Ind - Indium

Indu,  49 W
Ind.jpg
Ind
Wymowa / n d i ə m / ( W -dee-əm )
Wygląd zewnętrzny srebrzysty połyskujący szary
Średnia masa atomowa R std (w) 114.818(1)
Ind w układzie okresowym
Wodór Hel
Lit Beryl Bor Węgiel Azot Tlen Fluor Neon
Sód Magnez Aluminium Krzem Fosfor Siarka Chlor Argon
Potas Wapń Skand Tytan Wanad Chrom Mangan Żelazo Kobalt Nikiel Miedź Cynk Gal German Arsen Selen Brom Krypton
Rubid Stront Itr Cyrkon Niob Molibden Technet Ruten Rod Paladium Srebro Kadm Ind Cyna Antymon Tellur Jod Ksenon
Cez Bar Lantan Cer Prazeodym Neodym promet Samar Europ Gadolin Terb Dysproz Holmium Erb Tul Iterb Lutet Hafn Tantal Wolfram Ren Osm Iryd Platyna Złoto Rtęć (pierwiastek) Tal Ołów Bizmut Polon Astatin Radon
Francium Rad Aktyn Tor Protaktyn Uran Neptun Pluton Ameryk Kiur Berkel Kaliforn Einsteina Ferm Mendelew Nobel Wawrzyńca Rutherford Dubnium Seaborgium Bohrium Hass Meitnerium Darmsztadt Rentgen Kopernik Nihon Flerow Moskwa Livermorium Tennessine Oganesson
Ga

In

Tl
kadmindcyna
Liczba atomowa ( Z ) 49
Grupa grupa 13 (grupa boru)
Okres okres 5
Blok   p-blok
Konfiguracja elektronów [ Kr ] 4d 10 5s 2 5p 1
Elektrony na powłokę 2, 8, 18, 18, 3
Właściwości fizyczne
Faza STP solidny
Temperatura topnienia 429.7485  K (156.5985 °C, ​313.8773 °F)
Temperatura wrzenia 2345 K (2072 ° C, 3762 ° F)
Gęstość (w pobliżu  rt ) 7,31 g / cm 3
w stanie ciekłym (przy  mp ) 7,02 g / cm 3
Potrójny punkt 429,7445 K, ~ 1 kPa
Ciepło stapiania 3,281  kJ/mol
Ciepło parowania 231,8 kJ/mol
Molowa pojemność cieplna 26,74 J/(mol·K)
Ciśnienie pary
P  (Pa) 1 10 100 1 tys 10 tys 100 tys
T  (K) 1196 1325 1485 1690 1962 2340
Właściwości atomowe
Stany utleniania -5, -2, -1, +1, +2, +3 (  tlenek amfoteryczny )
Elektroujemność Skala Paulinga: 1,78
Energie jonizacji
Promień atomowy empiryczny: 167  pm
Promień kowalencyjny 142±5 po południu
Promień Van der Waalsa 193 po południu
Kolorowe linie w zakresie spektralnym
Linie widmowe indu
Inne właściwości
Naturalne występowanie pierwotny
Struktura krystaliczna Ciało skoncentrowane czworokątny
Struktura kryształu czworokątna skoncentrowana na ciele dla indu
Prędkość dźwięku cienki pręt 1215 m/s (przy 20 °C)
Rozszerzalność termiczna 32,1 µm/(m⋅K) (przy 25 °C)
Przewodność cieplna 81,8 W/(m⋅K)
Rezystancja 83,7 nΩ⋅m (przy 20 °C)
Zamawianie magnetyczne diamagnetyczny
Molowa podatność magnetyczna -64,0 × 10 -6  cm 3 /mol (298 K)
Moduł Younga 11 GPa
Twardość Mohsa 1.2
Twardość Brinella 8,8–10,0 MPa
Numer CAS 7440-74-6
Historia
Odkrycie Ferdynand Reich i Hieronymous Theodor Richter (1863)
Pierwsza izolacja Hieronim Theodor Richter (1864)
Główne izotopy indu
Izotop Obfitość Okres półtrwania ( t 1/2 ) Tryb zaniku Produkt
111 W syn 2,8 dnia ε 111 Cd
113 W 4,28% stabilny
115 W 95,72% 4,41×10 14  lat β 115 Sn
Kategoria Kategoria: Ind
| Bibliografia

Ind to pierwiastek chemiczny o symbolu  In i liczbie atomowej 49. Ind jest najmiększym metalem, który nie jest metalem alkalicznym . Jest to srebrzystobiały metal przypominający wyglądem cynę . Jest to metal po transformacji, który stanowi 0,21  części na milion skorupy ziemskiej. Ind ma temperaturę topnienia wyższą niż sód i gal , ale niższą niż lit i cyna. Pod względem chemicznym ind jest podobny do galu i talu i jest w dużej mierze pośredni między nimi pod względem właściwości. Indu została odkryta w 1863 roku przez Ferdynanda Rzeszy i Theodor Richter według metod spektroskopowych . Nazwali go od niebieskiej linii indygo w jej widmie. Ind został wyizolowany w następnym roku.

Ind jest pomniejszym składnikiem rud siarczkowych cynku i jest wytwarzany jako produkt uboczny rafinacji cynku . Jest on stosowany przede wszystkim w przemyśle półprzewodników , w stopach metali o niskiej temperaturze topnienia, takich jak luty , w wysokopróżniowych uszczelnieniach z miękkiego metalu oraz w produkcji przezroczystych przewodzących powłok z tlenku indowo-cynowego (ITO) na szkle. Ind jest uważany za pierwiastek krytyczny dla technologii .

Ind nie odgrywa żadnej roli biologicznej. Jego związki są toksyczne po wstrzyknięciu do krwiobiegu. Większość narażenia zawodowego następuje poprzez połknięcie, z którego związki indu nie są dobrze wchłaniane, oraz przez wdychanie, z którego są one wchłaniane umiarkowanie.

Nieruchomości

Fizyczny

Ind zwilżający szklaną powierzchnię probówki

Ind jest silvery- białe , bardzo ciągliwego metalu po transformacji z jasnym połysku . Jest tak miękki ( twardość Mohsa 1,2), że podobnie jak sód można go kroić nożem. Pozostawia również widoczną linię na papierze. Należy do grupy 13 układu okresowego pierwiastków, a jego właściwości są przeważnie pośrednie między jego pionowymi sąsiadami, galem i talem . Podobnie jak w przypadku cyny , podczas zginania indu słychać piskliwy krzyk – trzaski spowodowane łączeniem się kryształów . Podobnie jak gal, ind może zwilżać szkło. Podobnie jak oba, ind ma niską temperaturę topnienia , 156,60 ° C (313,88 ° F); wyższy niż jego lżejszy homolog, gal, ale niższy niż jego cięższy homolog, tal, i niższy niż cyna. Temperatura wrzenia wynosi 2072 ° C (3762 ° F), wyższa niż talu, ale niższa niż gal, odwrotnie do ogólnej tendencji temperatur topnienia, ale podobnie do tendencji w dół innych grup metali po przemianie z powodu słabości wiązania metalicznego z kilkoma zdelokalizowanymi elektronami.

Gęstość indu, 7,31 g / cm 3 , jest większa niż galu, ale niższa niż talu. Poniżej temperatury krytycznej 3,41  K ind staje się nadprzewodnikiem . Ind krystalizuje w skoncentrowanym na ciele układzie czworokątnym w grupie przestrzennej I 4/ mmm ( parametry siecia  = 325  pm , c  = 495 pm): jest to nieco zniekształcona struktura sześcienna centrowana twarzą , gdzie każdy atom indu ma cztery sąsiedzi w odległości 324 po południu i ośmiu sąsiadów nieco dalej (336 po południu). Ind ma większą rozpuszczalność w ciekłej rtęci niż jakikolwiek inny metal (ponad 50% masowych indu w temperaturze 0 °C). Ind wykazuje ciągliwą reakcję lepkoplastyczną , która jest niezależna od rozmiaru pod względem rozciągania i ściskania. Jednak ma wpływ na wielkość w zginaniu i wgnieceniu, związany ze skalą długości rzędu 50-100 µm, znacznie większą w porównaniu z innymi metalami.

Chemiczny

Ind ma 49 elektronów, z konfiguracją elektronową [ Kr ] 4d 10 5s 2 5p 1 . W związkach ind najczęściej przekazuje trzy skrajne elektrony, aby stać się indem (III), In 3+ . W niektórych przypadkach para elektronów 5s nie jest przekazywana, w wyniku czego powstaje ind(I), In + . Stabilizację stanu jednowartościowego przypisuje się efektowi pary inertnej , w którym efekty relatywistyczne stabilizują orbital 5s, obserwowany w cięższych pierwiastkach. Tal (cięższy homolog indu ) wykazuje jeszcze silniejszy efekt, powodując, że utlenianie do talu(I) jest bardziej prawdopodobne niż do talu(III), podczas gdy gal (lżejszy homolog indu) zwykle wykazuje tylko stopień utlenienia +3. Tak więc, chociaż tal(III) jest umiarkowanie silnym środkiem utleniającym , ind(III) nim nie jest, a wiele związków indu(I) jest silnymi środkami redukującymi . Podczas gdy energia wymagana do włączenia s-elektronów do wiązania chemicznego jest najniższa dla indu spośród metali grupy 13, energie wiązań zmniejszają się w dół grupy, tak że przez ind energia uwalniana podczas tworzenia dwóch dodatkowych wiązań i osiągania stanu +3 nie jest zawsze wystarczająco dużo, aby przeważyć energię potrzebną do zaangażowania 5s-elektronów. Tlenek i wodorotlenek indu(I) są bardziej zasadowe, a tlenek i wodorotlenek indu(III) są bardziej kwaśne.

Dla indu podano szereg standardowych potencjałów elektrod, w zależności od badanej reakcji, co odzwierciedla zmniejszoną stabilność stopnia utlenienia +3:

W 2+ + e ⇌ W + E 0 = -0,40 V
W 3+ + e ⇌ Za 2+ E 0 = -0,49 V
W 3+ + 2 e ⇌ W + E 0 = -0,443 V
W 3+ + 3 e ⇌ W E 0 = -0,3382 V
W + + e ⇌ W E 0 = -0,14 V

Metaliczny ind nie reaguje z wodą, ale jest utleniany przez silniejsze środki utleniające, takie jak halogeny, do związków indu(III). Nie tworzą borek , krzemek , lub węglik i wodorek InH 3 jest w najlepszym przypadku istnienia przejściowy eterowych roztworów w niskich temperaturach jest niestabilny wystarczająco spontanicznie polimeryzuje bez koordynacji. Ind jest raczej zasadowy w roztworze wodnym, wykazując jedynie niewielkie właściwości amfoteryczne iw przeciwieństwie do lżejszych homologów glinu i galu jest nierozpuszczalny w wodnych roztworach alkalicznych.

Izotopy

Ind ma 39 znanych izotopów , których liczba masowa wynosi od 97 do 135. Tylko dwa izotopy występują naturalnie jako nuklidy pierwotne : ind-113, jedyny stabilny izotop , oraz ind-115, którego okres półtrwania wynosi 4,41 × 10 14 lat , cztery rzędy wielkości większe niż wiek Wszechświata i prawie 30 000 razy większe niż naturalny tor . Okres półtrwania 115 In jest bardzo długi, ponieważ rozpad beta do 115 Sn jest zabroniony . Ind-115 stanowi 95,7% całego indu. Ind jest jednym z trzech znanych pierwiastków (pozostałe to tellur i ren ), których stabilny izotop występuje w przyrodzie mniej niż długowieczne pierwotne radioizotopy.

Najstabilniejszym sztucznym izotopem jest ind-111 , którego okres półtrwania wynosi około 2,8 dnia. Wszystkie inne izotopy mają okres półtrwania krótszy niż 5 godzin. Ind ma również 47 stanów meta, wśród których ind-114m1 (okres półtrwania około 49,51 dni) jest najbardziej stabilnym, bardziej stabilnym stanem podstawowym jakiegokolwiek izotopu indu innego niż pierwotny. Cały rozpad przez przejście izomeryczne . Izotopy indu lżejsze niż 115 In ulegają rozpadowi głównie poprzez wychwytywanie elektronów lub emisję pozytonów, tworząc izotopy kadmu , podczas gdy inne izotopy indu od 115 In i większe ulegają rozpadowi głównie poprzez rozpad beta-minus, tworząc izotopy cyny.

Związki

Ind(III)

InCl 3 (na zdjęciu struktura) jest powszechnym związkiem indu.

Tlenek indu(III) , In 2 O 3 , powstaje, gdy metaliczny ind jest spalany w powietrzu lub gdy wodorotlenek lub azotan są ogrzewane. W 2 O 3 przyjmuje strukturę podobną do tlenku glinu i jest amfoteryczny, który może reagować zarówno z kwasami, jak i zasadami. Ind reaguje z wodą, aby odtworzyć rozpuszczalny wodorotlenek indu (III) , który jest również amfoteryczny; z alkaliami do produkcji indatów(III); oraz z kwasami do wytworzenia soli indu(III):

In(OH) 3 + 3 HCl → InCl 3 + 3 H 2 O

Znane są również analogiczne seskwichalkogeny z siarką , selenem i tellurem . Ind tworzy oczekiwane trójhalogenki . Chlorowanie, bromowanie i jodowanie In daje bezbarwny InCl 3 , InBr 3 i żółty InI 3 . Związki te są kwasami Lewisa , nieco podobnymi do lepiej znanych trihalogenków glinu. Znowu, jak w odpowiednim związkiem glinu InF 3 jest polimerowym.

Bezpośrednia reakcja indu z azotowce wytwarza szare lub półmetali III-V półprzewodników . Wiele z nich powoli rozkłada się w wilgotnym powietrzu, co wymaga starannego przechowywania związków półprzewodnikowych, aby nie dopuścić do kontaktu z atmosferą. Azotek indu jest łatwo atakowany przez kwasy i zasady.

Ind(I)

Związki indu(I) nie są powszechne. Chlorek, bromek i jodek są głęboko zabarwione, w przeciwieństwie do trójhalogenków macierzystych, z których są przygotowywane. Fluorek jest znany tylko jako niestabilny związek gazowy. Czarny proszek tlenku indu(I) powstaje, gdy tlenek indu(III) rozkłada się po podgrzaniu do 700°C.

Inne stany utlenienia

Rzadziej ind tworzy związki na +2 stopniu utlenienia, a nawet na ułamkowych stopniach utlenienia. Zazwyczaj takie materiały mają wiązania In–In, zwłaszcza w halogenkach In 2 X 4 i [In 2 X 6 ] 2− oraz różnych podchalkogenach, takich jak In 4 Se 3 . Wiadomo, że kilka innych związków łączy ind (I) i ind (III), takich jak In I 6 (In III Cl 6 ) Cl 3 , In I 5 (In III Br 4 ) 2 (In III Br 6 ), In I W III Br 4 .

Związki indowoorganiczne

Związki indu organicznego posiadają wiązania In-C. Większość z nich to pochodne In(III), ale wyjątkiem jest cyklopentadienylindium(I) . Był to pierwszy znany związek organoindu(I) i jest polimeryczny, składający się z zygzakowatych łańcuchów naprzemiennych atomów indu i kompleksów cyklopentadienylowych . Być może najbardziej znanym związkiem organoindu jest trimetyloind , In(CH 3 ) 3 , używany do wytwarzania niektórych materiałów półprzewodnikowych.

Historia

W 1863 roku niemieccy chemicy Ferdinand Reich i Hieronymous Theodor Richter badali rudy z kopalń w okolicach Freibergu w Saksonii . Rozpuszczono minerały piryt , arsenopiryt , galenę i sfaleryt w kwasie solnym i destylowanym surowym chlorku cynku . Reich, który był daltonistą , zatrudnił Richtera jako asystenta do wykrywania kolorowych linii widmowych. Wiedząc, że rudy z tego regionu czasami zawierają tal , szukali zielonych linii widmowych emisji talu. Zamiast tego znaleźli jasnoniebieską linię. Ponieważ ta niebieska linia nie pasowała do żadnego znanego pierwiastka, wysunęli hipotezę, że w minerałach był obecny nowy pierwiastek. Nazwali ten pierwiastek indium, od koloru indygo widocznego w jego widmie, po łacinie indicum , co oznacza „Indii”.

Richter wyizolował metal w 1864 roku. Sztabka o wadze 0,5 kg (1,1 funta) została zaprezentowana na targach światowych w 1867 roku. Reich i Richter później pokłócili się, gdy ten ostatni twierdził, że jest jedynym odkrywcą.

Występowanie

żółte kwadraty z czerwonymi i niebieskimi strzałkami
Proces s działający w zakresie od srebra do antymonu

Ind powstaje w wyniku długotrwałego (do tysięcy lat) procesu s (powolnego wychwytywania neutronów) w gwiazdach o małej lub średniej masie (zakres masy od 0,6 do 10 mas Słońca ). Kiedy atom srebra-109 wychwytuje neutron, przekształca się on w srebro-110, które następnie ulega rozpadowi beta, aby stać się kadmem-110. Wychwytując kolejne neutrony, staje się kadmem-115, który rozpada się na ind-115 w wyniku kolejnego rozpadu beta . To wyjaśnia, dlaczego izotop promieniotwórczy występuje w większej ilości niż stabilny. Trwały izotop indu, ind-113, jest jednym z p-jąder , którego pochodzenie nie jest w pełni poznane; chociaż wiadomo, że ind-113 jest wytwarzany bezpośrednio w procesach s i r (szybkie wychwytywanie neutronów), a także jako córka bardzo długowiecznego kadmu-113, którego okres półtrwania wynosi około ośmiu biliardów lat, to nie może obejmować całego indu-113.

Ind jest 68. najobficiej występującym pierwiastkiem w skorupie ziemskiej w ilości około 50 ppb . Jest to podobne do obfitości w skorupie ziemskiej srebra , bizmutu i rtęci . Bardzo rzadko tworzy własne minerały lub występuje w formie pierwiastkowej. Znanych jest mniej niż 10 minerałów indu, takich jak rokezyt (CuInS 2 ), i żaden z nich nie występuje w stężeniach wystarczających do ekonomicznego wydobycia. Zamiast tego ind jest zwykle śladowym składnikiem bardziej powszechnych minerałów rudy, takich jak sfaleryt i chalkopiryt . Z nich może być ekstrahowany jako produkt uboczny podczas wytapiania. Chociaż wzbogacenie indu w tych złożach jest wysokie w stosunku do jego zasobności w skorupę, przy obecnych cenach jest ono niewystarczające, aby wspierać wydobycie indu jako głównego produktu.

Istnieją różne szacunki ilości indu zawartego w rudach innych metali. Jednak ilości tych nie można wydobyć bez wydobycia materiałów nośnych (patrz Produkcja i dostępność). Tak więc dostępność indu zależy zasadniczo od szybkości wydobywania tych rud, a nie od ich bezwzględnej ilości. Jest to aspekt, o którym często zapomina się w obecnej debacie, np. przez grupę Graedel z Yale w swoich ocenach krytyczności, wyjaśniając paradoksalnie niskie czasy zubożenia, które przytaczają niektóre badania.

Produkcja i dostępność

Światowy trend produkcji

Ind powstaje wyłącznie jako produkt uboczny przy przeróbce rud innych metali. Jego głównym materiałem źródłowym są siarczkowe rudy cynku, gdzie jest głównie żywione przez sfaleryt. Niewielkie ilości są prawdopodobnie również wydobywane z siarczkowych rud miedzi. Podczas procesu prażenia-ługowania-otrzymywania elektrolitycznego wytapiania cynku ind gromadzi się w bogatych w żelazo pozostałościach. Z nich można go wydobyć na różne sposoby. Może być również odzyskiwany bezpośrednio z roztworów procesowych. Dalsze oczyszczanie odbywa się przez elektrolizę . Dokładny proces różni się w zależności od trybu pracy huty.

Jego status produktu ubocznego oznacza, że ​​produkcja indu jest ograniczona ilością wydobywanych każdego roku siarczkowych rud cynku (i miedzi). Dlatego jego dostępność należy omówić pod kątem potencjału dostaw. Potencjał podaży produktu ubocznego jest definiowany jako ilość, która jest ekonomicznie możliwa do wydobycia z materiałów macierzystych rocznie w obecnych warunkach rynkowych (tj. technologii i ceny). Rezerwy i zasoby nie mają znaczenia dla produktów ubocznych, ponieważ nie można ich wydobywać niezależnie od produktów głównych. Według najnowszych szacunków potencjał dostaw indu wynosi co najmniej 1300 ton rocznie z siarczkowych rud cynku i 20 ton rocznie z siarczkowych rud miedzi. Liczby te są znacznie wyższe niż bieżąca produkcja (655 t w 2016 r.). W związku z tym możliwe będą znaczne przyszłe wzrosty produkcji produktów ubocznych indu bez znaczącego wzrostu kosztów produkcji lub ceny. Średnia cena indu w 2016 roku wyniosła 240 USD /kg, w porównaniu z 705 USD /kg w 2014 roku.

Wiodącym producentem indu są Chiny (290 ton w 2016 r.), następnie Korea Południowa (195 t), Japonia (70 t) i Kanada (65 t). Teck Resources rafineria w Trail, British Columbia , jest duża single-source producent indu, o mocy 32,5 ton w 2005 roku, 41,8 ton w roku 2004 i 36,1 ton w 2003 r.

Podstawowym zużyciem indu na całym świecie jest produkcja LCD . Popyt gwałtownie rósł od końca lat 90. do 2010 r. wraz z popularnością monitorów komputerowych i telewizorów LCD, które obecnie odpowiadają za 50% zużycia indu. Zwiększona wydajność produkcji i recykling (zwłaszcza w Japonii) utrzymują równowagę między popytem a podażą. Według UNEP , wskaźnik recyklingu po zakończeniu eksploatacji indu wynosi mniej niż 1%.

Aplikacje

Powiększony obraz ekranu LCD pokazujący piksele RGB. Poszczególne tranzystory widoczne są jako białe kropki w dolnej części.

W 1924 odkryto, że ind ma cenną właściwość stabilizowania metali nieżelaznych , co stało się pierwszym znaczącym zastosowaniem tego pierwiastka. Pierwszym zastosowaniem indu na dużą skalę było powlekanie łożysk w wysokowydajnych silnikach lotniczych podczas II wojny światowej , w celu ochrony przed uszkodzeniem i korozją ; nie jest to już główne zastosowanie elementu. Odkryto nowe zastosowania w stopach topliwych , stopach lutowniczych i elektronice . W latach pięćdziesiątych maleńkie kulki indu zostały użyte w emiterach i kolektorach tranzystorów ze stopu PNP . W połowie i pod koniec lat 80. duże zainteresowanie wzbudziło opracowanie półprzewodników z fosforku indu i cienkich warstw tlenku indu i cyny do wyświetlaczy ciekłokrystalicznych (LCD). Do 1992 roku aplikacja cienkowarstwowa stała się największym zastosowaniem końcowym.

Tlenek indu(III) i tlenek indu-cyny (ITO) są stosowane jako przezroczysta powłoka przewodząca na podłożach szklanych w panelach elektroluminescencyjnych . Tlenek cyny indu jest stosowany jako filtr światła w niskoprężnych lampach sodowych . Promieniowanie podczerwone jest odbijana z powrotem do lampy, co powoduje wzrost temperatury w rurze i poprawia wydajności lampy.

Ind ma wiele zastosowań związanych z półprzewodnikami . Niektóre związki indu, takie jak antymonek indu i fosforek indu , są półprzewodnikami o użytecznych właściwościach: jednym z prekursorów jest zwykle trimetyloind (TMI), który jest również stosowany jako domieszka półprzewodnikowa w półprzewodnikach związków II–VI . InAs i InSb są używane do tranzystorów niskotemperaturowych, a InP do tranzystorów wysokotemperaturowych. Te półprzewodniki związek InGaN i InGaP stosowane są diody elektroluminescencyjne (LED) i diod laserowych. Ind jest stosowany w fotowoltaice jako półprzewodnikowy selenek miedziowo-indowo-galowy (CIGS), zwany także ogniwami słonecznymi CIGS , rodzaj cienkowarstwowych ogniw słonecznych drugiej generacji . Ind jest używany w tranzystorach bipolarnych PNP z germanem : podczas lutowania w niskiej temperaturze ind nie obciąża germanu.

Sferoidalny drut indowy
Film o płucach indu , chorobie spowodowanej ekspozycją na ind

Drut indowy jest używany jako uszczelnienie próżniowe i przewodnik termiczny w zastosowaniach kriogenicznych i ultrawysokiej próżni , w takich zastosowaniach produkcyjnych jak uszczelki, które odkształcają się w celu wypełnienia szczelin. Ze względu na dużą plastyczność i adhezję do metali blachy indowe są czasami wykorzystywane do lutowania na zimno w obwodach mikrofalowych i złączach falowodowych , gdzie lutowanie bezpośrednie jest skomplikowane. Ind jest składnikiem galinstanu ze stopu galu, indu i cyny , który jest płynny w temperaturze pokojowej i zastępuje rtęć w niektórych termometrach . Inne stopy indu z bizmutem , kadmem , ołowiem i cyną , które mają wyższe, ale wciąż niskie temperatury topnienia (między 50 a 100 °C), są stosowane w przeciwpożarowych instalacjach tryskaczowych i regulatorach ciepła.

Ind jest jednym z wielu substytutów rtęci w bateriach alkalicznych, które zapobiegają korozji cynku i uwalnianiu wodoru . Ind jest dodawany do niektórych stopów amalgamatu dentystycznego w celu zmniejszenia napięcia powierzchniowego rtęci i zmniejszenia ilości rtęci i łatwiejszej amalgamacji.

Neutrony wysokiej przechwytywania przekrój indu dla neutronów termicznych sprawia, że nadaje się do stosowania w drążków sterujących dla reaktorów jądrowych , zwykle w stopie z 80% srebra , 15% indu i 5% kadmu . W inżynierii jądrowej reakcje (n,n') 113 In i 115 In są wykorzystywane do określania wielkości strumieni neutronów.

W 2009 roku, Prof. Mas Subramanian i współpracownicy w Oregon State University odkryli, że ind może być połączona z itru i manganu w celu utworzenia intensywnie niebieski , nietoksyczny, obojętny, odporne na zanik barwnika , YInMn niebieski , pierwszy nowy nieorganiczny niebieski pigment odkryty w 200 lat.

Rola biologiczna i środki ostrożności

Ind
Zagrożenia
Piktogramy GHS GHS07: Szkodliwy
Hasło ostrzegawcze GHS Ostrzeżenie
H302 , H312 , H332 , H315 , H319 , H335
P261 , P280 , P305+351+338
NFPA 704 (ognisty diament)
2
0
0

Ind nie pełni żadnej roli metabolicznej w żadnym organizmie. Podobnie jak sole glinu, jony indu(III) mogą być toksyczne dla nerek po podaniu we wstrzyknięciu. Tlenek cyny indu i fosforek indu uszkadzają układ płucny i odpornościowy, głównie poprzez jonowy ind, chociaż uwodniony tlenek indu jest ponad czterdziestokrotnie bardziej toksyczny po wstrzyknięciu, mierzonym ilością wprowadzonego indu. Radioaktywny ind-111 (w bardzo małych ilościach na bazie chemicznej) jest używany w testach medycyny nuklearnej jako radioznacznik do śledzenia ruchu znakowanych białek i białych krwinek w organizmie. Związki indu w większości nie są wchłaniane po spożyciu i są tylko umiarkowanie wchłaniane podczas inhalacji; mają tendencję do tymczasowego przechowywania w mięśniach , skórze i kościach, zanim zostaną wydalone, a biologiczny okres półtrwania indu u ludzi wynosi około dwóch tygodni.

Ludzie mogą być narażeni na ind w miejscu pracy poprzez wdychanie, połknięcie, kontakt ze skórą i kontakt wzrokowy. Płuca indu to choroba płuc charakteryzująca się proteinozą pęcherzyków płucnych i zwłóknieniem płuc, po raz pierwszy opisaną przez japońskich naukowców w 2003 roku. Do 2010 roku opisano 10 przypadków, chociaż ponad 100 pracowników indu udokumentowało nieprawidłowości w oddychaniu. Narodowy Instytut Bezpieczeństwa i Higieny Pracy ustalił granicę zaleca się ekspozycji (REL) 0,1 mg / m 3 w ciągu ośmiogodzinnego dnia pracy.

Zobacz też

Bibliografia

Źródła

Zewnętrzne linki