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Iridium - Ordnungszahl 77

Allgemeines, Fakten und Verwendung

Iridium in Form eines einfachen Körpers wird als Platinoid bezeichnet. Es ist nämlich ein Schwermetall wie Platin. Es hat eine silberweiße Farbe und ist ebenfalls sehr hart, dicht, spröde, aber auch sehr korrosionsbeständig.

Es wird nur bei hohen Temperaturen durch Sauerstoff oxidiert und reagiert nicht mit Säuren, auch nicht mit Königswasser und konzentrierten Säuren. Darüber hinaus ist nur der Lichtreflexionsgrad von Silber höher als der von reinem metallischem Iridium.

Preise für Platingruppenmetalle

Legierung1 Gramm5 Gramm20 Gramm31,1 Gramm
999 Platin27,23 €136,15 €544,60 €846,85 €
999 Palladium64,12 €320,60 €1.282,40 €1.994,13 €

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Allgemeines

  • Symbol: Ir
  • Atomare Nummer: 77 (Die Ordnungszahl eines Atoms gibt die Anzahl seiner Protonen an)
  • Elektronen nach Energieniveaus: 2, 8, 18, 32, 15, 2
  • Atommasse: 192,217 u
  • Stabilste Isotope: 193Ir stabil mit 116 Neutronen (62,7 %), 191Ir stabil mit 114 Neutronen (37,3 %).
  • Reihe: Übergangsmetalle
  • Gruppe, Periode, Block: 9, 6, d
  • Härte: 6,5 (Die Härte eines Materials ist der Widerstand, den es einer Penetration entgegensetzt. Sie kann nach verschiedenen Methoden gemessen werden: nach der Eindringmethode, der Ritzmethode oder der Rückprallmethode)
  • Dichte: 22,56
  • Schmelzpunkt: 2.446 °C (Der Schmelzpunkt ist ein Druck- und Temperaturmoment, bei dem das chemische Element schmilzt und vom festen in den flüssigen Zustand übergeht)
  • Siedepunkt: 4.428 °C (Der Siedepunkt ist ein Druck- und Temperaturmoment, ab dem das chemische Element siedet und vom flüssigen in den gasförmigen Zustand übergeht)

Geschichte von Iridium

Iridium wurde im Jahr 1803 in London von Smithson Tennant zusammen mit Osmium entdeckt und isoliert. Beide Elemente waren in den Rückständen einer Auflösung von Platin durch Königswasser enthalten.

Eigenschaften von Iridium

Iridium ähnelt optisch dem Platin und ist ein weißes, sehr leicht gelbliches Metall. Es zeichnet sich durch eine sehr große Härte und eine starke Unelastizität aus, was seine Bearbeitung schwierig macht. Iridium ist gegen alle Säuren beständig, kann jedoch von geschmolzenen Salzen angegriffen werden. Es ist nach Osmium das Element mit der zweithöchsten Dichte im Periodensystem der Elemente.

Vorkommen in der Natur

Iridium kann in der Natur in Form von nativem Iridium oder manchmal als nennenswerter Bestandteil von nativem Platin oder Osmium vorkommen. Iridium kann auch in Form von natürlichen Legierungen vorkommen, insbesondere mit verschiedenen Platinoiden oder anderen Materialien derselben Familie wie Osmium, Iridosmin oder Osmiridium. Diese isomorphen Gemische sind übrigens der Hauptrohstoff für Osmium und Iridium.

Iridium kommt quantitativ auch in nativen Gold- oder Platinvorkommen vor. Mit einem sehr geringen Klärungsgrad von etwa 0,001 ppm ist Iridium sehr selten oder kommt auf der Erdoberfläche gar nicht vor. Es kommt jedoch in metallischen Meteoriten vom Typ Eisenmeteorit vor. Dieses Argument ist übrigens wesentlich für die Theorie des Meteoriteneinschlags in Bezug auf das große Aussterben in der Kreidezeit, d. h. das Verschwinden der Dinosaurier, da Iridium tatsächlich in den geologischen Schichten der Kreidezeit und des Tertiärs zu finden ist. Andere Wissenschaftler sind wiederum der Meinung, dass Iridium keinen außerirdischen, sondern einen vulkanischen Ursprung hat, da der Erdkern reich daran ist und der Piton de la Fournaise auf La Réunion noch heute Iridium freisetzt.

Herstellung von Iridium

Damals wurde zur Gewinnung des Platinoids Osmium die Oxidation im Tiegel mit großem Feuer verwendet, mit dem Ziel, ein pulverförmiges Material zu erhalten, das mit Königswasser, d. h. einer Mischung aus Salzsäure und Salpetersäure, angreifbar ist, wenn es kocht. Anschließend wird durch Zugabe von Ammoniak nach Verdampfung bis zur Trockenheit Osmiumsäure oder Osmiumtetroxid freigesetzt. Am Ende der Osmiumreinigung erhält man dann einen Rückstand, der hauptsächlich Iridiumverbindungen, aber weniger beachtenswert auch Rhodium- und Rutheniumverbindungen enthält. Wenn man diesen Rückstand mit heißem Wasser wieder aufnimmt, erhält man dann eine gelbe Flüssigkeit. Durch Zugabe von Ammoniaksalz, d. h. Ammoniumchlorid, im Überschuss kann ein sogenanntes Nickel, ein Platinmetall, das in Chloridform vorliegt, gebildet werden. Es sind in Wirklichkeit Iridium und eventuell Ruthenium, manchmal auch Spuren von Platin und Rhodium, die in Form von Doppelchloriden ausfallen. Anschließend wird der Niederschlag durch eine Gasspülung mit Dihydrogen rot reduziert, um einen Metalloidschwamm zu erhalten, der mit Blei geschmolzen wird. Dieses Blei wird es sein, das die Spuren von Rhodium und Platin löst, während Iridium und Ruthenium kristallisieren und Kristalle bilden, die aufgrund ihrer Kristallstruktur leicht sichtbar sind. Diese Metallkristalle können anschließend in einem Silbertiegel mit einer Mischung aus geschmolzenen Alkalien erhitzt und mit Wasser gewaschen werden, um das gelb gefärbte Kaliumruthenat aufzulösen und das Iridiumoxid am Ende der Aufbereitung zurückbehalten zu können. Um die Reinigung von Iridium abzuschließen, reicht eine einfache Reduktion durch Spülung mit Wasserstoffdihydrogengas.

Verwendung von Iridium

Sehr häufig ist Iridium als Härtemittel in Platinlegierungen enthalten. Iridium wird auch in Schmelztiegeln und anderen Geräten verwendet, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Einige elektrische Kontakte bestehen aus Iridium. Der Spiegeleffekt von Skibrillen oder Visieren von Motorradhelmen wird durch eine Oberflächenbehandlung mit Iridium erzielt. Osmiridium mit der Formel IrOs ist eine natürliche oder synthetische Legierung, die aus Osmium und Iridium besteht. Es wird unter anderem für die Herstellung von Füllfederhalterspitzen verwendet.

Iridium wird aufgrund seiner Eigenschaften als korrosionsbeständiges Metall für die Herstellung von hochfesten Legierungen verwendet, die hohen Temperaturen standhalten können.  Es wird auch als Härtemittel für Legierungen oder Platin verwendet. Außerdem wird Iridium auch in Geräten verwendet, die hohen Temperaturen standhalten müssen, wie elektrische Kontakte (Injektionsspritzen, Spatel für chemische Analysen) und wissenschaftliche Teile und Utensilien (Zündkerzen für Verbrennungsmotoren).

Gefahren

Da Iridiummetall nicht chemisch reaktiv ist, wird es nicht als giftig angesehen, im Gegensatz zu einigen dieser Verbindungen, die manchmal als hochgiftig gelten.

Die Platin-Iridium-Legierungen

Die Standards für Meter und Kilogramm, die vom Internationalen Büro für Maße und Gewichte erstellt und aufbewahrt werden, wurden aus einer Legierung erstellt, die zu 90 % aus Platin und zu 10 % aus Iridium besteht.

Iridium ist ein chemisches Element, das im Periodensystem der Elemente die Nummer 77 trägt

Zur Erinnerung: Das Periodensystem der Elemente, auch Mendelejew-Tabelle genannt, ist nach ihrem Schöpfer benannt. Es war ein russischer Chemiker, der im Jahr 1869 eine Tabelle erstellte, deren Ziel es war, alle bekannten chemischen Elemente nach Gemeinsamkeiten (z. B. Gruppen und Familien) zusammenzufassen. Seit dieser Zeit wurde sie oft angepasst und aktualisiert. Die letzte Überarbeitung erfolgte im Jahr 2016 durch die IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry), eine Schweizer NGO, die sich die Weiterentwicklung der physikalischen Chemie zum Ziel gesetzt hat. Das Periodensystem umfasst bis heute 118 Elemente.

Der „ökologische“ Faktor

Als Nebenprodukt der Platin- und Palladiumgewinnung ist Iridium das letzte Edelmetall, dessen Preis aufgrund eines knappen Angebots dramatisch gestiegen ist. Aber es gibt noch einen anderen Grund: Man geht davon aus, dass es zur Herstellung von Wasserstoff verwendet wird, der als saubere Energiequelle zunehmend gefragt ist und fossile Brennstoffe ersetzt. Der Preisanstieg von Iridium kommt zu dem anderer zur Platingruppe gehörender Metalle wie Rhodium und Palladium hinzu, die aufgrund von Versorgungsengpässen ebenfalls Höchststände erreicht haben. Die Produktion von Iridium wurde  im Jahr 2020 dadurch beeinträchtigt, dass eine von "Anglo American Platinum" (Amplats) betriebene Verarbeitungsanlage in Südafrika mehrere Monate lang geschlossen war, was zu einem Versorgungsengpass führte, als die Nachfrage gerade anstieg. Eine sehr relevante Tatsache, wenn man bedenkt, dass Südafrika zwischen 80% und 85% des weltweiten Iridiums produziert. Etwa 250.000 Unzen dieses Metalls werden jährlich produziert, verglichen mit etwa 10 Millionen Unzen Palladium und 8 Millionen Unzen Platin. Da es sich um einen so kleinen Markt handelt, kann sich jede Störung der Produktion stark auf seinen Preis auswirken. Und gerade wegen seiner Größe sind nur sehr wenige Personen am Kauf und Verkauf dieses Metalls beteiligt. Es handelt sich um einen Markt, der von großen Industriekunden dominiert wird.