İndiyum metali: tanım, özellikler ve uygulamalar

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

İndiyum elementi, uzay araştırmaları, mühendislik, elektronik, nükleer endüstri ve diğer endüstrilerde kullanılabilmesi sayesinde birçok faydalı özelliğe sahiptir. Ancak onu doğada bulmak ve diğer maddelerden ayırmak son derece zordur. Bu nedenle, nadir bir element olarak listelenir. İndiyumun özellikleri nelerdir? Metal mi yoksa metal olmayan mı? Gelin tüm özelliklerini öğrenelim.

Öğe keşif geçmişi

İndiyum ilk olarak sadece 154 yıl önce keşfedildi. Bu kısmen tesadüfen oldu, çünkü onu keşfedenler tamamen farklı bir unsur arıyorlardı. 1863'te kimyagerler Theodor Richter ve Ferdinand Reich, o zamanlar henüz üzerinde çalışılmamış yeni bir metal olan sfalerit (çinko blend) mineralindeki talyumu tespit etmeye çalıştılar.

Aramaları için Kirchhoff ve Bunsen'in spektral analizini kullandılar. Yöntemin özü, yüksek sıcaklıklara ısıtıldığında, elementlerin atomlarının belirli bir frekans aralığına karşılık gelen ışık yaymaya başlamasıdır. Bu parıltının tayfı ile önünüzde ne tür bir element olduğunu öğrenebilirsiniz.

Talyum parlak yeşil bir renge sahip olmalıdır, ancak bilim adamları bunun yerine mavi bir parıltı buldular. Bilinen hiçbir elementin böyle bir spektrumu yoktu ve kimyagerler şunu fark ettiler:Şanslıydılar. Gölgenin özellikleri nedeniyle, bulduklarına çivit renginden sonra isim verdiler. Böylece yeni bir metal olan indiyum keşfedildi. Ve şimdi özellikler hakkında daha ayrıntılı bilgi.

Bu metal nedir?

İndiyum çinkoyu anımsatan hafif gümüşi ve çok parlak bir metaldir. Periyodik sistemde üçüncü gruba aittir, 49 numaradadır ve In sembolü ile gösterilir.

Doğada iki izotop olarak bulunur: In¹¹³ ve In¹¹⁵. İkincisi daha yaygındır, ancak radyoaktiftir. Metal indiyum 115'in periyodu nedir? 6·10^{14 yılda bozunarak kalay haline gelir. Ayrıca çok daha hızlı bozunan yaklaşık 20 yapay izotop vardır. Aralarında en uzun ömürlü olanın yarılanma ömrü 49 gündür.}

İndiyum +156,5 °C'de erir ve +2072 °C'de kaynar. Dövme ve diğer mekanik etkilere kolayca uyum sağlar ve mücevherlerde de kullanılabilir. Ancak yüksek yumuşaklığı nedeniyle çabuk deforme olur. Metal kolayca bükülebilir, bıçakla kesilebilir ve hatta tırnakla çizilebilir.

Kimyasal özellikler

Kimyasal özellikleri açısından galyum veya alüminyuma benzer. Herhangi bir metal ile sürekli katı bağlar oluşturamaz. Alkali çözeltilerle hiç reaksiyona girmez. Belirli sıcaklıklarda iyot, selenyum, kükürt ve dioksiti ile reaksiyona girer, klor ve brom ile reaksiyona girer. Periyodik Tabloda onu çevreleyen metaller indiyumda kolayca çözülür, yani:talyum, kalay, galyum, kurşun, bizmut, cıva, kadmiyum.

Hindistan metali hakkında bazı ilginç gerçekler:

• Havada uzun süre kalsa bile solmaz. Metal eritildiğinde de bu olmuyor.
• İndiyumu bükmeye başlarsanız, gıcırtı veya çatırtıya benzer karakteristik bir ses çıkarır. Maddenin kristal kafesinin deformasyonundan ortaya çıkar.
• İndiyum +800 °C'de yanar, alevi mavi-mor veya indigodur.
• Bu, elinizde tutabileceğiniz en yumuşak metaldir. Yalnızca lityum onu aşar, ancak çok aktiftir ve havada hemen oksitlenerek zehirli bir alkali oluşturur.
• Galyum ile indiyum alaşımı çok eriyebilir ve +16 °C'de zaten sıvı hale gelir.

Doğada bulunur

Metal indiyum bağımsız mevduat oluşturmaz. Külçe şeklinde çok dağınık ve son derece nadirdir. İndiyumun kendi mineralleri arasında sakuranit, roquesit, patrukite ve jalindite bulunur. Ancak nadir olmaları, endüstride kullanılmalarını engeller.

Deniz ve yağmur suyunda, petrolde ve ayrıca kömürün küllerinde az miktarda indiyum bulunur. İyonik yarıçapların benzerliği nedeniyle indiyum, demir, magnezyum, çinko, kurşun, magnezyum, kalay vb. kristal kafeslerine entegre olabilir. Bu nedenle, bazen onlarla birlikte az miktarda bulunur.

Kural olarak, minerallerdeki indiyum içeriği %0.05-1'i geçmez. Metalin çoğu sfalerit ve marmaritte bulunur. Genelliklekonsantrasyon daha yüksek, daha önce bahsedilen daha fazla çinko, demir ve diğer metaller.

Metal fiyatı

İndiyum, keşiften sadece birkaç yıl sonra saf haliyle izole edildi. Bu işlemin karmaşıklığı nedeniyle, bir gram indiyum daha sonra yaklaşık 700 dolar değerindeydi. Ve onu elde etme yöntemleri bir buçuk yüzyılda önemli ölçüde geliştirilmiş olsa da, hala nadir ve pahalı olarak kabul ediliyor.

Bugün ortalama fiyatı kilogram başına 600-800 dolar ve şaşırtıcı bir şekilde üretimindeki artışla çok fazla düşmüyor. Metalin saflığı genellikle işaretinde belirtilir: IN-2, IN-1, IN-0, IN-00, IN-000, IN-00000. Sıfırlar ne kadar fazlaysa, o kadar iyi ve pahalıdır. Örneğin, IN-000 sınıfı indiyum kilogram başına yaklaşık 2.000 ABD Doları değerinde olabilir.

İndiyum metalinin yüksek maliyeti, doğası gereği düşük içeriği ve yüksek talebi ile açıklanmaktadır. Yılda 600-800 ton mayınlı, bunun için tüm ihtiyaçları kesinlikle karşılamıyor. Eşsiz özellikleri nedeniyle, diğer ucuz metallerden çok daha iyi ve daha dayanıklı olduğu ortaya çıkıyor. Bu kadar değerli bir malzemeyi kaybetmemek için birçok ülkede yeniden kullanılıyor.

Nerede geçerlidir

Metal indiyum, alaşımın ıslanabilirliğini ve korozyon direncini artırır. Havacılık ve otomotiv teknolojisinde kullanılan kurşun-gümüş rulmanlarla kaplanmıştır. Ayrıca diğer metallerin erime noktasını düşürme yeteneğine de sahiptir. Böylece kalay, kurşun, kadmiyum ve bizmut ile karışımı erir.46,5°C'de yangın alarmları için uygun hale getirir.

İndiyum kalay oksit, yarı iletkenler ve çeşitli lehimler için kullanılır. Ayrıca bilgisayar monitörleri, TV ekranları ve tabletlerin imalatında da kullanılmaktadır. Gümüş ile alaşımlı veya tek başına astronomik aynalarda ve araba far aynalarında kullanılır.

Uzay teknolojisinde fotoseller, fosforlar, termoelektrik malzemeler, contalar oluşturmak için mükemmeldir. İndiyum nötronları iyi emer ve nükleer reaktörlerde kullanılabilir.

Bu elementin vücudumuzdaki biyolojik rolü hakkında hiçbir şey bilinmemekle birlikte tıpta da kullanılmıştır. Karaciğer, beyin ve akciğerlerin tanısında tümörleri ve diğer hastalıkları tespit etmek için radyoaktif ilaç olarak kullanılır.

Alma yöntemleri

İndiyum metalinin ana miktarı çinko ve kalay yataklarından çıkarılır. Polimetalik, kalay, kurşun-çinko cevherlerinin işlenmesinden kaynaklanan atıklardan elde edilir. İndiyumun ayrılması ve saflaştırılması birkaç aşamada gerçekleştirilir.

Öncelikle çözeltinin asitlik seviyesi ayarlanarak çöktürülür. Ortaya çıkan "siyah metal" daha sonra temizlenmelidir. Bu, bölge eritme rafinerisi veya başka yollarla yapılır.

Bugün Kanada, Hindistan'ın ana üreticilerinden biridir. Buna ek olarak, ABD, Çin, Japonya ve Güney Kore tarafından büyük miktarlarda metal çıkarılmaktadır. Ancak, hisse senetleribu element çok sınırlıdır, birkaç on yıl içinde tükenmeleri beklenmektedir.