Осмий реакции. Драгоценный металл - осмий. Страсти повышают цену

О́смий - химический элемент с атомным номером 76. В периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева, обозначается символом Os (лат. Osmium). При стандартных условиях представляет собой серебристо-голубоватый хрупкий переходный металл. Относится к группе платиновых металлов. Обладает высокой плотностью, сравним по этому параметру только с иридием (плотности Os и Ir практически равны с учётом расчётной погрешности).

История

Осмий открыт в 1804 году английским химиком Смитсоном Теннантом в осадке, остающемся после растворения платины в царской водке. Сходные исследования проводились французскими химиками Колле-Дескоти, Антуаном Франсуа де Фуркруа и Вокеленом, которые тоже пришли к выводу о содержании неизвестного элемента в нерастворимом остатке платиновой руды. Гипотетическому элементу было присвоено имя птен (крылатый), однако опыты Теннанта продемонстрировали, что это смесь двух элементов - иридия и осмия.
Назван от др.-греч. ὀσμή (запах), по резко пахнущему летучему оксиду OsO 4 (напоминает озон).

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 OsO 4 , которые далее поглощают раствором NaOH.
Упариванием раствора выделяют соль - перосмат натрия, который далее восстанавливают водородом при 120 °C до осмия:
Na 2 + 3H 2 = 2NaOH + Os + 4H 2 O.

Осмий при этом получается в виде губки.

Свойства

Физические
Осмий - серо-голубоватый, твёрдый, но хрупкий металл с очень высокой удельной массой, сохраняющий свой блеск даже при высоких температурах. В силу своей твёрдости, хрупкости, низкого давления паров (самого низкого среди всех платиновых металлов), а также очень высокой температуры плавления, металлический осмий с трудом поддаётся механической обработке. Осмий считается самым плотным из всех химических элементов, немного превосходя по этому параметру иридий. Наиболее достоверные значения плотностей для этих металлов могут быть рассчитаны по параметрам их кристаллических решёток: 22,562 ± 0,009 г/см³ для иридия и 22,587 ± 0,009 г/см³ для осмия. При сравнении различных изотопов этих металлов, наиплотнейшим оказывается 192 Os. Необычайно высокая плотность осмия объясняется лантаноидным сжатием.

Химические
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 распространенными являются +2, +3, +4 и +8.
Осмий - один из немногих металлов, образующих полиядерные (или кластерные) соединения. Полиядерный карбонил осмия Os 3 (CO) 12 используется для моделирования и исследования химических реакций углеводородов на металлических центрах. Карбонильные группы в Os 3 (CO) 12 могут замещаться на другие лиганды, в том числе и содержащие кластерные ядра других переходных металлов.

Не золото и не платина самые дорогостоящие металлы из таблицы Д. И. Менделеева, а осмий металл. Это редчайший и дорогущий металл серебристо-белого цвета с серым оттенком голубого отлива. У химиков этот металл считается благородным, относящийся к группе платиновых.

Состоит из нескольких изотопов. Их очень трудно разделить, что и отражается на стоимости. Самый востребованный из них изотоп – Осмий-187.

Предполагается, что на 0,5% масса земной коры состоит из осмия, а находится он в ядре. Удивляет пропорция между размером и весом. Килограмм соединения по размеру сопоставим со средним размером куриного яйца. Ёмкость, объёмом 0,5 л., наполненная осмиевым порошком, весит больше 15 кг. Но желание отлить гантельки из такого удобного, в плане соотношения размер/вес, материала, сразу пропадает не только из-за цены на порошок, для кого-то это и не проблема, а ввиду его чрезвычайной редкости и недоступности.

Найти слитки в лесах, горах, водоёмах не получится. До сих пор не найдено ни одного самородка. Добывают его на рудных месторождениях в составе с иридием, платиной, в платиново-палладиевой руде, в медных и никелевых рудах. Но содержание осмия в нём составляет 0,001%. И ещё он встречается в метеоритах. Правда, отделяются изотопы от них больше чем через 9 месяцев. Поэтому промышленные производства с применением осмия обходятся вторичным сырьём, что ненамного дешевле.

Общая выработка самого тяжёлого металла в год во всём мире составляет несколько десятков килограмм. Но увеличивается добыча платины, где осмий присутствует и попутно извлекается. Называют цифры уже 200 кг в год. Так, встаёт задача не столько искать осмий, сколько найти более дешёвый способ отделения его от «соседей».

На Норильском горно-металлургическом комбинате добились определённых успехов в этой задаче. Получили чистый металл из медно-никелевых руд. Количество его на планете – 0,000005% от всей массы горных пород. Но в России есть. И в Казахстане. А основные запасы располагаются в Тасмании, Америке, Австралии. Самые большие сосредоточены в Южной Африке. Она-то и диктует цены.

История открытия и природные свойства

В 1803-1804 годах в Англии, при проведении опытов над платиной с царской водкой (смесь азотной кислоты с соляной), в полученном неизвестном осадке, после растворения платины, появился резкий, неприятный запах, напоминающий хлор. Благодаря этому запаху, только что открытый металл и получил своё название. Правда, на греческом языке. С греческого «осмий» переводится, как «запах».

Формально это благородный металл, потому что входит в платиновую группу. На этом истинное благородство и заканчивается. Свойства этого металла как химические, так и физические, до сих пор до конца не изучены. Физические характеристики более-менее уточнили несколько лет назад.

Osmium

Стоимость

Высокая стоимость вызвана ограниченным количеством. Поскольку его мало в природе, а добыча дорогая, то рынок реагирует соответственно. Если сравнивать с золотом, то это будут тысячи тонн золота против нескольких десятков килограммов добычи. Отсюда и цена – она начинается с 15 тысяч и доходит до 200 тысяч долларов за грамм. На мировом рынке золото в 7.5 раз дешевле.

Такие цифры говорят о непопулярности материала для широкого употребления. Основную роль в применении этого тяжёлого металла в сплавах играет прочность. Изделия становятся невероятно износоустойчивы за счет добавления совсем небольших порций металла в состав.

Применение

В широком промышленном производстве осмий применяют редко из-за его дороговизны. Но там, где эффект может превысить материальные затраты, его, конечно, используют. Сырьём он выступает, чаще всего, в порошке. Сам металл хрупкий, крошится легко. Получение порошка несложное.

Еще варианты использования:

Не все соединения осмия применимы к использованию. Но учёные работают над этим.

Опасность и техника безопасности

Как и другие тяжёлые металлы, осмий оказывает не самое благоприятное влияние на живые организмы, не обходя и человеческий. Любые соединения с осмием поражают внутренние органы, вызывают потерю зрения. Отравление парами элемента приводит и к летальному исходу. При наблюдении за животными наблюдалось резкое развитие малокровия, и лёгкие переставали функционировать. Полагают, что это быстроразвивающийся отёк.

Что такое тетраоксид осмия OsO4? А это и есть то самое вещество, благодаря которому элемент носит своё имя. Крайне агрессивен. Его запах нельзя не заметить. Ужасней и омерзительнее запаха в природе не существует. При отравлении задеваются и кожные покровы. Дерма зеленеет, чернеет, а может и вовсе омертветь. Возможно появление пузырей, язв. Заживает всё очень долго.

Опасность отравления грозит, прежде всего, работникам производственных помещений при малейшей концентрации паров в воздухе. Ни о каких допустимых нормах учёные уже не заикаются. Поэтому предусмотренная специальная одежда, респираторы – обычное явление на производствах с применением оксида осмия. Всё герметизировано, ёмкости закупорены и хранятся в соответствии с уже испытанными правилами.

Если всё же по какой-то немыслимой причине соединение осмия попадёт в глаза, промывать их надо продолжительное, минут 20, время. Чистой проточной водой. И сразу к врачу. При попадании в организм через дыхательные пути пары осмия нейтрализуются бикарбонатом натрия. Он выпускается в аэрозольной упаковке. Много молока внутрь. И промыть желудок.

Несомненная польза тяжелейшего металла

По мнению английских учёных этот тяжёлый металл блокирует развитие раковых клеток. Методы терапии онкозаболеваний с задействованием осмия хоть и очень медленно, но уже разрабатываются.

В медицине, в кардиостимуляции, его используют в имплантах, изготовление которых требует благородных металлов для предотвращения развития аллергий. Состав импланта, заменяющего элементы сердца, включает 10% осмия и 90% платины. Конечно, такие приборы и оцениваются соответственно. Такая же пропорция применяется для изготовления лёгочных клапанов.

Применение соединений осмия для медицинских потребностей заметно при производстве особо прочных, длительного использования, инструментов, таких, как скальпели, всевозможные металлокерамические резцы. И нужно для этого совсем немного сырья, а эффект потрясающий.

Микроскопические добавки осмия к стали режущих сортов позволяют создавать острейшие лезвия.

Изделия, применение которых подразумевает использование самого тяжелого металла, оказываются непревзойдёнными в износоустойчивости.

Коммерческий интерес

Разнообразные потрясающие свойства металла осмия вызывают несомненный интерес и неподдельное удивление. Но эти же свойства убивают коммерческий интерес наповал. И, несмотря ни на что, цена на рынке не падает.

Вчера в программе Юлии Латыниной услышал рассказ про развод с осмием-187 .
Ах, как красиво, просто "лейся песня на просторе".
Думаю это один из самых элегантных разводов о которых я слышал.
Не побоюсь употребить модное ныне слово - инновационное кидалово.
Под катом отрывок с рассказом о самом разводе.

Сейчас партия «Единая Россия» и устроители конкурса утверждают, что Петрик не имеет отношения к этой программе. Но напомню, что раньше именно Грызлов и Петрик просили на это дело 15 триллионов рублей. И кто такой Петрик, особенно для страны, которая… Как там? Сколково, нанотехнологии. Видимо, у нас Петрик будет в Сколково заседать. Это мошенник в самом прямом смысле слова, потому что при советской власти он получил ровно по этой статье свой срок, большой. Освободился. Занимался в основном скупкой изобретений различных оборонных институтов.

Например, представьте себе, что Петрик демонстрировал всем обтекатели из искусственной шпинели, обтекатель для ракет. Т.е. она прозрачная, она сидит на ракете, под ней сидит какая-нибудь головка наведения, через нее всё видно. И всюду ходили, рассказывали, что это сделал Петрик. Представьте себе, как себя чувствовали ученые из государственного оптического института, которые эти самые обтекатели делали на самом деле, которые знали, что только бракованные экземпляры находятся на руках различных людей, которые ими торгуют.

Там было много такого рода историй. Но самая замечательная история, которая, на мой взгляд, является предшественником «Чистой воды» и объясняет, почему в покровительстве Петрика замешаны самые высокие лица государства, это история с осмием-187. Прежде чем рассказать про историю осмий-187, я хочу напомнить, что в Питере начала 90-х годов вообще были популярны такого рода полубандитские разводки, когда во всем этом самозарождающемся экономическом бульоне бандиты слышали, что можно вывезти за огромные деньги какой-нибудь алюминий, медь, что очень большая разница между ценами, по которым ты покупаешь внутренне, и ценами, по которым ты покупаешь снаружи.

И у бандитов тоже были странные представления о действительности. Они всё время считали, что внутри России есть какие-то замечательные вещества, которые создала наша оборонка, что если ты их вывезешь на Запад, ты купишь за миллиарды долларов и обогатишься.

Первой темой был какой-то альфафетопротеин. Это биологическое вещество, которое чему-то там способствовало и добывалось из выкидышей. Изобретатель, который его сделал или якобы сделал, ходил в тапочках на босу ногу, у него крали все кому не лень - то бандиты, то менты - и вывозили этот альфафетопротеин.

Но даже если он от чего-то помогал, то понятно, что его никто на Западе не покупал, потому что никакая западная фармакологическая лаборатория не купит у вас не известно какое вещество, которое якобы обладает чудесными свойствами вообще без сертификата. А вдруг его варили дома в туалете и еще туда плюнули? Потом был пчелиный яд, потом был змеиный яд. Где в Питере змеи, сложно сказать. Но под этот змеиный яд чуть ли не самолеты фрахтовали питерские бандиты.

И вот четвертым на этой волне был осмий-187, это когда в начале 90-х годов задержали чиновника питерской мэрии Савенкова, который где-то там через финскую границу в левом носке правого башмака вез ампулу, в которой находилось 6 граммов вещества осмий-187. Его задержали. Почему его задержали, кто на него стукнул, это очень интересно. У него не было никаких документов на вывоз этого осмия. ФСБ и все государственные органы забегали и стали выяснять, что это за осмий и кому он нужен. Был он нужен примерно так, как альфафетопротеин.

Что такое осмий-187, который якобы очищен Петриком на кухне? Есть такая штука, которая называется рений-осмиевый метод в определении возраста вещества. Рений-осмиевый метод заключается в том, что есть рений, у которого есть два изотопа, более-менее стабильных, 185 и 187. 185 совсем стабильный, а 187 распадается в течение 10 млрд. лет, и распадается как раз на осмий-187, что очень удобно для датировки. Ты берешь кусок руды, смотришь, сколько в нем рения, сколько в нем осмия-187, и получаешь датировку.

И есть Джезказганский медный комбинат, в отвалах которого много рения. Соответственно, в отвалах которого из всех изотопов осмия содержится только осмий-187. У осмия очень много изотопов, и осмий-187 действительно очень редкий изотоп, он занимает 1,6% в общем количестве осмия.

Надо отдать должное Петрику - или это он сообразил, или это ему подсказали, - действительно, чисто химическим путем из отвалов Джезказганского медного комбината можно получить не только осмий, а именно осмий-187, потому что никакого другого осмия там нет, потому что он является продуктом полураспада рения.

Проблема заключается в том, что ни для чего осмий-187 не нужен. Т.е. вообще не нужен. Нет способов применить осмий, как нет способов применить множество других дорогих и известных веществ. По ценам Окриджской лаборатории, которая вообще диктует все цены на изотопы, осмий-187 действительно стоит очень дорого. Он стоит 200 тысяч долларов грамм, или 200 долларов микрограмм. И он стоит так потому, что все такого рода изотопы, ненужные изотопы получают методом электромагнитной сепарации, когда уже чисто химическое вещество разделяется на изотопы, и, соответственно, осаждаются полоски вещества.

И стоимость изотопов в таком случае прямо пропорциональна тому количеству денег и усилий, которые затрачены на его выделение. И любой изотоп, которого очень немного, соответственно, стоит очень дорого. Большая проблема заключается в том, что стоит он дорого, но этот неуловимый Джо никому не нужен, потому что его никто не ищет. И вопрос - у вас есть редкий изотоп, и у него есть реальная цена. Но просто по этой цене его никто и никогда не будет покупать, потому что он никому не нужен. Что делать?

И тут мы возвращаемся к этой истории с задержанием Савенкова. Посмотрите, какая реклама создается осмию-187, совершенно ненужному веществу, не имеющему промышленного применения, в рамках задержания Савенкова. Все государственные органы, все журналисты, ФСБ, сами питерские власти начинают бегать и выяснять, зачем этот осмий нужен.

Они создают гигантскую рекламу этому осмию. Каждый питерский бандит и каждый питерский банкир знает, что это стоит 200 тысяч долларов грамм и это жутко интересная штука. И даже сам Владимир Владимирович Путин - внимание: Владимир Путин, - который тогда работает в питерской мэрии, дает интервью 17 марта 1994 года газете «Вечерний Петербург», когда говорит, что это очень важное и нужное изобретение для города, осмий-187.

«Изобретения, созданные в ходе этих работ, - я цитирую Путина, - запатентованы, т.е. защищены законом. Я встречался с изобретателем (по понятным причинам не называю его имени), обсуждал с ним все возникшие трудности. Ученый готов реализовать свои открытия…», в рамках того акционерного общества, которое первоначально предлагал создать Савенков.

И все обсуждают, правильно вывозили осмий или неправильно вывозили осмий. И даже Путин участвует в этой рекламной кампании осмия-187. И никто не задается вопросом - а зачем он нужен?

Что происходит дальше? В Радиевый институт имени Хлопина приходит письмо из-за границы, которое говорит: «Ребята, нам нужен осмий-187 в количестве 100 грамм». Представьте себе начало 90-х годов. Вернее, эта история с радиевым институтом, она происходила даже немножко раньше, они совпали по времени. Нищий радиевый институт, ученые, которые положили зубы на полку.

И тут им из-за границы этот заказ. Они бегут в госрезерв, они говорят: «Дайте нам, пожалуйста, 60 килограммов чистого осмия, мы выделим из него этот клятый изотоп и продадим, потому что он всё равно никому не нужен. Замечательно, мы накормимся». Ведь ученые в радиевом институте - надо отдать им должное - не сообразили, что осмий можно получить химическим путем из отвалов Джезказганского медного комбината.

Они честно пошли проторенной дорогой, они построили настоящую центрифугу, всё посчитали, там уже метод электромагнитной сепарации не выгоден в таких больших количествах, наработали 100 грамм этого осмия. Заграничные заказчики испарились. Остались они с осмием - и зубы на полке. 100 грамм, якобы 200 тысяч долларов за грамм.

Что происходит дальше? Приходит уже наш, российский заказчик, какие-то молодые ребята, очень хорошие, говорят: «Ребята, мы у вас купим этот осмий». Вы думаете за сколько? Ответ: «За 50 млн. долларов». Вы думаете, а в чем крючок-то? А эти молодые ребята говорят: «А осмий, он же стоит 200 тысяч долларов грамм. Вот у вас тут 100 грамм. Мы заложим этот осмий в качестве обеспечения по кредиту в коммерческом банке 200 млн. долларов, а после этого вам заплатим 50». Это гениальная история образца начала 90-х годов Питера.

Можно развести руки, потому что в ней есть несомненное знание физики и человеческой психологии (даже больше, чем знание физики). Я совершенно не сомневаюсь, что г-н Петрик знает физику в том объеме, в котором его знали средневековые алхимики, которые совершенно точно знали, что если ты властителю варишь золото и хочешь ему заморочить голову, то ты должен в полые палочки положить золото, они обгорят, и ты из тигля золото вынешь.

Но это история начала 90-х годов в Питере. И теперь эта история, такая же как с осмием-187, повторяется вот с этой самой «Чистой водой», с фильтрами, к которым есть очень серьезный вопрос по качеству очистки. Общество российских потребителей, кажется, даже в суд сейчас подает. И с фильтрами, сама технология изготовления которых не является ничем особенно новым, это повторение того, что было в этом маленьком бандитском Петербурге, лохастом, в начале 90-х.

И мы видим, что участвуют все те же люди. Я, конечно, понимаю, что Владимир Владимирович больше лично не участвует, если вообще он участвовал в этом осмии, если как-то случайно получилось это его интервью. Но все эти люди продолжают быть связанными. И все эти люди, скорее всего, просто не имеют сил противиться Петрику. И парадоксально, что государство, которое не способно обеспечить тушение пожаров, не способно обеспечить безопасность граждан, не способно обеспечить защиту от терроризма, оно способно обеспечить процветание изобретателя Виктора Петрика.