Ίνδιο: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων

Περιεχόμενο που διαγράφηκε Περιεχόμενο που προστέθηκε
μΧωρίς σύνοψη επεξεργασίας
μΧωρίς σύνοψη επεξεργασίας
Γραμμή 131:
Οι δύο [[ορυκτολογία|ορυκτολόγοι]] ανακάλυψαν αργότερα ότι υπήρχαν δύο μπλε γραμμές για το ίνδιο. Η μια, η φωτεινότερη, ήταν σαφώς διαφορετική από τη μπλε γραμμή του [[στρόντιο|στροντίου]] και η άλλη, η λεπτότερη, κοντά στη μπλε γραμμή του [[ασβέστιο|ασβεστίου]]. Μάλιστα, οι ενώσεις του ινδίου έδιναν στη φλόγα του [[Λύχνος Μπούνσεν|λύχνου Μπούνσεν]], τόσο έντονο μπλε-ιώδες χρώμα, που μπορούσαν να αναγνωριστούν χωρίς την εξέτασή τους με το φασματογράφο.<ref name="Weeks" />
 
Το πρόβλημα ήταν πλέον η απομόνωση του μετάλλου σε καθαρή μορφή. Μετά από πολύ χρόνο και κόπο, οι δύο επιστήμονες παρασκεύασαν δύο δείγματα μεταλλικού ινδίου, το καθένα με μέγεθος ενός μολυβιού και μαζί δημοσίευσαν την ανακάλυψη τους. Διαπίστωσαν ακόμαακόμη ότι το ίνδιο ήταν ένα εκπληκτικά μαλακό μέταλλο, σχεδόν πέντε φορές πιο μαλακό από το μόλυβδο, ενώ άφηνε το στίγμα του, όπως και ο μόλυβδος, στο χαρτί. Η Γαλλική Ακαδημία Επιστημών εκτίμησε το κόστος των δύο δειγμάτων σε 8000 δολάρια, περίπου 700 δολάρια το γραμμάριο.<ref name="Venetskii" />
 
Η ανακάλυψη του ινδίου έβαλε σε σκέψεις τον [[Ντμίτρι Μεντελέγιεφ|Μεντελέγιεφ]]. Το πρόβλημα ήταν ότι οι δύο Γερμανοί θεώρησαν ότι το νέο μέταλλο ήταν παρόμοιο με τον ψευδάργυρο και, ως εκ τούτου, όπως κι αυτός, θα ήταν δισθενές. Καθόρισαν μάλιστα λανθασμένα το ισοδύναμο βάρος του 38,3 και αν ήταν δισθενές το ατομικό του βάρος θα ήταν 76,6 οπότε θα έπρεπε να βρίσκεται στον περιοδικό πίνακα ανάμεσα στο [[αρσενικό]] και στο [[σελήνιο]].<ref>{{cite book|title= The Development of Modern Chemistry|author= Aaron J.Ihde|year= 1985|publisher=Dover Publications Inc.|pages=
Γραμμή 155:
Αυξημένες συγκεντρώσεις του μετάλλου παρατηρούνται σε μαφικά πετρώματα (δηλαδή σε πυριτικά ορυκτά ή πετρώματα που είναι πλούσια σε μαγνήσιο και σίδηρο) όπως βασάλτες και γάβριοι (20 - 220 ppb) και σε όξινα όπως γρανίτες και γνεύσιοι (40 - 200 ppb). Σε δουνίτες, περιδοτίτες και πυρόξενους η περιεκτικότητα σε ίνδιο είναι χαμηλή, μεταξύ 10 - 60 ppb. Σε διορίτες και συηνίτες είναι από 40 ppb έως 130 ppb, ενώ παραπλήσια είναι και σε τραχύτες, δασίτες και ρυόλιθους, 30 ppb έως 150 ppb. Σε ιζηαμτογενή πετρώματα η περιεκτικότητα σε ίνδιο δεν ξεπερνά τα 70 ppb.<ref name="Kabata" />
 
Η παράξενη συμπεριφορά του ινδίου κατά τη διάρκεια της μαγματικής κλασματικής κρυστάλλωσης παραμένει ακόμαακόμη αδιευκρίνιστη.<ref name="Schwarz" />
 
== Κοιτάσματα μεταλλευμάτων που φιλοξενούν ίνδιο ==
Γραμμή 260:
 
'''Περίοδος 1973 - 1980'''. Είναι περίοδος υψηλής ζήτησης του ινδίου λόγω της σημαντικής αύξησης της
κατανάλωσης του στις ράβδους ελέγχου των πυρηνικών αντιδραστήρων. Το ίνδιο είναι ακόμαακόμη δυσεύρετο.<ref
name="Brown" /> Η τιμή του το 1973 είναι 57 δολάρια/κιλό και το 1980 αγγίζει τα 550 δολάρια/κιλό.<ref name="DiFrancesco" />
 
Γραμμή 452:
Η ύπαρξη του InH<sub>3</sub> έχει επιβεβαιωθεί από το 2004 με [[φασματοσκοπία|φασματοσκοπικά]] δεδομένα υπερύθρου, ενώ πολλά παράγωγά του σύμπλοκα έχουν απομονωθεί που περιέχουν ως δότη ηλεκτρονίων παράγωγα [[φωσφίνη]]ς πχ. (Cy)<sub>3</sub>P→InH<sub>3</sub> και (Cy)<sub>3</sub>P→InH<sub>3</sub>←P(Cy)<sub>3</sub> όπου Cy– = κυκλοεξύλιο, C<sub>6</sub>H<sub>11</sub>–. Τα σύμπλοκα αυτά είναι σταθερά στη στερεή φάση αλλά ασταθή σε διαλύματα.<ref name="Housecroft" /><br />
Το In<sub>2</sub>H<sub>4</sub> περιέχει δεσμό μετάλλου-μετάλλου, έχει τη δομή H<sub>2</sub>In-InH<sub>2</sub> και είναι ασταθές. Έχουν όμως παρασκευαστεί οργανικά του παράγωγα όπου ογκώδεις οργανικοί υποκαταστάτες, όπως ο disyl = –CH(SiMe<sub>3</sub>)<sub>2</sub> ή ο trisyl = –C(SiMe<sub>3</sub>)<sub>3</sub> όπου Me = μεθύλιο, CH<sub>3</sub>–, αντικαθιστούν τα υδρογόνα πχ In<sub>4</sub>(trisyl)<sub>4</sub>.<ref name="Wiberg" /><br />
Τα '''[[ινδάνια]]''' είναι ασταθείς ενώσεις του τύπου (ΙnH<sub>3</sub>)<sub>n</sub> όπου n = ακέραιος τα οποία στην πραγματικότητα δεν έχουν ακόμαακόμη χαρακτηριστεί.<ref name="Wiberg" />
 
=== Δυαδικές ενώσεις με θείο, σελήνιο, τελλούριο ===
Γραμμή 479:
Η προσθήκη μικρών ποσοτήτων ινδίου σε κράματα διαφόρων μετάλλων αλλάζει πάρα πολύ τις μηχανικές τους ιδιότητες. Γι' αυτό το ίνδιο είναι γνωστό και ως ''μέταλλο βιταμίνη''.<ref name="Hasan" /> Μερικές φορές προστίθεται στο λευκόχρυσο ή στο χρυσό για να κάνει τα μέταλλα αυτά περισσότερο σκληρά. Όταν προστίθεται στο αργίλιο, το [[βηρύλλιο]], το χαλκό, το μόλυβδο και το [[μαγνήσιο]] αυξάνει τη σκληρότητα και την αντοχή των μετάλλων αυτών στη διάβρωση.<ref name="Caleb">{{cite book|title= Construction Materials: Types, Uses and Applications|edition = 2η|author= Caleb Hornbostel|year= 1991|publisher= New York [u.a.] : Wiley|url= http://books.google.gr/books?id=oaxKD0pEKxkC&pg=PA362&dq=#v=onepage&q&f=false|ISBN = 978-0-471-85145-5}}</ref>
[[Αρχείο:Galinstan on glass.jpg|thumb|uprigh|left|Μικρή σταγόνα του κράματος galinstan από σπασμένο θερμόμετρο]]
Τα σημαντικότερα κράματα με ίνδιο που κατασκευάζονται είναι '''εύτηκτα''' (fusible) δηλαδή λιώνουν σε χαμηλή θερμοκρασία συνήθως κάτω από τους 150&nbsp;°C. Τα εύτηκτα κράματα διαφόρων μετάλλων είναι πάνω από 100 και εκείνα που περιέχουν ίνδιο, περιέχουν ακόμαακόμη βισμούθιο (Bi), κασσίτερο (Sn), μόλυβδο (Pb) και [[κάδμιο]] (Cd). Συνήθως μικρή προσθήκη ινδίου αυξάνει τη λάμψη του κράματος και ελαττώνει το σημείο τήξης κατά 1,45&nbsp;°C για κάθε 1 % In που προστίθεται μέχρι μέγιστο 18 %.<ref>{{cite book|title= Encyclopedia of materials, parts, and finishes |author= Mel Schwartz|year= 2002|publisher= CRC Press|url= http://books.google.gr/books?id=6fdmMuj0rNEC&printsec=frontcover&dq=Encyclopedia+of+materials,+parts,+and+finishes&hl=el&ei=Jw9ETIeLGZiT4gazq_SZDg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CC4Q6AEwAA#v=onepage&q&f=false|ISBN = 1566766613}}</ref> Είναι κράματα διμερή (με δύο μέταλλα), τριμερή, τετραμερή, πενταμερή ενώ έχουν πολύ μεγάλη ποικιλία στη σύνθεσή τους.<ref name="Bauccio">{{cite book|title= ASM metals reference book|edition = 3η|author= Michael Bauccio|year= 1993|publisher= Metals Park, Ohio : American Society for Metals|url= http://books.google.gr/books?id=9ohkDUryVZ0C&pg=PA42&dq=indium+fusible+alloys&hl=el&ei=kgZETMmMJYX94AbZ3oCfDg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=10&ved=0CGAQ6AEwCQ#v=onepage&q=indium%20fusible%20alloys&f=false|ISBN = 0871704781}}</ref>
Έχουν υψηλό βαθμό θερμικής [[αγωγιμότητα]]ς κατά πολύ ανώτερη από τα κοινά μη μεταλλικά υγρά αλλά και υψηλή πυκνότητα και [[ηλεκτρική αγωγιμότητα]].<ref name="IndiumCorporation1" /> Για παράδειγμα, κράμα που περιέχει Bi, Sn και 26 % In λιώνει στους 78,89&nbsp;°C, ένα άλλο με Bi, Pb, Sn και 21 % In λιώνει στους 57,78&nbsp;°C, ενώ ένα τρίτο που περιέχει μαζί με τα προηγούμενα μέταλλα και Cd και 19,1 % In έχει σημείο τήξης 47,22&nbsp;°C.<ref name="Caleb" />
Διμεταλλικό κράμα αποτελούμενο από 76 % Ga - 24 % In, λιώνει στους 16&nbsp;°C. Το κράμα με το εμπορικό όνομα '''galinstan''', αποτελούμενο από Ga (gal-), In (-in-)και Sn (-stan), στερεοποιείται περίπου στους –20&nbsp;°C και βράζει στους 2300&nbsp;°C. Έτσι, έχει ένα πολύ μεγάλο εύρος θερμοκρασιών όπου μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως υγρό. Η τάση ατμών του είναι επίσης αρκετά χαμηλή, ουσιαστικά μηδενική στους 20&nbsp;°C<ref>[http://www.osti.gov/bridge/purl.cover.jsp;jsessionid=0369917CFB0021E5F9B8CEBE804A4543?purl=/811932-smXmM0/native/ Information Bridge: DOE Scientific and Technical Information. Gallium Safety in the Laboratory (PDF)]</ref>
Γραμμή 516:
 
* Το '''οξείδιο του ινδίου (ΙΙΙ), In<sub>2</sub>O<sub>3</sub>''', χρησιμοποιείται σε ορισμένους τύπους [[μπαταρία|μπαταριών]], ως πολύ λεπτή επικάλυψη σε υπέρυθρους ανακλαστήρες διαπερατούς στο ορατό [[φως]], σε αντιστατικά επιχρίσματα, ως [[ημιαγωγός]] n-τύπου, σε αντιστάσεις ολοκληρωμένων [[ηλεκτρικό κύκλωμα|κυκλωμάτων]], στην κατασκευή μονοκρυσταλλικών νανο-συρμάτων διαμέτρου 10&nbsp;nm που χρησιμοποιούνται ως ευαίσθητοι και ειδικοί [[οξειδοαναγωγή|οξειδοαναγωγικοί]] αισθητήρες [[πρωτεΐνη|πρωτείνη]]ς<ref>[http://www.foresight.org/Conferences/MNT11/Abstracts/Rouhanizadeh/index.html Applying Indium Oxide Nanowires as Sensitive and Specific Redox Protein Sensors ]</ref> και ως πρόδρομη ένωση για την παρασκευή [[άλας|αλάτων]] ινδίου. Χρησιμοποιείται επίσης για να προσδίδει στο [[γυαλί]] χρώματα που κυμαίνονται από ανοικτό κίτρινο έως σκούρο πορτοκαλί<ref name="Stuart" />
* Το '''οξείδιο ινδίου-κασσιτέρου''' (indium tin oxide) πιό γνωστό με τη συντομογραφία '''ITO''' είναι στερεό [[διάλυμα]] αποτελούμενο συνήθως από 90% w/w In<sub>2</sub>O<sub>3</sub> και 10 % w/w SnO<sub>2</sub>.<ref name="Jorgenson" /> Έχει χρώμα κιτρινωπό προς το γκρι αλλά όταν παράγεται σε φύλλα πολύ μικρού πάχους είναι διαφανές, άχρωμο, με [[ηλεκτρική αγωγιμότητα]] ενώ απάγει και τη [[θερμότητα]]. Στην υπέρυθρη περιοχή του [[φάσμα]]τος δίνει την εντύπωση καθρέφτη με μεταλλική επίστρωση. Εξαιτίας αυτών των σημαντικών ιδιοτήτων του χρησιμοποιείται ευρύτατα στην κατασκευή διαφανών αγώγιμων επικαλύψεων για επίπεδες οθόνες πλάσματος, αφής, υγρών κρυστάλλων ([[LCD]]), για οργανικές διόδους εκπομπής φωτός (OLED), για ηλιακά [[φωτοκύτταρο|φωτοκύτταρα]], αντιστατικά επιχρίσματα κλπ. Χρησιμοποιείται ακόμαακόμη ως [[φίλτρο]] φωτός σε [[λαμπτήρας|λαμπτήρες]] χαμηλής πίεσης ατμών [[νάτριο|νατρίου]]. Η υπέρυθρη [[ακτινοβολία]] αντανακλάται πίσω στο λαμπτήρα, αυξάνει τη [[θερμοκρασία]] στο εσωτερικό του σωλήνα και έτσι βελτιώνει τις επιδόσεις του λαμπτήρα.<ref name="Downs" /> Η αστάθεια όμως των τιμών του ινδίου αλλά και η αβεβαιότητα σχετικά με την απρόσκοπτη προμήθεια του μετάλλου έχουν επιταχύνει την ανάπτυξη διαφορετικών υποκατάστατων τόσο του ΙΤΟ όσο και άλλων ενώσεων του ινδίου.<ref name="MineralCommoditySummaries" /> Υποκατάστατα του ΙΤΟ που αναπτύσσονται είναι :
: Το [[οξείδιο]] αντιμονίου-κασσιτέρου για τις οθόνες LCD.
: Οι νανοσωλήνες [[άνθρακας|άνθρακα]] για εύκαμπτες οθόνες, ηλιακά κύτταρα και οθόνες αφής.
Γραμμή 536:
* Κράμα που περιέχει 80 % άργυρο, 15 % ίνδιο και 5 % κάδμιο χρησιμοποιείται από την εταιρεία Westinghouse Electric για ράβδους πυρηνικού ελέγχου.<ref name="Stuart">{{cite book|title= Materials Handbook|edition = 15η|author= George Stuart,Brady, John A.,Vaccari, Henry R.,Clauser|year=2002|publisher= McGraw-Hill Education - Europe|url= http://books.google.gr/books?id=vIhvSQLhhMEC&printsec=frontcover&dq=Materials+handbook:+an+encyclopedia+for+managers,+technical+professionals&hl=el&ei=IBtETMvkAsKN4gbsm4SjAQ&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CCoQ6AEwAA#v=onepage&q&f=false|ISBN = 007136076X}}</ref> Το στοιχείο [[άφνιο]] μπορεί να αντικαταστήσει το ίνδιο σ' αυτές τις ράβδους.
* Τα [[εύτηκτα κράματα]] με ίνδιο έχουν πολλές βιομηχανικές εφαρμογές. Επειδή πολλά απ' αυτά δεν είναι καθόλου τοξικά και έχουν πολύ χαμηλό [[σημείο τήξης]] δηλ. είναι υγρά σε θερμοκρασία δωματίου, βρίσκουν αυξημένη χρήση σε διάφορες εφαρμογές στις οποίες παλιότερα ήταν απαραίτητος ο, εξαιρετικά τοξικός, [[υδράργυρος]]. Το πιο σημαντικό είναι ότι οι τάσεις ατμών τους είναι σημαντικά χαμηλότερες από του υδραργύρου. Χρησιμοποιούνται ακόμαακόμη σε ειδικές εφαρμογές απαγωγής της θερμότητας από τα ευαίσθητα μέρη διαφόρων οργάνων καθώς και σε τυπικές εφαρμογές που περιλαμβάνουν [[θερμοστάτης|θερμοστάτες]], [[διακόπτης|διακόπτες]], [[βαρόμετρο|βαρόμετρα]], συστήματα μεταφοράς θερμότητας, θερμικής ψύξης και θέρμανσης.<ref name="IndiumCorporation1">[http://www.indium.com/products/fusiblealloys.php Indium Corporation of America. Fusible Alloys]</ref> Εύτηκτα κράματα του ινδίου με κασσίτερο, κάδμιο άργυρο, μόλυβδο, βισμούθιο χρησιμοποιούνται για ειδικές συγκολλήσεις.<ref name="Downs" />
* Άλλα κράματα χρησιμοποιούνται στη [[διαφορική θερμιδομετρία σάρωσης]] κατά την οποία η διαφορά στο ποσό της θερμότητας προκειμένου να αυξηθεί η θερμοκρασία ενός δείγματος αναφοράς, μετριέται ως [[συνάρτηση]] της θερμοκρασίας.
 
Γραμμή 544:
* Το σημείο τήξης του ινδίου, 429,7485 Κ (156,5985&nbsp;°C), αποτελεί σταθερό σημείο αναφοράς στη [[διεθνή κλίμακα θερμοκρασίας]] ITS-90.<ref>[http://www.bipm.org/utils/common/pdf/its-90/ITS-90_metrologia.pdf The official reference for the International Temperature Scale of 1990 (ITS-90) (PDF)]</ref>
* Η χρήση του στις περισσότερες αλκαλικές [[μπαταρία|μπαταρίες]] τις καθιστά πιο φιλικές προς το περιβάλλον, καταργώντας τον υδράργυρο και παρέχοντας περισσότερη [[ενέργεια]] ανά μπαταρία.
* Χρησιμοποιείται ακόμαακόμη στις συγκολλήσεις υλικών που δε μπορούν να κολλήσουν με παραδοσιακούς τρόπους όπως τα [[κεραμικά]], ο [[χαλαζίας]] ή κρύσταλλα ειδικών χρήσεων. Επίσης αξιοποιείται στη συγκόλληση υλικών με διαφορετική θερμική αγωγιμότητα για να μην ξεκολλάν με τις αλλαγές της θερμοκρασίας.<ref name="IndiumCorporation1" />
* Στεγανωτικά παρεμβύσματα ινδίου συνήθως με μορφή σύρματος διαμέτρου 0,7-1,5&nbsp;mm, [[βαλβίδα|βαλβίδες]], [[φλάντζα|φλάντζες]], μεταλλικοί σύνδεσμοι, δακτύλιοι χρησιμοποιούνται ευρύτατα σε στεγανοποιήσεις κενού.<ref>{{cite book|title= Vacuum sealing techniques|author= A. Roth|year= 1994|publisher= Springer-Verlag New York, LLC |url= http://books.google.com/books?id=sdKAPJh5RgQC&printsec=frontcover&dq=#v=onepage&q&f=false|ISBN = 1563962594}}</ref>
* Ειδικό επίστρωμα ινδίου που κατασκευάστηκε από την εταιρεία Davidson Instrument Panels Textron με εναπόθεση υπό κενό του μετάλλου πάνω σε προκατεργασμένο μαλακό υπόστρωμα [[πολυμερές|πολυμερούς]] με τη μορφή ασυνεχών μικροσκοπικών νησίδων, μπορεί να κάμπτεται συνεχώς πολλές φορές χωρίς ρωγμές και χρησιμοποιείται σε θερμοπλαστικά ελαστομερή πολυουρεθάνης τα οποία τοποθετούνται σε σχάρες των ψυγείων των αυτοκινήτων.<ref name="Stuart" />
Ανακτήθηκε από "https://el.wikipedia.org/wiki/Ίνδιο"