Irídio: Propriedades e usos do elemento

Descrição

O irídio é um metal denso e resistente à corrosão, famoso por sua aparência branco-prateada e sua extrema estabilidade. O irídio é considerado um dos metais mais raros e valiosos da Terra, servindo para aplicações importantes em componentes aeroespaciais, velas de ignição, contatos elétricos e várias outras ligas de alta resistência.

Irídio, o elemento:

O irídio pertence ao grupo de metais PGM e é um dos elementos mais raros da crosta terrestre. O químico britânico Smithson Tennant descobriu esse elemento no início do século XIX e, desde a descoberta do irídio a partir de minérios de platina, ele tem sido de grande interesse para cientistas e industriais. Seu número atômico é 77, enquanto o peso atômico é 192,217, o que o torna uma mercadoria valiosa, mas escassa. Os grandes pontos de fusão e ebulição do irídio, de 2446 °C e 4130 °C, respectivamente, tornam esse elemento especialmente aplicável a condições de alta temperatura e alta tensão, daí seu papel contínuo em muitos avanços tecnológicos.

Propriedades químicas:

O irídio apresenta uma série de propriedades químicas incomuns à maioria dos metais. Em especial, ele é altamente resistente à corrosão, à oxidação e ao desgaste. Mesmo nos ambientes mais reativos, o irídio mantém sua integridade estrutural devido à sua natureza inerte. Essa resistência à degradação decorre diretamente do fato de que ele pode suportar dois estados de oxidação estáveis, +3 e +4, em vários de seus compostos. Devido a essa estabilidade, o irídio tem ampla aplicação em processos catalíticos, especialmente aqueles que exigem que o metal permaneça ou trabalhe em condições ácidas ou de alta temperatura.

A inércia química do irídio é outro aspecto que torna esse metal útil em aplicações em que ele entra em contato com produtos químicos agressivos, por exemplo, ácido sulfúrico ou nítrico. Isso, por sua vez, é um pré-requisito para a fabricação de peças resistentes à corrosão usadas nos setores químico e farmacêutico. Sua excelente resistência à oxidação em alta temperatura amplia sua função em aplicações relacionadas à energia.

Propriedades físicas:

As propriedades físicas fazem do irídio um dos elementos mais robustos da tabela periódica. Sua densidade é de cerca de 22,56 g/cm³, quase o dobro da do chumbo, e essa alta densidade contribui para sua notável robustez. O irídio tem um alto ponto de fusão de 2446°C; sua capacidade de manter a resistência em temperaturas extremas significa que ele tem várias aplicações industriais importantes em que os materiais precisam manter o desempenho sob alto estresse térmico.

Além de seu ponto de fusão extremamente alto, o irídio é extremamente duro e resistente ao desgaste. Isso o torna muito útil em aplicações nas quais as peças mecânicas sofrem abrasão frequente. Quer seja usado em velas de ignição para motores de alto desempenho ou em aplicações aeroespaciais, a durabilidade do irídio significa que ele tem um desempenho confiável em condições difíceis.

Para obter mais informações, consulte a Stanford Advanced Materials (SAM).

Usos comuns:

O irídio tem propriedades físicas e químicas superiores, o que o torna indispensável em uma ampla gama de aplicações de alto desempenho.

1. velas de ignição: O irídio é usado para fabricar velas de ignição para motores de aeronaves, motores automotivos de alta velocidade e aplicações aliadas de alto desempenho, pois sua excelente condutividade elétrica e boa resistência à degradação térmica fazem com que ele tenha um bom desempenho em motores sob condições extremas.

2. Aeroespacial: O irídio é capaz de trabalhar em temperaturas extremamente altas e, por isso, é encontrado em bicos, eletrodos e outros componentes essenciais no setor aeroespacial. Isso inclui peças de naves espaciais que precisam funcionar no espaço e motores de aeronaves que operam em temperaturas extremamente altas.

3. Ligas de alta resistência: O irídio é combinado com outros metais para a fabricação de ligas de alta resistência usadas em aplicações em que as peças mecânicas são expostas a altas tensões, como lâminas de turbinas, dispositivos médicos e outros componentes críticos. Sua excelente resistência à corrosão aumenta ainda mais a longevidade e a confiabilidade dessas ligas.

4. Instrumentos científicos: O irídio é usado na fabricação de instrumentos e equipamentos científicos que precisam ser resistentes a altas temperaturas e ambientes corrosivos. Por exemplo, isso inclui termopares, tubos de vácuo e outros instrumentos de alta tecnologia associados à pesquisa nas áreas de física, química e ciência dos materiais.

5. Contatos e revestimentos elétricos: A resistência e a condutividade elétrica do irídio fazem dele um material ideal para contatos e revestimentos elétricos. Eles são utilizados em muitos dispositivos eletrônicos que vão desde reatores nucleares até circuitos elétricos de alta potência.

6. Catalisadores: O irídio é empregado como catalisador em vários processos químicos, especialmente em reações de hidrogenação. Sua inércia e estabilidade em condições de alta pressão e alta temperatura o tornam um catalisador eficiente na produção de produtos químicos finos, farmacêuticos e petroquímicos.

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Métodos de preparação:

O irídio é extraído principalmente como um subproduto da mineração de platina; portanto, o suprimento é limitado. Nesse processo, os PGMs, como platina, paládio e ródio, são extraídos. O irídio é separado por diferentes procedimentos químicos complicados, incluindo extração com solvente, precipitação química e técnicas de refino em alta temperatura. Devido à sua raridade e à complexidade de sua extração, a produção do irídio é geralmente mais cara do que a de muitos outros metais.

A extração exige equipamentos especiais e condições de alta pressão e temperatura para atingir a pureza necessária. Após o refinamento, o irídio é usado na fabricação de vários produtos industriais de alto valor, incluindo certas ligas e componentes para uso em eletrônica, aeroespacial e outras tecnologias avançadas.

Perguntas frequentes:

1. O que torna o irídio tão valioso em aplicações industriais?

Com a grande resistência do irídio à corrosão e à oxidação, além de seu ponto de fusão e densidade muito altos, ele se torna um material ideal para indústrias que envolvem condições extremas, como as aplicações aeroespaciais, automotivas e eletrônicas.

2. Como o irídio é extraído?

O irídio é obtido como um subproduto da mineração feita para produzir platina. O refino de minérios metálicos do grupo da platina em temperaturas muito altas, com processos químicos específicos, separa o irídio.

3. Quais são algumas das aplicações comuns do irídio?

O irídio é usado em velas de ignição, ligas de alta resistência, instrumentos científicos, contatos elétricos, revestimentos e como catalisador em vários processos químicos.

4. Por que o irídio é considerado um dos elementos mais raros?

O irídio é considerado um elemento raro devido à sua baixa concentração na crosta terrestre, à dificuldade de sua extração e aos processos que exigem recursos intensivos para refiná-lo.

5. Como as propriedades físicas do irídio contribuem para os usos industriais do elemento?

A alta densidade do irídio, a resistência ao desgaste, o alto ponto de fusão e a resistência a temperaturas elevadas o tornam indispensável em aplicações de alto desempenho que exigem durabilidade, precisão e confiabilidade.