Metal índio: descrição, propriedades e aplicações

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

O elemento índio tem muitas propriedades úteis, graças às quais pode ser usado na exploração espacial, engenharia, eletrônica, indústria nuclear e outras indústrias. No entanto, é extremamente difícil encontrá-lo na natureza e separá-lo de outras substâncias. Por isso, é listado como um elemento raro. Quais são as propriedades do índio? É metal ou não metal? Vamos conhecer todos os seus recursos.

Histórico de descoberta de elementos

Indium foi descoberto pela primeira vez há apenas 154 anos. Em parte, isso aconteceu por acaso, porque seus descobridores procuravam um elemento completamente diferente. Em 1863, os químicos Theodor Richter e Ferdinand Reich tentaram detectar tálio no mineral esfalerita (zinc blende), um novo metal na época que ainda não havia sido estudado.

Para sua busca eles usaram a análise espectral de Kirchhoff e Bunsen. A essência do método é que, quando aquecidos a altas temperaturas, os átomos dos elementos começam a emitir luz correspondente a uma faixa de frequência específica. Pelo espectro desse brilho, você pode descobrir que tipo de elemento está à sua frente.

Tálio deve ter uma cor verde brilhante, mas os cientistas descobriram um brilho azul. Nenhum elemento conhecido tinha tal espectro, e os químicos perceberam queeles tiveram sorte. Devido às peculiaridades da sombra, eles nomearam seu achado com a cor índigo. E assim um novo metal, o índio, foi descoberto. E agora com mais detalhes sobre os recursos.

O que é esse metal?

Índio é um metal prateado claro e muito brilhante, que lembra o zinco. No sistema Periódico, pertence ao terceiro grupo, fica no número 49 e é denotado pelo símbolo In.

Existe na natureza como dois isótopos: In¹¹³ e In¹¹⁵. Este último é mais comum, mas é radioativo. Qual é o período do metal índio 115? Decai em 6·10^{14 anos, transformando-se em estanho. Existem também cerca de 20 isótopos artificiais que decaem muito mais rápido. O mais longevo entre eles tem meia-vida de 49 dias.}

Índio derrete a +156,5°C e entra em ebulição a +2072°C. Ele se presta facilmente ao forjamento e outros efeitos mecânicos e pode ser usado em joias. No entanto, devido à sua alta suavidade, deforma-se rapidamente. O metal pode ser facilmente dobrado, cortado com uma faca e até arranhado com a unha.

Propriedades Químicas

Em termos de suas propriedades químicas, é semelhante ao gálio ou alumínio. Não pode formar ligações sólidas contínuas com qualquer metal. Não reage com soluções alcalinas. Em determinadas temperaturas, reage com iodo, selênio, enxofre e seu dióxido, reage com cloro e bromo. Os metais que o circundam na Tabela Periódica se dissolvem facilmente no índio, a saber:tálio, estanho, gálio, chumbo, bismuto, mercúrio, cádmio.

Alguns fatos interessantes sobre o metal da Índia:

• Mesmo com uma longa permanência no ar, não desbota. Isso também não acontece quando o metal é derretido.
• Se você começar a dobrar o índio, ele fará um som característico, semelhante a um rangido ou crunch. Aparece a partir da deformação da rede cristalina da matéria.
• Índio queima a +800 °C, a chama é azul-violeta, ou índigo.
• Este é o metal mais macio que você pode segurar em suas mãos. Apenas o lítio o supera, mas é muito ativo e imediatamente oxida no ar, formando um álcali venenoso.
• A liga de índio com gálio é muito fusível e torna-se líquida já a +16 °C.

Contido na natureza

Metal índio não forma depósitos independentes. É muito disperso e extremamente raro na forma de pepitas. Os próprios minerais do índio incluem sakuranita, roquesita, patrukita e jalindita. No entanto, sua raridade os impede de serem usados na indústria.

Uma pequena quantidade de índio é encontrada na água do mar e da chuva, no petróleo e também nas cinzas do carvão. Devido à semelhança dos raios iônicos, o índio é capaz de se integrar nas redes cristalinas de ferro, magnésio, zinco, chumbo, magnésio, estanho, etc. Devido a isso, uma pequena quantidade dele às vezes é encontrada junto com eles.

Como regra, o teor de índio em minerais não excede 0,05-1%. A maior parte do metal é encontrada em esfalerita e marmarita. Geralmente issoquanto maior a concentração, quanto mais zinco, ferro e outros metais já citados.

Preço do metal

Índio foi isolado em sua forma pura apenas alguns anos após a descoberta. Devido à complexidade desse processo, um grama de índio foi então avaliado em cerca de US$ 700. E embora os métodos para obtê-lo tenham melhorado significativamente ao longo do século e meio, ainda é considerado raro e caro.

Hoje, seu preço médio é de 600-800 dólares por quilo e, surpreendentemente, não cai muito com o aumento de sua produção. A pureza do metal geralmente é indicada em sua marcação: IN-2, IN-1, IN-0, IN-00, IN-000, IN-00000. Quanto mais zeros, melhor e mais caro é. Por exemplo, o índio de grau IN-000 pode ser avaliado em cerca de US$ 2.000 por quilo.

O alto custo do metal índio é explicado pelo seu baixo teor na natureza e alta demanda. 600-800 toneladas são extraídas por ano, o que absolutamente não cobre todas as necessidades. Devido às suas propriedades únicas, é muito melhor e mais durável do que outros metais mais baratos. Para não perder um material tão valioso, em muitos países ele é reutilizado.

Onde se aplica

Metal índio aumenta a molhabilidade e resistência à corrosão da liga. Eles são revestidos com rolamentos de chumbo-prata, que são usados na aviação e na tecnologia automotiva. Também é capaz de diminuir o ponto de fusão de outros metais. Assim, sua mistura com estanho, chumbo, cádmio e bismuto derretea 46,5°C, tornando-o adequado para alarmes de incêndio.

Óxido de estanho de índio é usado para semicondutores e várias soldas. Além disso, é utilizado para a fabricação de monitores de computador, telas de TV e tablets. Ligado com prata ou sozinho, é usado para espelhos astronômicos e espelhos de faróis de carros.

É excelente para criar fotocélulas, fósforos, materiais termoelétricos, vedações em tecnologia espacial. O índio absorve bem os nêutrons e pode ser usado em reatores nucleares.

Nada se sabe sobre o papel biológico desse elemento em nosso corpo, mas também tem sido usado na medicina. É usado como droga radioativa no diagnóstico do fígado, cérebro e pulmões para detectar tumores e outras doenças.

Métodos de obtenção

A principal quantidade de metal índio é extraída de depósitos de zinco e estanho. É obtido a partir de resíduos do processamento de minérios polimetálicos, estanho, chumbo-zinco. A separação e purificação do índio é realizada em várias etapas.

Primeiro, é precipitado ajustando o nível de acidez da solução. O "black metal" resultante precisa ser limpo. Isso é feito por refino por fusão por zona ou de outras maneiras.

Hoje, o Canadá é um dos principais produtores da Índia. Além disso, grandes volumes de metal são extraídos pelos EUA, China, Japão e Coréia do Sul. No entanto, os estoquesdeste elemento são muito limitados, espera-se que se esgotem dentro de algumas décadas.