Química do ósmio

Prova

O elemento ósmio é detectado por meio de seu composto tetróxido de ósmio. A reação de detecção é específica, mas não é recomendada devido à toxicidade.

A solução de teste contendo ósmio é lançada em um papel de filtro que foi previamente umedecido com uma solução de benzidina ou de hexacianoferrato de potássio. Se a solução de benzidina foi usada, o papel de filtro fica roxo. No caso da solução de ferricianeto de potássio, aparece uma cor verde clara.

Atualmente, no entanto, cada vez mais técnicas instrumentais de processo estão sendo usadas. Exemplos são a espectrometria atômica, a análise de ativação de nêutrons e a voltametria. Com a ajuda desses métodos, é possível fazer determinações mais precisas.

Produção

A produção de ósmio é muito complexa e geralmente ocorre durante a extração de outros metais, como platina ou ouro.

O reagente para a extração de ósmio é geralmente o lodo do ânodo da produção de ouro ou níquel. O lodo do ânodo é dissolvido em água régia, o que causa a dissolução da platina e do ouro. Os outros metais de platina e a prata permanecem.

A prata forma cloreto de prata insolúvel, que pode ser separado com a ajuda de ácido nítrico e carbonato de chumbo. Em seguida, ela é derretida com hidrogenocarbonato de sódio e lixiviada.

Dessa forma, o ródio é dissolvido como sulfato de ródio e removido. O resíduo é derretido junto com o peróxido de sódio, e o rutênio e o ósmio entram em solução. O irídio permanece no resíduo insolúvel.

O cloro é adicionado à solução. Isso produz as substâncias voláteis tetróxido de ósmio e tetróxido de rutênio.

Após a adição de solução alcoólica de hidróxido de sódio, apenas o tetróxido de ósmio entra em solução e pode ser separado do tetróxido de rutênio.

Para obter o ósmio elementar, ele é precipitado com cloreto de amônio como um complexo.

Por fim, ele é reduzido com hidrogênio a ósmio metálico.

_{OsO2(NH3)4Cl2} + 3 _H2 → Os + 4 ^NH4+ + 2 ^Cl- + 2 ^OH-

Propriedades

O ósmio está no sexto grupo de transição da tabela periódica. Dentro desse grupo, ele se encontra no sexto período.

O ósmio tem o número atômico 76 e uma massa atômica de 190,23 u. Sua configuração eletrônica é [Xe] ^{4f14 5d6 6s2}.

O ósmio não é tóxico em sua forma cristalina, desde que a temperatura de 400 °C não seja ultrapassada.

O ósmio é um metal azul-branco, brilhante e duro, difícil de trabalhar.

É o mais duro dos metais de platina e, com 22,61 g/cm³, tem a maior densidade do PSE.

A estrutura cristalina do ósmio é o empacotamento de esfera hexagonal mais denso.

O ósmio não é particularmente reativo.

Ele reage diretamente apenas com cloro, flúor e oxigênio.

Se o ósmio for compacto, ele é resistente a ácidos não oxidantes na água e no ar.

O ósmio finamente dividido se oxida lentamente em óxido de ósmio VIII.

Os + _2O2 → _OsO4

Depois do rênio e do tungstênio, o ósmio tem o ponto de fusão mais alto de todos os metais, 3.033°C.

Seu ponto de ebulição é de 5.000 graus Celsius.

Na faixa de temperaturas mais baixas, o ósmio é um supercondutor.

Além disso, o ósmio tem o maior módulo de compressão de todos os elementos.

Com um valor de 462 gigapascals, ele supera até mesmo o diamante.

Conexões

O tetróxido de ósmio é um composto de ósmio. Ele é formado pela reação de agentes oxidantes, como o ácido nítrico, com o ósmio elementar. O tetróxido de ósmio é um sólido altamente volátil que tem um forte efeito oxidante.

O ósmio cristalino não é um composto, mas apenas um tipo de cristalização do elemento puro, que não é tóxico até 400 °C devido às suas propriedades químicas.

Diferentemente da maioria dos agentes oxidantes, a oxidação com tetróxido de ósmio pode ocorrer sob controle estereoquímico. Embora seja um composto caro e tóxico, o tetróxido de ósmio tem algumas aplicações.

Por exemplo, ele é usado em impressões digitais forenses. Ele também é usado para melhorar o contraste das membranas celulares na microscopia eletrônica.

Alguns outros tipos de compostos são os compostos complexos de ósmio. Os chamados osmatos são derivados do tetróxido de ósmio. Eles são complexos aniônicos de oxigênio.

Os compostos complexos também existem com outros ligantes, como amônia, cianeto, monóxido de carbono e monóxido de nitrogênio. Se o ligante for orgânico, pode ser formado um osmoceno.

Isótopos

O ósmio consiste em uma mistura de sete isótopos estáveis: ósmio-192 com 41%, ósmio-190 com 26,4%, ósmio-189 com 16,1%, ósmio-188 com 13,3%, ósmio-187 com 1,6%, ósmio-186 com 1,58% e ósmio-184 com 0,02%.

O único isótopo radioativo natural é o ósmio-186, com uma meia-vida de cerca de dois quatrilhões de anos.

Além disso, há 27 isótopos de vida curta, dos quais o ósmio-194 tem a meia-vida mais longa, de seis anos.

A proporção dos isótopos ósmio-187 e -186 é usada em cronômetros de rênio-osmio. Eles são usados para determinar a idade dos meteoritos de ferro.