Osmio
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| Generalità | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Nome, Simbolo, Numero atomico | osmio, Os, 76 | ||||||||
| Serie chimica | metalli di transizione | ||||||||
| Gruppo, Periodo, Blocco | 8 (VIIIB), 6, d | ||||||||
| Densità , Durezza | 22610 kg/m3, 7 | ||||||||
| Aspetto | agrento-bluastro |
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| Proprietà atomiche | |||||||||
| Peso atomico | 190,23 amu | ||||||||
| Raggio atomico (calc.) | 130 (185) pm | ||||||||
| Raggio covalente | 128 pm | ||||||||
| Raggio di van der Waals | nessun dato | ||||||||
| Configurazione elettronica | [Xe]4f145d66s2 | ||||||||
| elettroni (e-) per livello energetico | 2, 8, 18, 32, 14, 2 | ||||||||
| Stati di ossidazione | 4, 6, 8 (mediamente acido) |
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| Struttura cristallina | esagonale | ||||||||
| Proprietà fisiche | |||||||||
| Stato a temperatura ambiente | solido | ||||||||
| Punto di fusione | 3306 K (3033°C) | ||||||||
| Punto di ebollizione | 5285 K (5012°C) | ||||||||
| Volume molare | 8,42 × 10-6 m3/mol | ||||||||
| Calore di evaporazione | 627,6 kJ/mol | ||||||||
| Calore di fusione | 31,8 kJ/mol | ||||||||
| Tensione di vapore | 2,52 Pa a 3300 K | ||||||||
| Velocità del suono | 4940 m/s a 293,15 K | ||||||||
| Varie | |||||||||
| Elettronegatività | 2,2 (scala di Pauling) | ||||||||
| Calore specifico | 130 J/(kg*K) | ||||||||
| Conducibilità elettrica | 1,09 × 107 /m ohm | ||||||||
| Conducibilità termica | 87,6 W/(m*K) | ||||||||
| Energia di prima ionizzazione | 840 kJ/mol | ||||||||
| Energia di seconda ionizzazione | 1600 kJ/mol | ||||||||
| Isotopi più stabili | |||||||||
| iso | NA | TD | DM | DE | DP | ||||
| 184Os | 0,02% | >5,6 × 1013 anni | α | -- | 180W | ||||
| 185Os | sintetico | 93,6 d | ε | 1,013 | 185Re | ||||
| 186Os | 1,59% | >2 × 1015 anni | α | 2,822 | 182W | ||||
| 187Os | 1,96% | Os è stabile con 111 neutroni | |||||||
| 188Os | 13,24% | Os è stabile con 112 neutroni | |||||||
| 189Os | 16,15% | Os è stabile con 113 neutroni | |||||||
| 190Os | 26,26% | Os è stabile con 114 neutroni | |||||||
| 191Os | sintetico | 15,4 d | β- | 0,314 | 191Ir | ||||
| 192Os | 40,78% | Os è stabile con 116 neutroni | |||||||
| 193Os | sintetico | 30,11 h | β- | 1,141 | 193Ir | ||||
| 194Os | sintetico | 6 anni | β- | 0,097 | 194Ir | ||||
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iso = isotopo |
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L'osmio è l'elemento chimico di numero atomico 76. Il suo simbolo è Os.
È un metallo di transizione della famiglia del platino: è un metallo duro, fragile, di color blu-grigio o blu nerastro e si usa in alcune leghe con il platino e l'iridio. Si trova in natura in lega con il platino, nei minerali di quest'ultimo. Il suo tetrossido si usa nel rilevamento delle impronte digitali, il metallo puro o legato nei contatti elettrici, nei pennini delle penne stilografiche e in altre applicazioni dove è necessaria una estrema durezza e resistenza all'usura.
Indice |
[modifica] Caratteristiche
L'osmio metallico è estremamente denso, di color bianco-blu, fragile e lucido anche ad alte temperature, ma è estremamente difficile da ottenere. La polvere di osmio è ottenibile più facilmente, ma in queste condizioni l'osmio reagisce con l'ossigeno dell'aria ossidandosi in tetrossido di osmio (OsO4), che è velenoso. Quest'ossido è anche un potente agente ossidante, ha un forte odore caratteristico e bolle a 130°C.
Per la sua grande densità l'osmio è in genere considerato l'elemento più pesante di tutti, superando di poco l'iridio; tuttavia per il calcolo della densità a partire dalla matrice cristallina si ottengono risultati più affidabili delle misure dirette, ottenendo per l'iridio un risultato di 22650 kg/m3 contro 22661 kg/m3 per l'osmio: in pratica non è possibile stabilire attualmente quale dei due elementi sia il più denso in assoluto, perché i due valori sono troppo vicini. Volendo distinguere i vari isotopi, il più pesante sarebbe il 192osmio.
Questo metallo ha anche il più alto punto di fusione e la più bassa tensione di vapore della famiglia del platino. Gli stati di ossidazione più comuni dell'osmio sono +4 e +3, ma può assumere tutti gli stati da +1 a +8.
[modifica] Applicazioni
A causa dell'estrema tossicità del suo ossido, l'osmio è raramente usato puro; viene invece spesso legato ad altri metalli in applicazioni che richiedono un'elevata resistenza all'usura. Le leghe di osmio sono molto dure e, eventualmente addizionate di altri metalli del gruppo del platino, trovano impiego nella produzione di pennini per penne stilografiche, puntine di giradischi, perni e contatti elettrici.
Il tetrossido di osmio ha trovato impiego nel rilevamento delle impronte digitali e nella colorazione dei tessuti grassi per la preparazione di vetrini per microscopia. Una lega 90:10 platino:osmio è usata per produrre impianti chirurgici quali stimolatori cardiaci e valvole polmonari.
Il tetrosido di osmio e l'osmiato di potassio trovano uso come agenti ossidanti nella sintesi chimica.
[modifica] Storia
L'osmio (dal greco osme, puzza) fu scoperto nel 1803 da Smithson Tennant, a Londra. Lo isolò insieme all'iridio dal residuo ottenuto dallo scioglimento del platino nell'acqua regia.
[modifica] DisponibilitÃ
L'osmio si trova nell'iridosmio, una lega naturale di osmio e iridio, e nelle sabbie fluviali ricche di platino degli Urali e delle Americhe. Si trova inoltre nei minerali di nichel della regione di Sudbury, nell'Ontario accompagnato ad altri metalli del gruppo del platino. Benché la concentrazione di questi metalli sia esigua, il grande volume di minerale trattato rende la produzione di questi metalli rari economicamente possibile.
[modifica] Composti
Il più comune è il tetrossido di osmio OsO4.
[modifica] Isotopi
L'osmio in natura si presenta come una miscela di sette isotopi, di cui cinque sono stabili; 187Os, 188Os, 189Os, 190Os ed il più abbondante 192Os. 184Os e 186Os sono instabili, ma la loro emivita è talmente lunga da poter essere considerati stabili per qualsiasi applicazione pratica.
187Os è il prodotto del decadimento di 187Re, la cui emivita è 4,56 × 1010 anni. Il rapporto 187Os/188Os insieme al rapporto 187Re/187Os viene usato per la datazione di rocce di origine terrestre e meteorica.
La più notevole datazione basata sull'osmio è quella che, insieme alla misura del tenore di iridio, è stata condotta sullo strato di quarzo lungo la giunzione K-T risalente a circa 65 milioni di anni fa che segna il periodo di estinzione dei dinosauri.
[modifica] Precauzioni
Il tetrossido di osmio è altamente tossico. Concentrazioni di osmio nell'aria dell'ordine di 10-7 g/m3 sono ritenute sufficienti a causare congestione delle vie respiratorie e danni a pelle e occhi.
[modifica] CuriositÃ
Recentemente, presso il Lawrence Livermore National Laboratory (California) un campione di osmio è stato sottoposto ad una pressione di 600.000 atmosfere e la sua resistenza alla compressione (il «modulo di carico») è risultata essere superiore a quella del diamante (462 gigapascal contro 443 gigapascal), ritenuta da sempre quella più grande in assoluto. Tale caratteristica apre nuove frontiere per lo sviluppo di applicazioni industriali con l'utilizzo di osmio (per esempio per il taglio di acciaio ad alte temperature).
[modifica] Altri progetti
Wikimedia Commons contiene file multimediali su Osmio
Wikizionario contiene la voce di dizionario «osmio»
[modifica] Collegamenti esterni
- (EN) Los Alamos National Laboratory - Osmium
- (EN) WebElements.com - Osmium
- (EN) EnvironmentalChemistry.com - Osmium
La tavola periodica degli elementi
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