Indiummetall: Beschreibung, Eigenschaften und Anwendungen

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Das Element Indium hat viele nützliche Eigenschaften, dank denen es in der Weltraumforschung, im Maschinenbau, in der Elektronik, der Nuklearindustrie und anderen Industrien eingesetzt werden kann. Es ist jedoch äußerst schwierig, es in der Natur zu finden und von anderen Stoffen zu trennen. Aus diesem Grund wird es als seltenes Element aufgeführt. Welche Eigenschaften hat Indium? Ist es Metall oder Nichtmetall? Lassen Sie uns alle seine Funktionen kennenlernen.

Element-Entdeckungsverlauf

Indium wurde erstmals vor 154 Jahren entdeckt. Zum Teil geschah dies zufällig, weil seine Entdecker nach einem ganz anderen Element suchten. 1863 versuchten die Chemiker Theodor Richter und Ferdinand Reich, Thallium im Mineral Sphalerit (Zinkblende) nachzuweisen, einem damals neuen, noch zu untersuchenden Metall.

Für ihre Suche nutzten sie die Spektralanalyse von Kirchhoff und Bunsen. Die Essenz des Verfahrens besteht darin, dass die Atome der Elemente beim Erhitzen auf hohe Temperaturen beginnen, Licht zu emittieren, das einem bestimmten Frequenzbereich entspricht. Anhand des Spektrums dieses Leuchtens können Sie herausfinden, welche Art von Element sich vor Ihnen befindet.

Thallium sollte eine hellgrüne Farbe haben, aber Wissenschaftler haben stattdessen ein blaues Leuchten gefunden. Kein bekanntes Element hatte ein solches Spektrum, und Chemiker erkannten dassie hatten Glück. Aufgrund der Besonderheiten des Farbtons benannten sie ihren Fund nach der Farbe Indigo. Und so wurde ein neues Metall, Indium, entdeckt. Und jetzt noch ausführlicher zu den Features.

Was ist das für ein Metall?

Indium ist ein leicht silbriges und stark glänzendes Metall, das an Zink erinnert. Im Periodensystem gehört es zur dritten Gruppe, hat die Nummer 49 und wird mit dem Symbol In bezeichnet.

Es kommt in der Natur in zwei Isotopen vor: In¹¹³ und In¹¹⁵. Letzteres ist häufiger, aber radioaktiv. Welche Periode hat das Metall Indium 115? Es zerfällt in 6·10^{14 Jahren und verwandelt sich in Zinn. Es gibt auch etwa 20 künstliche Isotope, die viel schneller zerfallen. Die langlebigste unter ihnen hat eine Halbwertszeit von 49 Tagen.}

Indium schmilzt bei +156,5 °C und siedet bei +2072 °C. Es eignet sich leicht zum Schmieden und für andere mechanische Effekte und könnte gut in Schmuck verwendet werden. Aufgrund seiner hohen Weichheit verformt es sich jedoch schnell. Metall lässt sich leicht biegen, mit einem Messer schneiden und sogar mit einem Fingernagel zerkratzen.

Chemische Eigenschaften

In seinen chemischen Eigenschaften ähnelt es Gallium oder Aluminium. Es kann mit keinem Metall durchgehende feste Bindungen eingehen. Es reagiert überhaupt nicht mit Alkalilösungen. Bei bestimmten Temperaturen reagiert es mit Jod, Selen, Schwefel und seinem Dioxid, reagiert mit Chlor und Brom. Metalle, die es im Periodensystem umgeben, lösen sich leicht in Indium auf, nämlich:Thallium, Zinn, Gallium, Blei, Wismut, Quecksilber, Cadmium.

Einige interessante Fakten über das Metall Indiens:

• Auch bei längerem Aufenth alt in der Luft verblasst es nicht. Das passiert auch nicht, wenn das Metall geschmolzen ist.
• Wenn du anfängst, Indium zu biegen, macht es ein charakteristisches Geräusch, ähnlich einem Knarren oder Knirschen. Es erscheint aus der Deformation des Kristallgitters der Materie.
• Indium brennt bei +800 °C, die Flamme ist blauviolett, oder Indigo.
• Das ist das weichste Metall, das du in deinen Händen h alten kannst. Nur Lithium übertrifft es, aber es ist zu aktiv und oxidiert sofort an der Luft und bildet ein giftiges Alkali.
• Die Legierung von Indium mit Gallium ist sehr schmelzbar und wird bereits bei +16 °C flüssig.

In der Natur enth alten

Metall Indium bildet keine eigenständigen Ablagerungen. Es ist sehr verstreut und äußerst selten in Form von Nuggets. Zu den Mineralien von Indium gehören Sakuranit, Roquesit, Patrukit und Jalindit. Ihre Seltenheit hindert sie jedoch daran, in der Industrie eingesetzt zu werden.

Eine kleine Menge Indium findet sich im Meer- und Regenwasser, im Öl und auch in der Kohleasche. Aufgrund der Ähnlichkeit der Ionenradien kann sich Indium in die Kristallgitter von Eisen, Magnesium, Zink, Blei, Magnesium, Zinn usw. integrieren. Aus diesem Grund wird manchmal eine kleine Menge davon zusammen mit ihnen gefunden.

In der Regel überschreitet der Geh alt an Indium in Mineralien 0,05-1% nicht. Das meiste Metall findet sich in Sphalerit und Marmarit. Normalerweise ist esdie Konzentration ist umso höher, je mehr Zink, Eisen und andere bereits genannte Metalle vorhanden sind.

Metallpreis

Indium wurde nur wenige Jahre nach der Entdeckung in seiner reinen Form isoliert. Aufgrund der Komplexität dieses Prozesses wurde ein Gramm Indium damals auf etwa 700 Dollar geschätzt. Und obwohl sich die Methoden zu seiner Gewinnung im Laufe der anderthalb Jahrhunderte erheblich verbessert haben, gilt es immer noch als selten und teuer.

Heute liegt der durchschnittliche Preis bei 600-800 Dollar pro Kilogramm und fällt überraschenderweise nicht stark, wenn die Produktion steigt. Die Reinheit des Metalls wird normalerweise in seiner Kennzeichnung angegeben: IN-2, IN-1, IN-0, IN-00, IN-000, IN-00000. Je mehr Nullen, desto besser und teurer ist es. Zum Beispiel kann Indium der Klasse IN-000 mit etwa 2.000 $ pro Kilogramm bewertet werden.

Die hohen Kosten von Indiummetall erklären sich aus seinem geringen Geh alt in der Natur und der hohen Nachfrage. 600-800 Tonnen werden pro Jahr abgebaut, was absolut nicht den gesamten Bedarf dafür abdeckt. Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften erweist es sich als viel besser und h altbarer als andere, billigere Metalle. Um ein so wertvolles Material nicht zu verlieren, wird es in vielen Ländern wiederverwendet.

Wo zutreffend

Metall Indium erhöht die Benetzbarkeit und Korrosionsbeständigkeit der Legierung. Sie sind mit Blei-Silber-Lagern beschichtet, die in der Luftfahrt- und Automobiltechnik eingesetzt werden. Es ist auch in der Lage, den Schmelzpunkt anderer Metalle zu senken. So schmilzt seine Mischung mit Zinn, Blei, Cadmium und Wismutbei 46,5 °C, wodurch es für Feuermelder geeignet ist.

Indiumzinnoxid wird für Halbleiter und verschiedene Lote verwendet. Darüber hinaus wird es für die Herstellung von Computermonitoren, Fernsehbildschirmen und Tablets verwendet. Mit Silber legiert oder allein wird es für astronomische Spiegel und Autoscheinwerferspiegel verwendet.

Es eignet sich hervorragend zur Herstellung von Fotozellen, Leuchtstoffen, thermoelektrischen Materialien und Dichtungen in der Weltraumtechnik. Indium absorbiert Neutronen gut und kann in Kernreaktoren verwendet werden.

Über die biologische Rolle dieses Elements in unserem Körper ist nichts bekannt, aber es wurde auch in der Medizin verwendet. Es wird als radioaktives Medikament in der Diagnose von Leber, Gehirn und Lunge eingesetzt, um Tumore und andere Krankheiten zu erkennen.

Erlangungsmethoden

Die Hauptmenge an Indiummetall wird aus Zink- und Zinnvorkommen abgebaut. Es wird aus Abfällen aus der Verarbeitung von Polymetall-, Zinn- und Blei-Zink-Erzen gewonnen. Die Abtrennung und Reinigung von Indium erfolgt in mehreren Stufen.

Zunächst wird es ausgefällt, indem der Säuregeh alt der Lösung angepasst wird. Das dabei entstehende „schwarze Metall“muss anschließend gereinigt werden. Dies geschieht durch Zonenschmelzraffination oder auf andere Weise.

Heute ist Kanada einer der Hauptproduzenten Indiens. Darüber hinaus werden große Mengen Metall in den USA, China, Japan und Südkorea abgebaut. Allerdings Aktiendieses Elements sind sehr begrenzt, es wird erwartet, dass sie innerhalb weniger Jahrzehnte aufgebraucht sein werden.