Iridium: Elementeigenschaften und Verwendungen

Beschreibung

Iridium ist ein dichtes, korrosionsbeständiges Metall, das für sein silbrig-weißes Aussehen und seine extreme Stabilität bekannt ist. Iridium gilt als eines der seltensten und wertvollsten Metalle der Erde und wird in der Luft- und Raumfahrt, für Zündkerzen, elektrische Kontakte und verschiedene andere hochfeste Legierungen verwendet.

Iridium - das Element:

Iridium gehört zur Gruppe der PGM-Metalle und ist eines der seltensten Elemente in der Erdkruste. Der britische Chemiker Smithson Tennant entdeckte dieses Element Anfang des 19. Jahrhunderts, und seit der Entdeckung von Iridium aus Platinerzen ist es sowohl für Wissenschaftler als auch für Industrielle von großem Interesse. Es hat die Ordnungszahl 77 und ein Atomgewicht von 192,217, was es zu einem wertvollen, aber knappen Gut macht. Der hohe Schmelz- und Siedepunkt von Iridium von 2446°C bzw. 4130°C macht dieses Element besonders geeignet für Hochtemperatur- und Hochspannungsbedingungen, weshalb es in vielen technologischen Entwicklungen eine wichtige Rolle spielt.

Chemische Eigenschaften:

Iridium verfügt über eine Reihe chemischer Eigenschaften, die für die meisten Metalle eher ungewöhnlich sind. Vor allem ist es äußerst korrosions-, oxidations- und verschleißbeständig. Selbst in den reaktionsfreudigsten Umgebungen behält Iridium aufgrund seiner Inertheit seine strukturelle Integrität. Diese Widerstandsfähigkeit ergibt sich direkt aus der Tatsache, dass Iridium in einer Reihe von Verbindungen zwei stabile Oxidationsstufen, +3 und +4, annehmen kann. Aufgrund dieser Stabilität findet Iridium eine breite Anwendung in katalytischen Prozessen, insbesondere in solchen, bei denen das Metall unter sauren oder heißen Bedingungen arbeiten muss.

Die chemische Inertheit von Iridium ist ein weiterer Aspekt, der dieses Metall für Anwendungen interessant macht, bei denen es mit aggressiven Chemikalien, wie z. B. Schwefel- oder Salpetersäure, in Berührung kommt. Dies wiederum ist eine Voraussetzung für die Herstellung von korrosionsbeständigen Teilen, die in der chemischen und pharmazeutischen Industrie verwendet werden. Seine hervorragende Beständigkeit gegen Hochtemperaturoxidation erweitert seine Rolle in energiebezogenen Anwendungen.

Physikalische Eigenschaften:

Die physikalischen Eigenschaften machen Iridium zu einem der robustesten Elemente im Periodensystem. Seine Dichte ist mit etwa 22,56 g/cm³ fast doppelt so hoch wie die von Blei, und diese hohe Dichte trägt zu seiner bemerkenswerten Robustheit bei. Iridium hat einen hohen Schmelzpunkt von 2446 °C. Aufgrund seiner Fähigkeit, seine Festigkeit auch bei extremen Temperaturen aufrechtzuerhalten, wird es in der Industrie in mehreren Bereichen eingesetzt, in denen Materialien unter hoher thermischer Belastung ihre Leistung aufrechterhalten müssen.

Zusätzlich zu seinem bemerkenswert hohen Schmelzpunkt ist Iridium extrem hart und verschleißfest. Dies macht es sehr nützlich für Anwendungen, bei denen mechanische Teile häufigem Abrieb ausgesetzt sind. Ob in Zündkerzen für Hochleistungsmotoren oder in der Luft- und Raumfahrt, die Langlebigkeit von Iridium bedeutet, dass es auch unter schwierigen Bedingungen zuverlässig funktioniert.

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Häufige Verwendungszwecke:

Iridium hat hervorragende physikalische und chemische Eigenschaften, die es für eine Vielzahl von Hochleistungsanwendungen unentbehrlich machen.

1. zündkerzen: Iridium wird zur Herstellung von Zündkerzen für Flugzeugtriebwerke, Hochgeschwindigkeits-Automotoren und verwandte Hochleistungsanwendungen verwendet, da es aufgrund seiner ausgezeichneten elektrischen Leitfähigkeit und seiner guten Beständigkeit gegen thermische Zersetzung auch unter extremen Bedingungen in Motoren eingesetzt werden kann.

2. Luft- und Raumfahrt: Iridium ist in der Lage, bei extrem hohen Temperaturen zu arbeiten und wird daher in Düsen, Elektroden und anderen wichtigen Komponenten in der Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet. Dazu gehören Teile in Raumfahrzeugen, die im Weltraum arbeiten müssen, und Triebwerke in Flugzeugen, die bei extrem hohen Temperaturen laufen.

3. Hochfeste Legierungen: Iridium wird mit anderen Metallen kombiniert, um hochfeste Legierungen herzustellen, die in Anwendungen eingesetzt werden, bei denen mechanische Teile hohen Belastungen ausgesetzt sind, wie z. B. Turbinenschaufeln, medizinische Geräte und andere kritische Komponenten. Seine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit erhöht die Langlebigkeit und Zuverlässigkeit dieser Legierungen.

4. Wissenschaftliche Instrumente: Iridium wird bei der Herstellung von wissenschaftlichen Instrumenten und Geräten verwendet, die gegen hohe Temperaturen und korrosive Umgebungen beständig sein müssen. Dazu gehören zum Beispiel Thermoelemente, Vakuumröhren und andere Hightech-Instrumente, die mit der Forschung in den Bereichen Physik, Chemie und Materialwissenschaft verbunden sind.

5. Elektrische Kontakte und Beschichtungen: Die Festigkeit und elektrische Leitfähigkeit von Iridium machen es zu einem idealen Material für elektrische Kontakte und Beschichtungen. Diese werden in vielen elektronischen Geräten verwendet, die von Kernreaktoren bis hin zu leistungsstarken Stromkreisen reichen.

6. Katalysatoren: Iridium wird als Katalysator in verschiedenen chemischen Prozessen eingesetzt, insbesondere bei Hydrierungsreaktionen. Seine Inertheit und Stabilität unter Hochdruck- und Hochtemperaturbedingungen machen es zu einem effizienten Katalysator bei der Herstellung von Feinchemikalien, Arzneimitteln und petrochemischen Produkten.

Weiterführende Lektüre: 5 Häufige Verwendungen von Iridium

Zubereitungsmethoden:

Iridium wird in erster Linie als Nebenprodukt des Platinabbaus gewonnen, weshalb das Angebot begrenzt ist. Bei diesem Prozess werden Platin, Palladium und Rhodium abgebaut. Iridium wird durch verschiedene komplizierte chemische Verfahren abgetrennt, darunter Lösungsmittelextraktion, chemische Ausfällung und Hochtemperaturraffinationstechniken. Aufgrund seiner Seltenheit und der Komplexität seiner Gewinnung ist die Herstellung von Iridium im Allgemeinen teurer als die vieler anderer Metalle.

Die Extraktion erfordert eine spezielle Ausrüstung und hohe Druck- und Temperaturbedingungen, um die erforderliche Reinheit zu erreichen. Nach der Veredelung wird Iridium für die Herstellung einer Reihe hochwertiger Industrieprodukte verwendet, darunter bestimmte Legierungen und Komponenten für die Elektronik, die Luft- und Raumfahrt und andere Spitzentechnologien.

Häufig gestellte Fragen:

1. Was macht Iridium so wertvoll für industrielle Anwendungen?

Aufgrund seiner hohen Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit sowie seines sehr hohen Schmelzpunkts und seiner hohen Dichte ist Iridium ein ideales Material für Industriezweige, in denen extreme Bedingungen herrschen, wie z. B. in der Luft- und Raumfahrt, in der Automobilindustrie und in elektronischen Anwendungen.

2. Wie wird Iridium gewonnen?

Iridium wird als Nebenprodukt bei der Gewinnung von Platin gewonnen. Durch die Veredelung von Erzen der Platingruppe bei sehr hohen Temperaturen und mit Hilfe spezieller chemischer Verfahren wird das Iridium abgetrennt.

3. Welche Anwendungen gibt es für Iridium?

Iridium wird in Zündkerzen, hochfesten Legierungen, wissenschaftlichen Instrumenten, elektrischen Kontakten, Beschichtungen und als Katalysator in verschiedenen chemischen Prozessen verwendet.

4. Warum gilt Iridium als eines der seltensten Elemente?

Iridium gilt als seltenes Element, weil es in der Erdkruste nur in geringer Konzentration vorkommt, seine Gewinnung sehr schwierig ist und seine Raffination ressourcenintensive Prozesse erfordert.

5. Wie tragen die physikalischen Eigenschaften von Iridium zur industriellen Nutzung des Elements bei?

Die hohe Dichte, die Verschleißfestigkeit, der hohe Schmelzpunkt und die Festigkeit bei hohen Temperaturen machen Iridium unverzichtbar für Hochleistungsanwendungen, die Langlebigkeit, Präzision und Zuverlässigkeit erfordern.