Мягкий металл Индий — факты

Индий — блестящий серебристый металл, настолько мягок и податлив, что его можно легко поцарапать ногтём и слепить пальцами любую форму.

В природе Индий встречается довольно редко и почти всегда — как микроэлемент в минералах, особенно в цинке и свинце, из которых его обычно получают в качестве побочного продукта. По оценкам Королевского химического общества, количество Индия в земной коре составляет 0,1 часть на миллион (ppm) — это немногим больше обильная, чем серебро или ртуть.

Индий имеет низкую температуру плавления металла: 313,9 градусов по Фаренгейту (или 156,6 градусов Цельсия). Выше этой температуры он горит фиолетовым (индиговым) пламенем. Имя «Индий» присвоен металлу из-за блестящего индигового света, который он показывает в спектроскопе.

Просто факты про Индий

  • Атомное число (число протонов в ядре): 49
  • Атомный символ (на периодической таблице элементов): In
  • Атомный вес (средняя масса атома): 114,8,8
  • Плотность: 7,31 грамма на кубический сантиметр
  • Фаза при комнатной температуре: сплошная
  • Точка плавления: 313,88 ° F (156,6 ° C)
  • Точка кипения: 3,761,6 F (2,072 C)
  • Число изотопов (атомов одного и того же элемента с другим числом нейтронов): 35, периоды полураспада которых известны; 1 стабильный; 2 встречается в природе
    Наиболее распространенный изотоп: In-115
  • Это 61-й по распространённости элемент в земной коре; индия примерно в 3 раза больше, чем серебра

Мягкий металл Индий - факты
Индий был открыт в 1863 году немецким химиком Фердинандом Райхом в Школе шахт Фрайберга в Германии. Райх изучал образец цинковой минеральной смеси, которая, по его мнению, могла содержать недавно обнаруженный элемент Таллий. После обжига руды для удаления серы, он наносил соляную кислоту на оставшиеся материалы и заметил желтоватое тело. Подозревая, что это сульфид нового элемента, он попросил другого немецкого химика Иеронима Рихтера изучить спектр образца. Рихтер отметил блестящую линию фиолетового цвета, которая не соответствовала спектральной линии любого известного доныне элемента.

Двое учёных выделили образец нового элемента и объявили о его открытии. Они назвали его Индием, на латыни indicum, что означает «фиолетовый».

Более чем через столетие после открытия Индия, элемент оставался безызвестным, поскольку никто не знал, где его можно применить. Первая крупномасштабная заявка на индий (для покрытия подшипников в авиационных двигателях) пришлась на период Второй мировой войны. Сегодня индий имеет жизненно важное значение для мировой экономики.

Оксид индия-олова (ITO) стал лучшим материалом для  ЖК-дисплеев (жидкокристаллических) в сенсорных экранах, телевизорах с плоским экраном и солнечных батареях.

ITO обладает несколькими свойствами, которые делают его идеальным на плоской панели: он прозрачен; проводит электричество; сильно прилипает к стеклу; противостоит коррозии; химически и механически устойчив.

ITO также широко используют для тонких покрытий стекла и зеркал. Например, при нанесении покрытий на ветровые стекла самолётов и автомобилей, ITO позволяет стеклу противостоять обледенению и туману, это снижает потребность в кондиционировании воздуха.

По данным RSC, растущий спрос на ЖК-дисплеи в последние годы значительно увеличил цены на индий.

Индий обычно используется для изготовления сплавов и часто упоминается как «металлический витамин»:  крошечные вкрапления индия существенно меняют сплав. Например, сплав индий-золото или индий-платина делают их намного сложнее. Сплавы с индием используются для покрытия подшипников в высокоскоростных двигателях и на других металлических поверхностях. Его легкоплавкие характеристики используются в спринклерных изделиях, противопожарных дверях и плавких пробках.

Индий металл необычайно мягкий и ковкий даже при очень низких температурах, что делает его идеальным металлом для использования в инструментах, необходимых в экстремально холодных условиях, таких как криогенные насосы и системы с высоким вакуумом. Другим уникальным качеством индия является его липкость; он оказывается  очень полезным в качестве припоя.

Indium используется при изготовлении различных электрических устройств: выпрямители (устройства, которые преобразуют переменный ток в постоянный), термисторы (электрический резистор, зависящий от температуры), фотопроводники (устройства, которые увеличивают свою электропроводность при воздействии света).

Индий редко встречается в природе несвязанным: обычно встречается в цинковой, железной, свинцовой и медной рудах (по данным Геологической службы США/USGS). Естественный индий представляет собой смесь изотопов I-115 (95,72%) и I-113 (4,28%), согласно Encyclopaedia Britannica.

Большинство коммерчески используемого индия поступает из Канады (около 75 тонн в год). Запасы металла, по оценкам, превышают 1500 тонн.

Металл Индий трещит, когда его сгибают: издаёт потрескивающий звук.

Индий похож на галлий. Легкоплавкий сплав, из 24% индия и 76% галлия, при комнатной температуре является жидкостью.

Покрытия из индия однажды приведёт к появлению более мощных и долговечных перезаряжаемых литиевых батарей. Индий обеспечивает равномерное осаждение лития во время зарядки, буферизацию любых отрицательных побочных реакций и увеличение объёма хранения.

Литиево-ионный аккумулятор — это тип перезаряжаемой батареи, обычно используемой в портативных технологиях, таких как мобильные телефоны и портативные компьютеры. Во время разряда ионы лития движутся от отрицательного электрода (анода) к положительному электроду (катоду). Пока аккумулятор заряжается, ионы лития движутся в противоположном направлении — отрицательный электрод становится катодом, а положительный электрод становится анодом.

В настоящее время литий-ионные батареи используют аноды из графита. Перспективной альтернативой использованию графита может стать металл индий. Серьёзной проблемой в использовании металлических анодов является то, что при зарядке аккумулятора происходит неравномерное осаждение металла, из-за чего образуются дендриты (кристаллической массы с ветвящейся древовидной структурой). После длительного использования эти дендриты растут настолько большими, что замыкают аккумулятор.

Другая проблема с металлическими анодами заключается в том, что они вызывают нежелательные побочные реакции между реактивными металлическими электродами и электролитом (материал, который позволяет электричеству течь между положительными и отрицательными электродами). Эти реакции могут значительно сократить срок службы батареи.

Исследователи из Политехнического института Rensselaer и Корнельского университета представили новую альтернативу: покрытие лития в растворе соли индия. Индий является однородным и самовосстанавливающимся металлом. Его химический состав остаётся неизменным, и он остаётся неповреждённым во время циклов зарядки / разрядки, предотвращая побочные реакции. Дендриты при использовании индия устраняются, а поверхность остаётся гладкой и компактной.