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锇化学

锇化学

锇化学是一个非常小的专业领域。基于锇的特殊性能,它被用于生产一些合金。

 

检测

元素锇可通过其化合物四氧化锇来检测。尽管检测反应是很有效的,但由于有毒性不推荐使用。

将含锇的测试溶液滴在预先用联苯胺或六氰合铁酸钾溶液润湿的滤纸上。如果使用联苯胺溶液,滤纸则变成紫色;如果使用六氰基铁酸钾溶液,则出现鲜绿色。

然而,现在越来越多的工具性加工工艺正在被使用,例如原子光谱法、中子活化分析法和伏安法。采用这些方法,可以做出更精确的鉴定。

制备

锇的制备非常复杂,通常在制备其它金属如铂或金时同时进行。

提取锇的离析物通常来自金或镍生产的阳极泥。将阳极泥溶解在王水中,铂和金进入溶液,其他铂族金属和银留下。

银形成不溶的氯化银,可用硝酸和碳酸铅分离,之后用碳酸氢钠融化并渗析出来。

铑作为硫酸铑被溶解并移除,残余物与过氧化钠一起被熔化,钌和锇进入溶液。铱留在不溶性残留物中。

溶液与氯混合,这将产生挥发性物质四氧化锇和四氧化钌。

加入酒精烧碱后,只有四氧化锇进入溶液,因此可从四氧化钌中分离出来。

为了得到元素锇,用氯化铵作为络合物将它析出。

最后,用氢把它还原成金属锇。

OsO2(NH3)4Cl+ 3 H2 → Os + 4 NH4+ + 2 Cl- + 2 OH-

特性

锇在元素周期表中的第六过渡族,它位于这个族的第六周期。

锇的原子序数为76,原子量为190.23 u。它的电子结构是[Xe] 4f14 5d6s2

只要温度不超过400摄氏度,锇在其晶体形态中是无毒的。

锇是一种蓝白色有光泽的硬金属,很难加工。

它是铂族金属中最硬的一种,密度为22.61克 / 立方厘米,是化学元素周期表中密度最高的元素。

锇的晶体结构是六边形最密的球体排列。

锇的反应性不是特别高。

它只与氯、氟和氧直接反应。

如果锇是紧凑的,它遇到水和空气能抵抗非氧化性酸。

精细分布的锇缓慢氧化成四氧化锇。

Os + 2O→ OsO 

锇的熔点是3033摄氏度,在铼和钨之后的所有其它金属中最高。

它的沸点是5000摄氏度。

在较低的温度下,锇是超导体。

另外,锇在所有元素中具有最大的压缩模量。

它的压缩模量是462吉帕,甚至超过钻石。

化合物

锇的一种化合物是四氧化锇,它是由氧化剂如硝酸在元素锇上反应而形成的。四氧化锇是具有强氧化作用的挥发性固体。

晶体锇不是化合物,而是纯元素的结晶类型。基于它们的化学性质,在400摄氏度以下是无毒的。

与大多数氧化剂不同,四氧化锇的氧化可以在立体化学的控制下进行。虽然它是一种昂贵且有毒的化合物,但四氧化锇有一些应用领域。

例如,它被用于指纹取证,它也用于增强电子显微镜中细胞膜的对比度。

锇还有一些其他类型的化合物,是锇的络合物。比如,锇酸盐来源于四氧化锇,它是阴离子的氧络合物。

络合物也可与其他配体如氨、氰化物、一氧化碳和一氧化氮一起形成。如果配体是有机的,则可形成二茂锇。

同位素

锇由七种稳定同位素的混合物组成:锇-192占41%,锇-190占26.4%,锇-189占16.1%,锇-188占13.3%,锇-187占1.6%,锇-186占1.58%,锇-184占0.02%。

唯一的天然放射性同位素是锇-186,半衰期约为2万亿年。

此外,还有27种短命的同位素,其中锇-194半衰期最长,是6年。

同位素锇-187和锇-186的比率在铼锇精密计时器中被用来确定铁陨石的年龄。

 
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