10 место. Серебро. От 0,6 $ за 1 грамм

Относительно недорогой и широко востребованный благородный металл. Известен с давних времен, так как часто встречается в самородном виде — древним людям не приходилось выплавлять серебро из руд.

Интересно: встречаются очень большие самородки серебра. Крупнейший из них весил 1420 кг и был найден в Чили.

https://www.youtube.com/watch?v=ytaboutru

Серебро известно человечеству с древнейших времён. Это связано с тем, что в свое время серебро, равно как и золото, часто встречались в самородном виде — его не приходилось выплавлять из руд. Применяется в ювелирном деле, для чеканки монет, в фотографии, электронике, как покрытие для зеркал и т. д. Области применения серебра постоянно расширяются и его применение это не только сплавы, но и химические соединения.

9 место. Рений. 2,5-5 $ за 1 грамм

Металл серебристо-белого цвета, широко используемый в химической и электронной промышленности, медицине и металлургии. Рений плотный, плавится при высоких температурах, достаточно пластичен. Благодаря своим свойствам очень востребован: из рения делают сопла реактивных двигателей, он используется при синтезе бензина высокооктановых марок.

Существует такой процесс, как «ренирование». В отличие от хромирования и цинкования, он менее известен, но его эффективность высока. Рениевые покрытия защищают от действия щелочей, кислот, сернистых соединений. В баках, изготовленных из стальных листов с покрытием рения, перевозят соляную кислоту.

История

Осмий открыт в 1803 году английским химиком Смитсоном Теннантом в сотрудничестве с Уильямом Х. Уолластоном в осадке, остающемся после растворения платины в царской водке. Сходные исследования проводились французскими химиками Колле-Дескоти, Антуаном де Фуркруа и Вокленом, которые тоже пришли к выводу о содержании неизвестного элемента в нерастворимом остатке платиновой руды.

Самый дорогой драгоценный металл в мире — Полезные материалы на корпоративном сайте «Русские Самоцветы»

Открытие новых элементов было задокументировано в письме Теннанта Лондонскому королевскому обществу от 21 июня 1804 года.

8 место. Осмий. От 12 $ за 1 грамм

Металл голубовато-серебристого цвета, обладает сильно выраженным неприятным запахом. Этот резкий, неприятный, раздражающий запах напоминает смесь хлорки и чеснока, именно благодаря ему металл и получил своей название, ведь «osme» переводится с греческого как «запах». Этот плотный и при этом хрупкий металл встречается в естественном сплаве с иридием, в чистом виде в природе его нет. Его находят в составе железных метеоритов.

Так как в земных недрах металла мало и он рассеян, осмий используют только в самых необходимых случаях — там, где он дает значительный эффект при небольших затратах. Например, осмий применяется в фармакологии для производства лекарства кортизона, еще его используют в качестве катализатора реакций в химической промышленности. Места добычи — Канада, Колумбия, Россия, США.

Самое плотное вещество на планете, при этом хрупкое. Используется в медицинских исследованиях как катализатор химических реакций. Получение Осмия-187 искусственным путем сложное и долгое — эта работа длится около 9 месяцев. Материал очень редкий, на мировом рынке его продает только Казахстан.

Греческое слово osme (запах) дало имя открытому 200 лет назад платиновому металлу осмию. Ему действительно присущ неприятный раздражающий запах, похожий на смесь хлорки и чеснока. В природе чистый осмий не найден и известен лишь связанным в минералах другим платиновым металлом — иридием. Такие минералы есть в Сибири, на Урале, а за рубежом — в Южной Африке, США, Колумбии и Канаде.

Осмия очень мало в земной коре, он чрезвычайно рассеян и потому дорог. Из-за этого осмий используют лишь там, где при его малых затратах можно получить значительный эффект. США, например, ввозят за год немногим больше 100 килограммов осмия, в основном для производства лекарства — кортизона. Совсем немного осмия потребляет химическая промышленность для изготовления катализаторов.

https://www.youtube.com/watch?v=ytcopyrightru

Почему у химического вещества такая высокая продажная стоимость? Этому есть простые объяснения: во-первых, очень небольшое количество этого изотопа в природе. Во-вторых, огромная трудоёмкость разделения изотопов. Получить осмий-187 до недавнего времени можно было только методом масс-сепарации на уникальных центрифугах, только по одной технологии – разделения изотопов радиоактивных элементов.

Предлагаем ознакомиться  Чем отличается кварц от кварцита

Химические свойства

Степени окисления осмия
−2 Na2[Os(CO)4]
−1 Na2[Os4(CO)13]
Os3(CO)12
1 OsI
2 OsI2
3 OsBr3
4 OsO2, OsCl4
5 OsF5
6 OsF6
7 OsOF5, OsF7
8 OsO4, Os(NCH3)4

Порошок осмия при нагревании реагирует с кислородом, галогенами, парами серы, селеном, теллуром, фосфором, азотной и серной кислотами. Компактный осмий не взаимодействует ни с кислотами, ни со щелочами, но с расплавами щелочей образует водорастворимые осматы. Медленно реагирует с азотной кислотой и царской водкой, реагирует с расплавленными щелочами в присутствии окислителей (нитрата или хлората калия), с расплавленной перекисью натрия. В соединениях проявляет степени окисления от −2 до 8, из которых самыми распространёнными являются 2, 3, 4 и 8.

Осмий

Осмий — один из немногих металлов, образующих полиядерные (или кластерные) соединения. Полиядерный карбонил осмия Os3(CO)12 используется для моделирования и исследования химических реакций углеводородов на металлических центрах. Карбонильные группы в Os3(CO)12 могут замещаться на другие лиганды, в том числе и содержащие кластерные ядра других переходных металлов.

2. Платина $ 70 за 1 грамм

Платина была известна еще в Древнем Египте, Греции, Эфиопии и Южной Америке. Поначалу платину считали белым золотом, но применения найти не могли из-за трудности ее обработки. Первыми платину применили фальшивомонетчики, так как дешевый, достаточно тяжелый (по сравнению с серебром и золотом) металл с высокой плотностью мог утяжелять монеты.

Иридий был открыт в 1803 г. Иридий – серебристо-белый металл, по внешнему виду напоминающий олово, очень твердый, тяжелый и прочный, но хрупкий. Самостоятельное применение иридия достаточно редко и чаще всего его используют в качестве лигатуры. Добавление 10% иридия к относительно мягкой платине делает ее тверже почти втрое.

Для ювелиров это качество иридия совершенно незаменимо, так как украшения из платиново-иридиевого сплава очень красивы и практически не изнашиваются. Любопытно, что этот же сплав применяется для изготовления эталонов веса и длины. Также его используют для изготовления электроконтактов, хирургических инструментов, точных химических весов.

Из иридия делают кончики перьев дорогих авторучек. Сплавы иридия с платиной применяют в биомедицине и аэрокосмической технике. За год в мире расходуется чуть больше тонны иридия. Две трети поглощает химическая промышленность, остальной иридий используют в различных каталитических процессах, в ювелирных и стоматологических сплавах, а также для производства тиглей и боевых лазеров. Этот платиновый металл почти целиком поступает из ЮАР.

У палладия красивый, почти белый, цвет. Он самый легкий, легкоплавкий, гибкий и пластичный из всех платиновых металлов, легко прокатывается, протягивается в проволоку, отлично полируется и не тускнеет, стоек к коррозии. В последнее время палладий постепенно занимает достойное место в ювелирных коллекциях.

Серебристо-белый металл с прекрасными характеристиками — легкоплавкий, легкий, пластичный, хорошо полируется, коррозии практически не поддается. Самый гибкий из всех платиновых металлов. Благодаря своим свойствам и невысокой цене все больше используется в ювелирном деле: из палладия мастера создают самые разнообразные изделия, экспериментируют с дизайном украшений.

Палладий включают в состав сплавов для промышленности и медицинской отрасли, из него чеканят монеты, его используют для антикоррозийных покрытий. Крупнейшие месторождения палладия находятся в Южной Африке и России, также он встречается в метеоритах (3-8 грамм палладия на тонну метеоритного вещества).

Палладий, как и платина, борется с раковыми клетками и замедляет их рост. Однако в отличие от платины, токсичность палладия меньше почти в десять раз. Препараты на основе этого металла проходят клинические испытания.

Металл с особенными свойствами — он твердый и одновременно хрупкий, обладает высокой стойкостью к коррозии и высокой температурой плавления. Тяжелый, плотный, серебристо-белый, внешне напоминает олово. Этот материал практически нигде не используют в одиночку, его вводят в состав различных сплавов. Он применяется при изготовлении лабораторных весов, эталонов длины и веса, медицинского инструментария. Используется в стоматологии и биомедицине.

При создании украшений платину часто объединяют с иридием, тогда изделия получаются более твердыми и износостойкими. Если к платине добавить 10% иридия, то такой сплав станет в три раза тверже относительно мягкой платины. Украшения из такого сплава не только долговечны, но и очень красивы. Главные месторождения иридия расположены в ЮАР. За целый год в мире используется около тонны металла, причем две трети этого объема — в химической промышленности.

Предлагаем ознакомиться  Как почистить кольцо с бриллиантом в домашних условиях

Интересно: существует гипотеза, что именно иридий стал причиной гибели динозавров. Дело в том, что более 60 млн назад на Землю упал метеорит с высоким содержанием иридия и других платиноидов. Некоторые ученые считают, что при контакте с хлором металл начал выделять токсин. Еще существует мнение, что динозавры погибли из-за огромного количества металлов в воздухе — пыль от столкновения покрыла Землю на несколько дней

В отличие от золота, в чистом виде в недрах не встречается, только в естественных соединениях с другими металлами. Широко используется в ювелирной сфере, применяется в медицине, из нее чеканят инвестиционные монеты. Пластичный, плотный серебристо-белый металл с особенным блеском, тугоплавкий — чтобы добыть 10 грамм чистой платины, нужно переработать 3 тонны руды. Самые крупные страны-добытчики этого благородного материала — Канада, Россия, ЮАР, США.

Интересный факт: платину по достоинству оценили не сразу. Только в середине 18 века люди поняли ценность платины, а до этого фальшивомонетчики использовали этот металл, чтобы подделывать золотые и серебряные монеты. При равном объеме платина тяжелее, с ее помощью утяжеляли монеты.

Нахождение в природе

Содержание осмия в земной коре приблизительно составляет 5·10−6 % по массе.

В самородном состоянии осмий встречается в виде твёрдых растворов с иридием, содержащих от 10 до 50 % осмия. Осмий встречается в полиметаллических рудах, содержащих также платину и палладий (сульфидные медно-никелевые и медно-молибденовые руды), в минералах платины и отходах от переработки золотосодержащих руд.

Осмий

Основные минералы осмия — относящиеся к классу твёрдых растворов природные сплавы осмия и иридия (невьянскит и сысертскит). Невьянскит образует плотные (ρ = 17000—22000 кг/м3) белые или светло-серые пластинчатые кристаллы гексагональной сингонии с твёрдостью 6—7 баллов по шкале Мооса. Содержание осмия в невьянските может достигать 21—49,3 %.

Сысертскит часто встречается вместе с невьянскитом. Он представляет собой серые кристаллы гексагональной структуры с твёрдостью 6 баллов по Моосу и плотностью 17800—22500 кг/м3. Кроме осмия и иридия, в состав этого минерала иногда может входить рутений.

Иногда эти минералы встречаются самостоятельно, чаще же осмистый иридий входит в состав самородной платины.

Месторождения

Основные месторождения осмистых иридиев сосредоточены в России (Сибирь, Урал), США (Аляска, Калифорния), Колумбии, Канаде, странах Южной Африки, Тасмании, Австралии. Казахстан является единственным экспортёром чистого осмия.

Крупнейшими запасами обладают месторождения Бушвельдского комплекса в Южно-Африканской Республике.

Осмий

Осмий встречается также в виде соединений с серой и мышьяком (эрлихманит, осмиевый лаурит, осарситт). Содержание осмия в рудах, как правило, не превышает 1⋅10−5.

Вместе с другими благородными металлами встречается в составе железных метеоритов.

5 место. Родий. От 30 $ за 1 грамм

Благородный металл, относится к платиновой группе. Родий твердый, обладает сильным блеском и выраженными отражающими свойствами, он стоек к окислению и высоким температурам. Именно родий используют для финального покрытия ювелирных изделий. Считается редким материалом — за год во всем мире добывают около 30 тонн. Крупнейшие месторождения расположены в Канаде, России, Колумбии, ЮАР, Мексике.

Родирование защищает от окисления и потускнения, дает дополнительный блеск. Покрытое родием изделие может иметь оттенок от светло-серого до черного. Оттенок зависит от применяемой технологии и металла, на который наносят покрытие (серебро или золото).

Металл применяется при производстве зеркал и фар автомобилей, при изготовлении ядерных реакторов. Большая часть добытого в мире материала идет на производство автомобильных катализаторов. Спрос на металл постоянно растет, ученые находятся в поиске равноценных заменителей, ведь природные запасы родия невелики.

Открыт в 1803 году. Мировые запасы родия оценивают всего в несколько тонн, а ежегодную добычу измеряют сотней килограммов. Родий – настолько дорогой металл, что чаще всего его применяют только в тех областях, где он совершенно незаменим. 98% родия идёт на выпуск автомобильных катализаторов. За последние годы нужда в родии выросла в 10–13 раз. Высокая стоимость металла заставила искать равнозначные заменители, что делают в США, Японии и в других развитых странах.

Предлагаем ознакомиться  Черные металлы: месторождения, хранение. Металлургия черных металлов

Изотопы

Основная статья: Изотопы осмия

Известны изотопы осмия с массовыми числами от 161 до 197 (количество протонов 76, нейтронов от 85 до 121), и 9 ядерных изомеров. В природе осмий встречается в виде семи изотопов, 6 из которых стабильны: 184Os (изотопная распространённость 0,018 %), 187Os (1,64 %), 188Os (13,3 %), 189Os (16,1 %), 190Os (26,4 %) и 192Os (41,1 %).

Изотоп осмий-187 является результатом распада изотопа рения 187Re с периодом полураспада 4,56⋅1010 лет. Соотношения изотопного состава 187Os/188Os и 187Re/188Os позволяют определять возраст горных пород и метеоритов (рений-осмиевый метод). Также известен иридиево-осмиевый метод радиоизотопного датирования, применявшийся для анализа кварцев из пограничного слоя, разделяющего меловой и третичный периоды.

Разделение изотопов осмия представляет собой достаточно сложную задачу. Именно поэтому некоторые изотопы довольно дороги. Первый и единственный экспортёр чистого осмия-187 — Казахстан, с января 2004 года официально предлагающий это вещество по цене 10 000 долларов за 1 грамм. Широкого практического применения осмий-187 не имеет. По некоторым данным, целью операций с этим изотопом было «отмывание» нелегальных капиталов.

4 место. Золото. От 35 $ за 1 грамм

Золото — главный драгоценный металл, признанный таковым по всему миру с древнейших времён. Золото словно самой природой создано для чеканки монет и производства ювелирных украшений: оно встречается исключительно в чистом виде, пластично и устойчиво к коррозии, однородно, компактно, короче, — идеальный, в некотором смысле, металл. Сейчас можно золото купить и в ювелирных магазинах, и в банках.

Самый знаменитый драгоценный металл, в природе встречается только в чистом виде. Ковкий и достаточно прочный, стойкий к коррозии — характеристики золота превосходны, поэтому оно так часто используется ювелирами и специалистами других областей. Только представьте: один грамм золота можно растянуть в ультратонкую струну длиной более двух километров!

Получение

Осмий выделяют из обогащённого сырья платиновых металлов путём прокаливания этого концентрата на воздухе при температурах 800—900 °C. При этом количественно сублимируют пары весьма летучего тетраоксида осмия OsO4, которые далее поглощают раствором NaOH.

 Na2[OsO2(OH)4] 3H2 → 2NaOH Os 4H2O .

Осмий при этом получается в виде губки.

Применение

  • Высокая твёрдость и исключительная тугоплавкость позволяет использовать осмий в качестве покрытия в узлах трения.
  • Применяется как катализатор для синтеза аммиака, гидрирования органических соединений, в катализаторах метанольных топливных элементов.
  • Сплав «osram» (осмия с вольфрамом) использовался для изготовления нитей ламп накаливания.
  • Есть сведения о применении осмия в военных целях, как часть артиллерийских снарядов и боеголовок ракет. Также применяется в электронной аппаратуре авиа- и ракетной техники.
  • Компонент сверхтвёрдых и износостойких сплавов с иридием и рутением.
  • Тетраоксид осмия применяется в электронной микроскопии для фиксации биологических объектов.
  • Сплав платины (90 %) и осмия (10 %) применяется в хирургических имплантатах, таких, как электрокардиостимуляторы, и при замещении клапанов лёгочного ствола.
  • Сплав осмия с алюминием имеет необычно высокую пластичность и может быть вытянут без разрыва в 2 раза.

Биологическая роль и физиологическое действие

https://www.youtube.com/watch?v=ytdevru

Не играет биологической роли. Тетраоксид осмия OsO4 чрезвычайно токсичен.