Metallo indio: descrizione, proprietà e applicazioni

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

L'elemento indio ha molte proprietà utili, grazie alle quali può essere utilizzato nell'esplorazione spaziale, nell'ingegneria, nell'elettronica, nell'industria nucleare e in altre industrie. Tuttavia, è estremamente difficile trovarlo in natura e separarlo da altre sostanze. Per questo motivo è elencato come un elemento raro. Quali sono le proprietà dell'indio? È di metallo o non di metallo? Scopriamo insieme tutte le sue caratteristiche.

Cronologia delle scoperte degli elementi

L'indio fu scoperto per la prima volta solo 154 anni fa. In parte, ciò è accaduto per caso, perché i suoi scopritori stavano cercando un elemento completamente diverso. Nel 1863, i chimici Theodor Richter e Ferdinand Reich tentarono di rilevare il tallio nella sfalerite minerale (miscela di zinco), un nuovo metallo a quel tempo che doveva ancora essere studiato.

Per la loro ricerca hanno utilizzato l'analisi spettrale di Kirchhoff e Bunsen. L'essenza del metodo è che, quando riscaldati a temperature elevate, gli atomi degli elementi iniziano a emettere luce corrispondente a un intervallo di frequenza specifico. Attraverso lo spettro di questo bagliore, puoi scoprire che tipo di elemento c'è di fronte a te.

Il tallio dovrebbe avere un colore verde brillante, ma gli scienziati hanno invece trovato un bagliore blu. Nessun elemento conosciuto aveva un tale spettro e i chimici se ne resero contosono stati fortunati. A causa delle particolarità dell'ombra, hanno chiamato la loro scoperta con il colore indaco. E così fu scoperto un nuovo metallo, l'indio. E ora in modo più dettagliato sulle funzionalità.

Cos'è questo metallo?

L'indio è un metallo argenteo chiaro e molto brillante, che ricorda lo zinco. Nel sistema periodico appartiene al terzo gruppo, sta al numero 49 ed è indicato dal simbolo In.

Esiste in natura come due isotopi: In¹¹³ e In¹¹⁵. Quest'ultimo è più comune, ma è radioattivo. Qual è il periodo del metallo indio 115? Decade in 6·10^{14 anni, trasformandosi in stagno. Ci sono anche circa 20 isotopi artificiali che decadono molto più velocemente. Il più longevo tra loro ha un'emivita di 49 giorni.}

L'indio fonde a +156,5 °C e bolle a +2072 °C. Si presta facilmente alla forgiatura e ad altri effetti meccanici e potrebbe essere utilizzato in gioielleria. Tuttavia, a causa della sua elevata morbidezza, si deforma rapidamente. Il metallo può essere facilmente piegato, tagliato con un coltello e persino graffiato con un'unghia.

Proprietà chimiche

In termini di proprietà chimiche, è simile al gallio o all'alluminio. Non può formare legami solidi continui con nessun metallo. Non reagisce affatto con soluzioni alcaline. A determinate temperature reagisce con iodio, selenio, zolfo e il suo biossido, reagisce con cloro e bromo. I metalli che lo circondano nella Tavola Periodica si dissolvono facilmente nell'indio, ovvero:tallio, stagno, gallio, piombo, bismuto, mercurio, cadmio.

Alcuni fatti interessanti sul metallo dell'India:

• Anche con una lunga permanenza nell'aria, non svanisce. Ciò non accade nemmeno quando il metallo viene fuso.
• Se inizi a piegare l'indio, emetterà un suono caratteristico, simile a uno scricchiolio o uno scricchiolio. Appare dalla deformazione del reticolo cristallino della materia.
• L'indio brucia a +800 °C, la fiamma è blu-viola o indaco.
• Questo è il metallo più morbido che puoi tenere tra le mani. Solo il litio lo supera, ma è troppo attivo e si ossida immediatamente nell'aria, formando un alcali velenoso.
• La lega di indio con gallio è molto fusibile e diventa liquida già a +16 °C.

Contenuto nella natura

L'indio metallico non forma depositi indipendenti. È molto sparso ed estremamente raro sotto forma di pepite. I minerali dell'indio includono sakuranite, roquesite, patrukite e jalindite. Tuttavia, la loro rarità impedisce loro di essere utilizzati nell'industria.

Una piccola quantità di indio si trova nell'acqua di mare e piovana, nel petrolio e anche nelle ceneri del carbone. A causa della somiglianza dei raggi ionici, l'indio è in grado di integrarsi nei reticoli cristallini di ferro, magnesio, zinco, piombo, magnesio, stagno, ecc. A causa di ciò, a volte se ne trova una piccola quantità insieme ad essi.

Di norma, il contenuto di indio nei minerali non supera lo 0,05-1%. La maggior parte del metallo si trova nella sfalerite e nella marmarite. Di solito lola concentrazione è maggiore, più zinco, ferro e altri metalli già citati.

Prezzo del metallo

L'indio è stato isolato nella sua forma pura solo pochi anni dopo la scoperta. A causa della complessità di questo processo, un grammo di indio è stato quindi valutato a circa $ 700. E sebbene i metodi per ottenerlo siano notevolmente migliorati nel corso di un secolo e mezzo, è ancora considerato raro e costoso.

Oggi il suo prezzo medio è di 600-800 dollari al chilogrammo e, sorprendentemente, non scende molto con un aumento della sua produzione. La purezza del metallo è solitamente indicata nella sua marcatura: IN-2, IN-1, IN-0, IN-00, IN-000, IN-00000. Più zeri sono, meglio è e più costoso è. Ad esempio, l'indio di grado IN-000 può essere valutato a circa $ 2.000 per chilogrammo.

L' alto costo dell'indio metallico è spiegato dal suo basso contenuto in natura e dall'elevata domanda. Vengono estratte 600-800 tonnellate all'anno, il che non copre assolutamente tutte le esigenze. Grazie alle sue proprietà uniche, risulta essere molto migliore e più durevole di altri metalli più economici. Per non perdere un materiale così prezioso, in molti paesi viene riutilizzato.

Dove applicabile

Il metallo indio aumenta la bagnabilità e la resistenza alla corrosione della lega. Sono rivestiti con cuscinetti d'argento al piombo, utilizzati nella tecnologia aeronautica e automobilistica. È anche in grado di abbassare il punto di fusione di altri metalli. Quindi, la sua miscela con stagno, piombo, cadmio e bismuto si sciogliea 46,5°C, il che lo rende adatto per allarmi antincendio.

L'ossido di indio-stagno viene utilizzato per semiconduttori e varie saldature. Inoltre, viene utilizzato per la produzione di monitor per computer, schermi TV e tablet. Legato con argento o da solo, viene utilizzato per specchietti astronomici e specchietti per fari di automobili.

E' ottimo per creare fotocellule, fosfori, materiali termoelettrici, guarnizioni nella tecnologia spaziale. L'indio assorbe bene i neutroni e può essere utilizzato nei reattori nucleari.

Non si sa nulla del ruolo biologico di questo elemento nel nostro corpo, ma è stato utilizzato anche in medicina. È usato come farmaco radioattivo nella diagnosi di fegato, cervello e polmoni per rilevare tumori e altre malattie.

Metodi per ottenere

La principale quantità di indio metallico viene estratta dai depositi di zinco e stagno. Si ottiene dagli scarti della lavorazione di minerali polimetallici, stagno, piombo-zinco. La separazione e la purificazione dell'indio avviene in più fasi.

In primo luogo, viene precipitato regolando il livello di acidità della soluzione. Il "metallo nero" risultante deve quindi essere pulito. Questo viene fatto mediante raffinazione per fusione a zona o in altri modi.

Oggi, il Canada è uno dei principali produttori dell'India. Inoltre, grandi volumi di metallo vengono estratti da Stati Uniti, Cina, Giappone e Corea del Sud. Tuttavia, le scortedi questo elemento sono molto limitati, si prevede che si esauriranno nel giro di pochi decenni.