indiul este un metal argintiu lucios, care este atât de moale și maleabil poate fi zgâriat cu unghia și îndoit în aproape orice formă. În natură, indiul este destul de rar și aproape întotdeauna găsit ca un oligoelement în alte minerale — în special în zinc și plumb — din care este de obicei obținut ca produs secundar. Abundența sa estimată în scoarța terestră este de 0,1 părți pe milion (ppm) — puțin mai abundentă decât argintul sau mercurul, potrivit Societății Regale de Chimie.
indiul are un punct de topire scăzut pentru un metal: 313.9 grade Fahrenheit (156,6 grade Celsius). La orice peste această temperatură, arde cu o flacără violetă sau indigo. Numele indiului este derivat din lumina indigo strălucitoare pe care o arată într-un spectroscop.
doar faptele
- numărul Atomic (numărul de protoni din nucleu): 49
- simbol Atomic (pe tabelul periodic al elementelor): în
- greutate atomică (masa medie a atomului): 114.8.8
- densitate: 7.31 grame pe centimetru cub
- Faza la temperatura camerei: solid
- punct de topire: 313.88 grade F (156.6 grade C)
- punct de fierbere: 3.761, 6 F (2.072 C)
- număr de izotopi (atomi ai aceluiași element cu un număr diferit de neutroni): 35 ale căror timpi de înjumătățire sunt cunoscuți; 1 stabil; 2 Natural
- cel mai frecvent izotop: în-115
descoperire
indiu a fost descoperit în 1863 de chimistul German Ferdinand Reich la școala de mine Freiberg din Germania. Reich studia o mostră dintr-un amestec mineral de zinc despre care credea că ar putea conține elementul descoperit recent taliu. După prăjirea minereului pentru a îndepărta cea mai mare parte a sulfului, a aplicat acid clorhidric pe materialele rămase. El a observat apoi un solid gălbui apar. El bănuia că aceasta ar putea fi sulfura unui element nou, dar, din moment ce era orb, i-a cerut colegului chimist German Hieronymous T. Richter să examineze spectrul probei. Richter a remarcat o linie strălucitoare de culoare violet, care nu se potrivea cu linia spectrală a oricărui element cunoscut.
lucrând împreună, cei doi oameni de știință au izolat un eșantion al noului element și au anunțat descoperirea acestuia. Ei au numit noul element indiu, după cuvântul Latin indicum, adică violet. Din păcate, relația lor s-a înrăutățit când Reich a aflat că Richter pretinsese că este descoperitorul, potrivit Societății Regale de Chimie(RSC).
folosește
la mai bine de un secol de la descoperirea indiului, elementul se afla încă într-o relativă obscuritate, deoarece nimeni nu știa ce să facă cu el. Astăzi, indiul este vital pentru economia mondială sub formă de oxid de staniu de indiu (ITO). Acest lucru se datorează faptului că ITO rămâne cel mai bun material pentru a umple nevoia tot mai mare de LCD-uri (ecrane cu cristale lichide) în ecrane tactile, televizoare cu ecran plat și panouri solare.
ITO are mai multe proprietăți care îl fac perfect pentru ecranele LCD și alte ecrane plate: este transparent; conduce electricitatea; aderă puternic la sticlă; rezistă coroziunii; și este stabil din punct de vedere chimic și mecanic.
ITO este, de asemenea, utilizat în mod obișnuit pentru a realiza acoperiri subțiri pentru sticlă și oglinzi. Când este acoperit peste parbrizele aeronavelor sau mașinilor, de exemplu, ITO permite sticlei să se dezghețe sau să se dezghețe și poate reduce cerințele de aer condiționat.
cererea tot mai mare de LCD-uri a crescut considerabil prețurile indiului în ultimii ani, potrivit RSC. Cu toate acestea, reciclarea și eficiența producției au contribuit la crearea unui echilibru bun între cerere și ofertă.
indiul este utilizat în mod obișnuit pentru fabricarea aliajelor și este adesea denumit „vitamina metalică”, ceea ce înseamnă că nivelurile mici de indiu pot face o diferență drastică într-un aliaj, Potrivit RSC. De exemplu, adăugarea unor cantități mici de indiu la aliajele de aur și platină le face mult mai grele. Aliajele de indiu sunt utilizate pentru acoperirea rulmenților motoarelor de mare viteză și a altor suprafețe metalice. Aliajele sale cu topire scăzută sunt, de asemenea, utilizate în capetele de aspersoare, legăturile ușilor de incendiu și dopurile fuzibile.
indiul metalic rămâne neobișnuit de moale și maleabil la temperaturi foarte scăzute, ceea ce îl face perfect pentru utilizarea în instrumente necesare în condiții extrem de reci, cum ar fi pompele criogenice și sistemele de vid înalt. O altă calitate unică este lipiciul său, făcându-l foarte util ca lipit.
indiul este utilizat în fabricarea diferitelor dispozitive electrice, cum ar fi redresoare (dispozitive care transformă un curent alternativ într-unul direct), termistori (un rezistor electric dependent de temperatură) și fotoconductori (dispozitive care își măresc conductivitatea electrică atunci când sunt expuse la lumină).
Sursa& abundență
indiul este rar găsit necombinat în natură și se găsește de obicei în minereurile de zinc, fier, plumb și cupru. Este al 61-lea cel mai comun element din scoarța terestră și de aproximativ trei ori mai abundent decât argintul sau mercurul, potrivit US Geological Survey (USGS). Se estimează că reprezintă aproximativ 0,1 părți pe milion (ppm) în scoarța terestră. În greutate, indiul este estimat la 250 de părți pe miliard (ppb), potrivit Chemicool. Indiul Natural este un amestec de izotopi I-115 (95,72%) și i-113 (4,28%), potrivit Encyclopaedia Britannica.
cel mai comercial indiu provine din Canada și este în jur de 75 de tone pe an. Rezervele de metal sunt estimate la peste 1.500 de tone. Solurile cultivate sunt uneori mai bogate în indiu decât solurile necultivate, cu unele niveluri de până la 4 ppm, potrivit Lenntech.
Cine știa?
- indiul metalic emite un „țipăt” ascuțit, atunci când este îndoit. Similar cu „strigătul de staniu”, acest țipăt sună mai mult ca un sunet crackling.
- indiul este similar cu galiul prin faptul că udă ușor sticla și este foarte util pentru fabricarea aliajelor cu topire scăzută. Un aliaj format din 24% indiu și 76% galiu este lichid la temperatura camerei.
- prima aplicație de indiu pe scară largă a fost o acoperire pentru rulmenți în motoare de aeronave de înaltă performanță în al doilea război mondial, potrivit USGS.
- specimene de metal indiu necombinat au fost găsite într-o regiune a Rusiei, potrivit Lenntech.
baterii mai bune
acoperirea cu indiu ar putea duce într-o zi la Baterii reîncărcabile cu litiu mai puternice și mai durabile, potrivit unui studiu publicat în revista Angewandte Chemie. Acoperirea cu indiu ar oferi o depunere mai uniformă a litiului în timpul încărcării, ar tampona orice reacții adverse negative și ar crește stocarea.
o baterie litiu-ion este un tip de baterie reîncărcabilă utilizată în mod obișnuit în tehnologiile portabile, cum ar fi telefoanele mobile și laptopurile. În timpul descărcării, ionii de litiu se deplasează de la electrodul negativ (anod) la electrodul pozitiv (catod). În timp ce bateria se încarcă, ionii de litiu se deplasează în direcția opusă — electrodul negativ devine catod, iar electrodul pozitiv devine anod.
în prezent, bateriile litiu-ion utilizează anozi din grafit care sunt utilizați pentru a stoca litiu atunci când bateria este încărcată. O alternativă promițătoare la utilizarea grafitului ar fi anozii metalici — cum ar fi litiul metalic-care ar putea oferi o capacitate de stocare mult mai mare. Cu toate acestea, o problemă majoră cu utilizarea anodilor metalici este că există o depunere inegală a metalului în timp ce bateria se încarcă. Aceasta duce la formarea de dendrite (o masă de cristal cu o structură ramificată de copac). După o utilizare prelungită, aceste dendrite cresc atât de mari încât scurtcircuitează bateria.
o altă problemă cu anozi metalici este că acestea provoacă reacții adverse nedorite între electrozii metalici reactivi și electrolit (materialul care permite electricității să curgă între electrozii pozitivi și negativi). Aceste reacții pot reduce semnificativ durata de viață a bateriei.
cercetătorii de la Institutul Politehnic Rensselaer și Universitatea Cornell au introdus o nouă alternativă: acoperirea litiului într-o soluție de sare de indiu. Stratul de indiu este uniform și se auto-vindecă atunci când electrodul este utilizat. Compoziția sa chimică rămâne aceeași și rămâne intactă în timpul ciclurilor de încărcare/descărcare, prevenind reacțiile secundare, potrivit comunicatului de presă al studiului în Science Daily. Dendritele sunt, de asemenea, eliminate, permițând suprafeței să rămână netedă și compactă.