Осмий

Очень дорогой и редкий элемент осмий обладает оловянно-белым цветом и голубовато-серым оттенком. За осмием закрепилось звание самого тяжелого металла с высокой плотностью. Осмий твердый, но, в то же время, хрупкий, благодаря чему из него легко можно сделать порошок. Точная температура кипения осмия ученым не известна – полагают, что кипеть он будет при 5500°C, тогда как в 3000°C – осмий плавится.

При проведении химических реакций осмий неприятно пахнет. Собственно, за это его и назвали осмием (древнегреческое - ὀσμή). В переводе это означает «запах». Такое название элементу дал С. Теннант - англичанин, открывший осмий в 1804 году. Ученый проводил опыты с платиной, как обнаружил в осадке, который оставался после растворения, элемент осмий. Осмий относится к действительно удивительным и редким элементам, а его свойства, порой, кажутся просто парадоксальными. Благородным металлом осмий называют химики - он принадлежит к группе платиновых металлов. И в таблице Менделеева платина и иридий расположились рядом с осмием.

Для более ясного представления о свойствах осмия, следует разобраться с его высокой плотностью. Если, допустим, наполнить полулитровую бутылку порошком этого металла, то даже ведро, полностью наполненное водой, покажется более легким. На первый взгляд, такая высокая плотность должна найти в современном мире широкое применение. На практике же осмий в технике практически не применяется – не так востребована его высокая плотность, как тугоплавкость, прочность и прочие свойства всевозможных химических элементов.

Свойства осмия могут вызывать удивление, тогда как деловой интерес – нечто иное. При этом, на рынке цена осмия превышает цену платины. Что уж говорить о золоте: очаровывающий и манящий людей блестящий металл оценивается дешевле, по меньшей мере, в 7,5 раз, нежели загадочный осмий.

К свойствам осмия также относится высокая степень твердости – это представляет интерес у химиков. Потому во многие сверхтвердые сплавы входит осмий – тогда их износостойкость сложно сравнить с чем-либо. Из таких сплавов можно выполнять даже мелкие элементы и детали. Допустим, сплавы с осмием применяют при производстве кончиков перьев для дорогих авторучек, из них делают для измерительных приборов высокоточные детали. Поскольку в земной коре осмия крайне мало, он сильно рассеян, то найти и добыть элемент – весьма проблематично. Собственно, высокая стоимость осмия объясняется именно этим. Как и его редкое применение в промышленности – целесообразно его использовать в тех случаях, когда материальные затраты будут перекрыты эффектом от его применения. В частности, осмий иногда применяется в химической промышленности как катализатор – есть случаи, когда этот элемент оказывается эффективнее платины.

Различных металлов сегодня в мире производят очень много: какие-то исчисляются миллионами тонн, какие-то – тысячами, тогда как осмия производят всего лишь несколько килограммов в год, что показывает ощутимую разницу.

Авторучки, имеющие осмиевые наконечники перьев, годами могут писать. Тогда как другие металлические или даже полностью золотые перья гораздо быстрее выходят из строя. Без преувеличения можно сказать, что практически нет износа осмиевым перьям.

Относительно высокоточных приборов, то осмий здесь применяют для изготовления стрелок для компасов – осмий не обладает магнитными свойствами. Используется этот металл и в часовых механизмах – оси, опоры и прочее производят из осмия. Хирургические материалы и резцы, позволяющие обрабатывать некоторые материалы, также производят с добавлением осмия – фактически, его стойкость к коррозии и твердость чуть ли не безграничны.

Уже достаточно давно применять в промышленности пытались тугоплавкость осмия – это делали еще тогда, когда далеко не везде электричеством был вытеснен газовый свет. В 1900 году Карл Ауэр фон Вельсбах, известный австрийский химик, вместо угольной нити, которая тогда использовалась в лампах накаливания, предложил применять нити из осмия. Раньше лампы горели тусклым светом, поскольку угольные нити для них производили из растительных волокон. Да и работали они сравнительно недолго. Стоило заменить угольные нити на осмиевые, как яркость ламп увеличилась в несколько раз, тогда как количество потребляемой энергии, напротив, значительно уменьшилось. Правда, позже редкий и дорогой осмий для ламп заменили вольфрамом – его-то используют и сегодня. Впрочем, встречаются и осмиевые лампы.

Как-то применяли осмий и для производства аммиака. Затем в процессе изготовления вместо осмия стали использовать железо – свою роль сыграла дороговизна. Впрочем, химическая промышленность применяет большее количество осмия, чем иные отрасли – примерно половина от всего количества осмия, добываемого в мире, расходуют химики.

Воздействие осмия на организм

Выполняет ли осмий какую-то биологическую роль, входит ли в состав тканей, клеток, влияет ли на живые организмы?

Современные ученые по этому поводу единодушны – они утверждают, что осмий не выполняет биологическую роль. При этом нанести вред человеку и животным – ему под силу. Осмий, среди абиогенных элементов, то есть тех, которые не участвуют в метаболизме любых живых организмов, классифицируется, как достаточно агрессивный – он стоит в одном ряду с ртутью, висмутом и бериллием. У химиков в быту выражение, что это элементы поздней вулканической деятельности. А таковые, даже в малых дозах, считают очень токсичными и агрессивными. Летучий тетраоксид (OsO4, высший оксид) осмия считается особенно токсичным. Он образуется из платинового сырья в процессе выделения элемента. Впрочем, и для него есть применение – в качестве катализатора во время производства некоторых синтетических лекарств. Применяют его и в лабораторных исследованиях – им удобно под микроскопом окрашивать ткани.

Этот окись осмия применяют также в качестве черного красителя для росписи фарфора. Для травления различных материалов соли осмия используют в минералогии. Используется элемент также для производства хирургических имплантатов – в частности, кардиостимуляторов, легочных клапанов. Соотношение платины и осмия 9 к 1 применяется в медицине.

Есть и другие сплавы и соединения осмия, но они пока что не используются в промышленности. Впрочем, ученые продолжают вести разработки, искать новые возможности получения осмия, что, возможно, снизит его стоимость.

На горно-металлургическом комбинате в Норильске специалисты старались добыть из медно-никелевых руд осмий. Трудоемкая и сложная задача стояла перед учеными. Но они смогли получить осмиевый концентрат, затем уже выделить из него чистый осмий. Одним словом, решение той задачи можно считать успешным.

Что известно о воздействии осмия на животных и организм человека? Влияние это очень токсичное и вредное. При вдыхании осмия у животных резко развивается малокровие, перестают работать легкие. Специалисты считают, что молниеносно возникает отек легких. Происходит это из-за изменений в альвеолярной мембране, которая выполняет функцию барьера. Эта мембрана фактически становится почти непроницаемой, тогда как она должна обеспечивать в кровь поступление кислорода.

У человека даже незначительные количества в воздухе осмия вызывают поражение глаз – слезотечение, конъюнктивит, боль. Сопровождается это появлением металлического привкуса во рту, спазмов в бронхах; затрудненным дыханием. Такое состояние может длиться несколько часов даже после устранения источника отравления. Длительное воздействие осмия на человека может привести к слепоте, заболеваниям нервной системы и легких, к нарушениям работы почек, сбоев в пищеварении. Не исключен также смертельный исход.

Страдает от осмия и кожа – на ней может появиться чернота или зеленый оттенок тканей, язвы, пузыри, может кожа и омертветь. Раны на коже после поражения заживать могут очень длительное время.

При каких обстоятельствах можно отравиться осмием? В первую очередь, это, безусловно, воздух во всевозможных производственных помещениях, даже если есть хоть небольшое превышение концентрации осмия в воздухе. Ученые считают, что тетраоксид осмия вообще не должен присутствовать в воздухе в рабочих помещениях. Тогда как на современных производствах этот элемент есть.

Респираторы и спецодежда – обычная защита в химическом производстве, также способны защитить человека. Не стоит забывать и о технике безопасности: необходимо, чтобы аппаратура была герметизирована, любые емкости, в которых содержится оксид осмия, должны быть хорошо закупоренными, все должно храниться по правилам.

Если соединения осмия попадают в глаза, тогда их следует чистой водой промывать не меньше 15 минут. Не стоит затягивать и с обращением к врачу. Если человек вдохнул осмий, тогда нейтрализовать его можно бикарбонатом натрия, применяемом в виде аэрозоля. Если был нечаянный прием внутрь, тогда следует немедленно же выпить молоко, после чего нужно промыть желудок.

Если произошли тяжелые отравления осмием, тогда нужно применять препарат Димеркапрол: он применяется также, как антидот, если произошли отравления солями тяжелых металлов.

Статья защищена законом об авторских правах. При использовании или копировании материала активная ссылка на сайт http://vkusnoblog.net обязательна!

Добавить комментарий

Поделиться с друзьями

Войти с помощью