang khas, sama seperti bunyi berderit atau rangup. Ia kelihatan daripada ubah bentuk kekisi kristal jirim.
• Indium terbakar pada +800 °C, nyalaannya berwarna biru-ungu atau nila.
• Ini adalah logam paling lembut yang boleh anda pegang di tangan anda. Hanya litium yang mengatasinya, tetapi ia terlalu aktif dan serta-merta teroksida dalam udara, membentuk alkali beracun.
• Ali indium dengan galium sangat boleh melebur dan menjadi cecair pada +16 °C.

Terkandung dalam alam semula jadi

Indium logam tidak membentuk deposit bebas. Ia sangat berselerak dan sangat jarang dalam bentuk nugget. Mineral Indium sendiri termasuk sakuranit, roquesite, patrukite, dan jalindite. Walau bagaimanapun, kelangkaannya menghalangnya daripada digunakan dalam industri.

Sebilangan kecil indium ditemui dalam air laut dan hujan, dalam minyak, dan juga dalam abu arang batu. Disebabkan kesamaan jejari ionik, indium dapat bercantum ke dalam kekisi kristal besi, magnesium, zink, plumbum, magnesium, timah, dll. Disebabkan ini, sejumlah kecil ia kadangkala ditemui bersama-sama mereka.

Sebagai peraturan, kandungan indium dalam mineral tidak melebihi 0.05-1%. Kebanyakan logam terdapat dalam sphalerit dan marmarit. Biasanya iakepekatannya lebih tinggi, lebih banyak zink, besi dan logam lain yang telah disebutkan.

Harga logam

Indium telah diasingkan dalam bentuk tulen hanya beberapa tahun selepas penemuan. Disebabkan kerumitan proses ini, satu gram indium kemudiannya bernilai kira-kira $700. Dan walaupun kaedah untuk mendapatkannya telah meningkat dengan ketara sepanjang satu setengah abad, ia masih dianggap jarang dan mahal.

Hari ini, harga puratanya ialah 600-800 dolar sekilogram dan, yang mengejutkan, tidak banyak jatuh dengan peningkatan dalam pengeluarannya. Ketulenan logam biasanya ditunjukkan dalam penandaannya: IN-2, IN-1, IN-0, IN-00, IN-000, IN-00000. Lebih banyak sifar, lebih baik dan lebih mahal. Contohnya, indium gred IN-000 boleh bernilai kira-kira $2,000 sekilogram.

Kos tinggi logam indium dijelaskan oleh kandungannya yang rendah dan permintaan yang tinggi. 600-800 tan dilombong setiap tahun, yang sama sekali tidak meliputi semua keperluan untuknya. Oleh kerana sifatnya yang unik, ia ternyata lebih baik dan lebih tahan lama daripada logam lain yang lebih murah. Untuk tidak kehilangan bahan yang begitu berharga, di banyak negara ia digunakan semula.

Di mana memohon

Indium logam meningkatkan kebolehbasahan dan rintangan kakisan aloi. Ia disalut dengan galas plumbum-perak, yang digunakan dalam teknologi penerbangan dan automotif. Ia juga mampu menurunkan takat lebur logam lain. Jadi, campurannya dengan timah, plumbum, kadmium dan bismut cairpada 46.5°C, menjadikannya sesuai untuk penggera kebakaran.

Indium timah oksida digunakan untuk semikonduktor dan pelbagai pemateri. Di samping itu, ia digunakan untuk pembuatan monitor komputer, skrin TV dan tablet. Dipadukan dengan perak atau bersendirian, ia digunakan untuk cermin astronomi dan cermin lampu kereta.

Ia sangat baik untuk menghasilkan fotosel, fosfor, bahan termoelektrik, pengedap dalam teknologi angkasa lepas. Indium menyerap neutron dengan baik dan boleh digunakan dalam reaktor nuklear.

Tiada apa yang diketahui tentang peranan biologi unsur ini dalam badan kita, tetapi ia juga telah digunakan dalam perubatan. Ia digunakan sebagai ubat radioaktif dalam diagnosis hati, otak dan paru-paru untuk mengesan tumor dan penyakit lain.

Kaedah mendapatkan

Jumlah utama logam indium dilombong daripada mendapan zink dan timah. Ia diperoleh daripada sisa daripada pemprosesan bijih polimetal, timah, plumbum-zink. Pengasingan dan penulenan indium dijalankan dalam beberapa peringkat.

Pertama, ia dimendakan dengan melaraskan tahap keasidan larutan. "black metal" yang terhasil kemudiannya perlu dibersihkan. Ini dilakukan dengan penapisan lebur zon atau dengan cara lain.

Hari ini, Kanada ialah salah satu pengeluar utama India. Di samping itu, sejumlah besar logam dilombong oleh Amerika Syarikat, China, Jepun, dan Korea Selatan. Walau bagaimanapun, sahamelemen ini sangat terhad, dijangka ia akan kehabisan dalam beberapa dekad.