Индиум је сјајан сребрнаст метал који је толико мекан и пропадљив да се може огребати ноктом и савити у готово било који облик. У природи је индијум прилично редек и готово увек се налази као елемент у траговима у другим минералима - посебно у цинку и олову - из којих се обично добија као нуспродукт. Процењено је да му је у земљиној кори 0,1 део на милион (ппм) - мало обилније од сребра или живе, према Краљевском хемијском друштву.
Индијум има ниску тачку топљења метала: 313,9 степени Фаренхајта (156,6 степени Целзијуса). На било чему изнад ове температуре гори са љубичастим или индиго пламеном. Име Индиум потиче од сјајног индиго светла које показује у спектроскопу.
Само чињенице
- Атомски број (број протона у језгру): 49
- Атомски симбол (на периодној табели елемената): Ин
- Атомска маса (просечна маса атома): 114.8.8
- Густина: 7,31 грама по кубном центиметру
- Фаза на собној температури: Чврста
- Тачка топљења: 156,6 степени Ф: 313,88 степени Ф
- Тачка кључања: 2.072 Ц
- Број изотопа (атома истог елемента са различитим бројем неутрона): 35 чији је полуживот познат; 1 стабилан; 2 природно
- Најчешћи изотоп: Ин-115
Откриће
Индијум је открио 1863. немачки хемичар Фердинанд Рајх у Рударској школи Фреиберг у Немачкој. Реицх је проучавао узорак минералне мешавине цинка за коју је мислио да може садржавати недавно откривени елемент талијум. Након пржења руде да уклони већину сумпора, на преостале материје је нанео хлороводоничну киселину. Затим је приметио како се појављује жућкаста чврста супстанца. Сумњао је да би ово могао бити сулфид новог елемента, али пошто је био слеп у боји, замолио је колегу немачког хемичара Хијероним Т. Рицхтера да испита спектар узорка. Рихтер је приметио сјајну линију боје љубичасте боје, која се није подударала са спектралном линијом ниједног познатог елемента.
Радећи заједно, двојица научника изолирали су узорак новог елемента и најавили његово откриће. Нови елемент су назвали индиум, по латинској речи индицум, значи љубичаста. На жалост, њихова веза се погоршала када је Реицх сазнао да је Рицхтер тврдио да је проналазач, наводи Краљевско хемијско друштво (РСЦ).
Користи
Више од једног века након откривања индија, елемент је још увек лежао у релативној несигурности, јер нико није знао шта са тим. Данас је индијум од виталног значаја за светску економију у облику индијум-оксидовог оксида (ИТО). То је зато што ИТО остаје најбољи материјал за испуњавање растућих потреба за ЛЦД екранима (течни кристали) у екранима осетљивим на додир, телевизорима равног екрана и соларним панелима.
ИТО има неколико својстава која га чине савршеним за ЛЦД и друге дисплеје на равном екрану: Транспарентан је; води електричну енергију; снажно се лепи за стакло; одолијева корозији; хемијски и механички је стабилан.
ИТО се такође обично користи за израду танких премаза за стакло и огледала. На пример, када се премаже преко ветробранских стакала авиона или аутомобила, ИТО омогућава да се стакло одмрзне или уклони, па може да смањи захтеве за климатизацију.
Растућа потражња за ЛЦД екранима значајно је повећала индијске цене последњих година, саопштено је из РСЦ-а. Међутим, рециклирање и ефикасност производње помогли су стварању добре равнотеже између понуде и потражње.
Индијум се обично користи за прављење легура и често се назива „метал метала“, што значи да сићушни нивои индијума могу драстично променити легуру, наводи РСЦ. На пример, додавање мале количине индија у злато и легуре платине чини их много тежим. Индијунске легуре користе се за облагање лежајева мотора велике брзине и других металних површина. Његове легуре са ниским талиштем се такође користе у главама прскалица, протупожарним вратима и осигурачима.
Метал-индијум остаје необично мекан и пропустан на врло ниским температурама, што га чини савршеним за употребу у алатима потребним у екстремно хладним условима, као што су криогене пумпе и високо вакуумски системи. Још један јединствени квалитет је његова лепљивост, што га чини врло корисним као лемљење.
Индијум се користи у изради различитих електричних уређаја као што су исправљачи (уређаји који претварају наизменичну струју у директну), термистори (електрични отпори зависе од температуре) и фотопреводници (уређаји који повећавају електричну проводљивост када су изложени светлости).
Извор и обиље
Индиј се ретко налази у комбинацији са природом и обично се налази у рудама цинка, гвожђа, олова и бакра. То је 61. најчешће тело у Земљиној кори и око три пута обилније од сребра или живе, према америчком Геолошком прегледу (УСГС). Процењује се да у земљиној кори чини око 0,1 дела на милион (ппм). Цхемицоол према тежини процењује се да износи 250 делова на милијарду (ппб). Природни индијум је мешавина изотопа И-115 (95,72 процента) и И-113 (4,28 процената), преноси Енцицлопаедиа Британница.
Већина комерцијалног индија долази из Канаде и износи око 75 тона годишње. Резерве метала процењују се на више од 1500 тона. Према Леннтецх-у, култивирана тла понекад су богатија индијумом него некултивирана тла са неким нивоима и до 4 ппм.
Ко је знао?
- Индиум метал одаје високи „врисак“, када се савије. Слично као „лимени плач“, овај врисак звучи више као пуцкетање.
- Индијум је сличан галијуму по томе што лако влажи стакло и врло је користан за прављење легура са ниским талиштем. Легура која се састоји од 24 процента индијума и 76 процената галијума течна је на собној температури.
- Прва масовна примена индија била је превлака за лежајеве у моторима високих перформанси у Другом светском рату, наводи УСГС.
- Узорци некомбинованог индијум метала пронађени су у региону Русије, према Леннтецх-у.
Боље батерије
Превлака са индијумом може једног дана довести до снажнијих и дуготрајнијих литијумских батерија за поновно пуњење, показала је студија објављена у часопису Ангевандте Цхемие. Превлака са индијумом нудила би равномерније таложење литијума током пуњења, пуферисала све негативне споредне реакције и повећала складиштење.
Литијум-јонска батерија је врста пуњиве батерије која се обично користи у преносним технологијама, као што су мобилни телефони и лаптоп рачунари. Током пражњења, литијум јони прелазе из негативне електроде (аноде) у позитивну електроду (катоду). Док се батерија пуни, литијум-јони путују у супротном смеру - негативна електрода постаје катода, а позитивна електрода постаје анода.
Тренутно литијум-јонске батерије користе аноде од графита који се користе за складиштење литијума када се батерија напуни. Обећавајућа алтернатива употреби графита биле би металне аноде - попут литијумских метала - које би могле понудити много веће капацитете складиштења. Међутим, главни проблем при кориштењу металних анода је тај да се метални слој неједнако таложи док се батерија пуни. То доводи до стварања дендрита (кристална маса са гранастом стаблом сличном структуром). Након дуже употребе, ови дендрити постају толико велики да кратко спајају батерију.
Други проблем металних анода је да они изазивају нежељене нуспојаве између реактивних металних електрода и електролита (материјала који омогућава струју да тече између позитивних и негативних електрода). Ове реакције могу значајно смањити живот батерије.
Истраживачи са Политехничког института Ренсселаер и Универзитета Цорнелл увели су нову алтернативу: превлачење литијума у раствор соли индија. Слој индија је уједначен и само зацељује се када се електрода користи. Његов хемијски састав остаје исти и остаје нетакнут током циклуса пуњења / пражњења, спречавајући нежељене реакције, наводи се у саопштењу за истраживање студије у Сциенце Даили. Дендрити се такође елиминишу, омогућавајући површини да остане глатка и компактна.
