Osmio

Osmio
   

76
Os
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
   

renio ← osmio → iridio

Apariencia
Metal gris brillante
línea espectral
Generalidad
Nombre, símbolo, número atómicoosmio, Os, 76
Seriemetales de transición
Grupo , período , bloque8 (VIIIB) , 6 , d
Densidad22 661 kg/m³
Dureza7
Configuración electrónica
Término espectroscópico5 D 4
Propiedades atómicas
Peso atomico190.23
Radio atómico (calc.)130  horas
Radio covalente128 p. m.
Radio de Van der Waals136 horas [1]
Configuración electrónica[ Xe ] 4f 14 5d 6 6s 2
y - por nivel de energía2, 8, 18, 32, 14, 2
Estados de oxidación2, 3, 4 , 5, 8 [2]
Estructura cristalinahexagonal
Propiedades físicas
Estado de la materiasólido
punto de fusión3 306  K (3 033  °C )
Punto de ebullición5 285 K (5 012 °C)
Volumen molar8,42 × 10 −6   / mol
Entalpía de vaporización627,6 kJ/mol
Calor de fusión31,8  kJ/mol
Presión de vapor2,52  Pa a 3 300 K.
Velocidad del sonido4 940  m/s a 293,15 K.
Otras propiedades
número CAS7440-04-2
Electronegatividad2.2
Calor especifico130 J / (kg·K)
Conductibilidad electrica1,09 × 10 7 / m Ω
Conductividad térmica87,6 W/(m·K)
Energía de primera ionización840 kJ/mol
Segunda energía de ionización1 600 kJ/mol
Isótopos más estables
Yo asiN / ADTMDDelawareDP
184 horas0,02% > 5,6 × 10 3 añosεε1.452184 vatios
185 añossintético 93,6 díasε1.013185 rey
186 horas1,59% > 2 × 10 15 añosα2.822182 vatios
187 horas1,96% Es estable con 111 neutrones.
188 años13,24% Es estable con 112 neutrones.
189 años16,15% Es estable con 113 neutrones.
190 años26,26% Es estable con 114 neutrones.
191 Ossintético 15,4 díasβ- _0.314191 ir
192 años40,78% Es estable con 116 neutrones.
194 añossintético 6 añosβ- _0.097194 Ir
iso: isótopo
NA: abundancia en la naturaleza
TD: vida media
DM: modo de decaimiento
DE: energía de decaimiento en MeV
DP: producto de decaimiento

El osmio es el elemento químico de número atómico 76 y su símbolo es Os .

Es un metal de transición de la época del platino: es un metal duro, azul grisáceo o azul negruzco y se utiliza en algunas aleaciones con platino e iridio . Se encuentra naturalmente en una aleación con platino, en los minerales de este último. Su tetróxido se utiliza en la detección de huellas dactilares , metal puro o aleado en contactos eléctricos, en los plumines de plumas estilográficas y en otras aplicaciones donde se requiera extrema dureza y resistencia al desgaste. Es por eso que los vidrieros lo utilizan para eliminar rayones y abrasiones de vidrios y espejos .

Características

El osmio metálico es extremadamente denso , de color blanco azulado, quebradizo y brillante incluso a altas temperaturas, pero es extremadamente difícil de obtener. El polvo de osmio se obtiene más fácilmente, pero en estas condiciones el osmio reacciona con el oxígeno del aire y se oxida en tetróxido de osmio (Os O 4 ), que es venenoso. Este óxido es también un poderoso agente oxidante , tiene un fuerte olor característico y hierve130  ° C.

Debido a su gran densidad, el osmio generalmente se considera el elemento más pesado de todos, superando ligeramente al iridio ; con el cálculo de la densidad a partir de la matriz cristalina se obtienen resultados más fiables que las medidas directas, obteniendo para el iridio un resultado de22 650  kg/m³ contra22 661  kg/m³ para osmio. Queriendo distinguir los diversos isótopos, el más pesado es el osmio-192.

Este metal también tiene el punto de fusión más alto y la presión de vapor más baja del grupo del platino . Los estados de oxidación más comunes del osmio son +4 y +3, pero puede adoptar todos los estados desde +1 hasta +8.

Aplicaciones

Debido a la extrema toxicidad de su óxido, el osmio rara vez se usa puro; por otro lado, a menudo se une a otros metales en aplicaciones que requieren alta resistencia al desgaste. Las aleaciones de osmio son muy duras y, posiblemente con la adición de otros metales del grupo del platino, se utilizan en la producción de puntas para plumas estilográficas, puntas giratorias , clavijas y contactos eléctricos.

El tetróxido de osmio ha encontrado uso en la toma de huellas dactilares y la tinción de tejidos grasos para la preparación de portaobjetos de microscopía . Se utiliza una aleación de platino: osmio 90:10 para producir implantes quirúrgicos como estimuladores cardíacos y válvulas pulmonares.

El tetróxido de osmio y el osmio potásico encuentran uso como agentes oxidantes en la síntesis química.

Historia

El osmio (del griego ὀσμή ( osmè ) = olor) fue descubierto en 1803 por Smithson Tennant , en Londres . Lo aisló junto con el iridio del residuo obtenido de la disolución del platino en agua regia . Juntos, dos químicos franceses , Antoine-François de Fourcroy y Louis Nicolas Vauquelin , identificaron un metal en un residuo de platino al que llamaron "ptène". [3]

Disponibilidad

El osmio se encuentra en el osmio nativo (u osmiridium), una aleación natural de osmio e iridio, y en las arenas de río ricas en platino de los Urales y las Américas . También se encuentra en minerales de níquel de la región de Sudbury en Ontario , junto con otros metales del grupo del platino. Aunque la concentración de estos metales es pequeña, el gran volumen de mineral procesado hace económicamente viable la producción de estos metales raros.

Compuestos

El más común es el tetróxido de osmio OsO 4 .

En la naturaleza, el osmio se presenta como una mezcla de siete isótopos , de los cuales cinco son estables ; 187 Hos, 188 Hos, 189 Hos, 190 Hos y la más abundante 192 Hos. 184 Os y 186 Os son inestables, pero sus vidas medias son tan largas que pueden considerarse estables para cualquier aplicación práctica.

187 Os es el producto de la descomposición de 187 Re , cuya vida media es4,56 × 10 10 años. La relación 187 Os/ 188 Os junto con la relación 187 Re/ 187 Os se utiliza para datar rocas de origen terrestre y meteórico .

La datación más destacable basada en el osmio es la que, junto con la medida del contenido de iridio, se realizó sobre la capa de cuarzo a lo largo de la unión KT que data de hace unos 65 millones de años y que marca el período de extinción de los dinosaurios .

Precauciones

El tetróxido de osmio es altamente tóxico. Concentraciones de osmio en el aire del orden de 10 −7  g/m³ se consideran suficientes para causar congestión de las vías respiratorias y daños en la piel y los ojos .

Curiosidades

En 2001, en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (California), se sometió una muestra de osmio a una presión de60  GPa y se encontró que su resistencia a la compresión (el módulo de carga) era mayor que la del diamante (462  GPa frente a 443 GPa), que siempre se ha considerado el mayor de la historia. Esta característica abre nuevas fronteras para el desarrollo de aplicaciones industriales con el uso de osmio (por ejemplo, para el corte de acero a altas temperaturas). [4] [5]

Este metal se utiliza en la serie de televisión Fringe , en el decimosexto episodio de la tercera temporada (titulado Os ) por su propiedad de ser el metal más pesado de la naturaleza. En el mismo año, unos meses después, otra serie de televisión, Eureka lo utiliza por el mismo motivo en el decimocuarto episodio de la cuarta temporada .

Ulysse Nardin utilizó este material para crear la esfera de la versión Osmium de los relojes premium de la serie Executive Free Wheel.

Notas

  1. ^ Osmio , en lenntech.it . Consultado el 28 de abril de 2013 .
  2. ^ Tabla periódica interactiva , en multimedia.bovolentaeditore.com . Consultado el 28 de abril de 2013 .
  3. ^ Rolf Haubrichs, Pierre - Leonard Zaffalon , Osmio vs. 'Ptène': El naming del metal más denso | Johnson Matthey Technology Review , en Johnson Matthey Technology Review , 13 de junio de 2017.
  4. ^ Hyunchae Cynn; Juan E. Klepeis; Choong-Shik Yoo; David A. Young, El osmio tiene la compresibilidad más baja determinada experimentalmente , en Physical Review Letters , vol. 88, núm. 13, 2002, DOI : 10.1103/PhysRevLett.88.135701 . Consultado el 20-10-2010
  5. ^ JR Minkel, Osmium is Stiffer than Diamond , en focus.aps.org , Physical Review Focus, 2002. Consultado el 20 de octubre de 2010 .

Bibliografía

Otros proyectos

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