Индий: Разлика между версии

'''Индий''' е [[химичен елемент]] със [[символ]] '''In''' и [[атомен номер]] 49. В [[периодична система|периодичната система]] се намира в 5-ти [[период]] и е четвъртият [[химичен елемент]] от 313-та [[Група на периодичната система|група]] (по остарялата класификации — елемент от главната подгрупа а III група). Той е рядък, сребристобял и слаб [[метал]]. Индият не е жизнено важен за човешкото тяло и затова неговите токсични ефекти са слабо познати. Добитият метал в по-голямата си част се преработва до [[индиево-калаен оксид]], който се използва за направата на плоски и [[сензорен екран|сензорни дисплеи]] (тъчскрийн).

Индият е открит през [[1863]] година от немските химици [[Фердинанд Райх]] и [[Теодор Рихтер]] от [[Технически университет Минна Академияакадемия Фрайберг|Минна Академия Фрайберг]]. Те търсили [[талий]] в проба от [[сфалерит]] (природен [[цинков сулфид]]), открит в околността. При спектрографския анализ обаче вместо очакваната зелена линия на талия се появила една напълно непозната индигово-синя [[спектрална линия]], което означавало, че е открит непознат дотогава елемент. Цветът на тази линия по-късно определил и името на новия елемент. Малко по-късно успели да получат [[индиев хлорид]] и [[индиев оксид]], а след това, чрез редукция на [[индиев оксид]] с [[водород]], и чистия метал – през [[1864]] г. По-голямо количество индий е показано за първи път на световното изложение в [[Париж]] през [[1867]] година.

След първото му приложение като съставна част от стоматологичното злато, през [[1933]] г. започва всеобхватното използване на индий през [[Втората световна война]]. [[САЩ]] го използвали като смазващо покритие за работещите при тежки режими лагери на самолетите. След [[Втората световна война]] индият е използван преди всичко в електроиндустрията, като припой, и в сплави с ниска точка на топене. С растящото използване на [[атомна енергия]] придобива значение и като материал, влаган в контролните пръти на [[ядрен реактор|ядрените реактори]]. През [[1980]] г. това довежда до първото сериозно покачване на цената на индия. След инцидента в [[АЕЦ]] [[Инцидент на Тримилния остров|Три Майл Айланд]] ([[САЩ]]) търсенето и цената му се понижават значително.

Индият е рядък [[химичен елемент]]. Неговият дял в континенталната земна кора е едва 0,05 [[ppm]]. Той се среща със същата честота като [[сребро]]то и [[живак]]ъта. В самородно състояние индий е открит досега само в единично находище в източенИзточен [[Сибир]]. Познати са малко [[минерал]]и, съдържащи индий. Това са преди всичко сулфидни [[минерали]] като [[индит]] FeIn₂S₄ и [[роквезит]] CuInS₂. Те са много редки и не играят съществена роля за добиването на индий. Най-големите находища на индий са в [[Цинк|цинковите руди]], по-точно в [[сфалерит]]. Теоретичните резерви се изчисляват на 1600016 000 тона, но индустриално добиваеми са 11000 тона. Най-големите находища са в [[Канада]], [[Китай]] и [[Перу]]. Находища на руди, съдържащи индий, има също в [[Австралия]], [[Боливия]], [[Бразилия]], [[Япония]], [[Русия]], [[ЮАР]], [[САЩ]] и някои европейски държави.

Индият се добива почти изцяло като [[страничен продукт]], съпътстващ производството на [[цинк]] или [[олово]]. Стопанско получаване е възможно, когато се достигнат определени нива на производствения процес. За сегаЗасега това са прахове, образувани при корозията на [[цинков сулфид]], и утайки, които остават при [[електролиза]], когато се получава [[цинк]] чрез мокрия метод. Те се обработват със [[сярна киселина]] или [[солна киселина]] до образуването на разтвор. Ако концентрацията на индий в киселините е недостатъчна, разтворът трябва да се обогати. Това се получава чрез екстракция с [[трибутил фосфат]] или утаяване до [[индиев фосфат]]. Действителното получаване се извършва електролитно. За товацелта се използва разтвор на [[индиев(III) хлорид]] в [[солна киселина]]. Чистият индий се извлича с помощта на електроди от [[живак]]. При [[електролиза]]та трябва да се внимава в разтвора да няма остатъци от [[талий]], защото двата елемента са със сходен [[стандартен потенциал]].

Чрез подходящи способи като [[метод на зонно топене]] или многократна [[електролиза]] на солни разтвори на [[индиев(I) хлорид]] суровият продукт може да бъде обработен до над 99.,99% чист индий.

Първичното производство (минно) за [[2006]] г., се изчислява между 500 и 580 тона. Поради ограничените природни запаси от около 11000 тона и същевременно голямото търсене, индият се счита за една от най-недостатъчните суровини на планетата. През [[2008]] година сведенията за естествени находища на индий в [[Китай]] се увеличиха от 280 на 8000 тона, които статистически ще бъдат достатъчни за 6 до 19 години. Вторичното производство, дължащо се на [[рециклиране]], превишава първичното и за [[2008]] година е 800 тона.

Производството на индий в [[Китай]] се увеличава от скороотскоро. През [[1994]] г., произведените количества са около 10 тона. Оттогава делът на [[Китай]] се е увеличил през [[2005]] г., до 60% от общата световна продукция. Производството в други държави като [[Япония]], [[Канада]] или [[Франция]] се е увеличило незначително или е намаляло поради изчерпване на находищата. Така например, след затварянето на японската мина Тойоха през [[2006]] г., производството в Япония се е понижило значително.

В много от приложенията си индият може да бъде заменен с други материали, което обаче е за сметка на качеството на продукта и рентабилността на произвежданата продукция. Така например [[индиев фосфид]] може да бъде заменен с [[галиев арсенид]]; също и за [[индиево-калаен оксид]] има някои по-ниско качественинискокачествени заместители.

Индият е сребристо-бял [[метал]] с ниска [[точка на топене]] – 156,5985 ⁰ °С. От [[метал]]ите по-ниска [[точка на топене]] имат само [[живак]], [[галий]] и по-голямата част [[алкални метали]]. [[Метал]]ът е течен в много голяма област – почти до 2000 [[Келвин|К]]. Течният индий оставя траен тънък филм (мокрене) върху стъкло. Същото качество притежава и сходниясходният с него [[галий]].

Индият притежава висока пластичност и малка ([[Твърдост по Моос|твърдост]] – 1,2). Затова е възможно индият да се среже с нож като [[натрий]]. Същевременно той оставя видима следа върху хартия. При [[критична температура]] от 3,41 [[Келвин]]aК индият става [[свръхпроводник]]. Особеност на индия, което му придава прилика с [[калай|калая]], са характерните шумове, които могат да се чуят при огъването му.

При [[Стандартни температура и налягане|нормални условия]] е позната само една кристална модификация на индия – тетрагонална, вътрешно центрирана решетка с [[параметър на кристалната решетка|параметър на решетка]]та а=325 [[pm]] и c=495 [[pm]] с две емпирични формули – намираща се в [[тетрагонална]]та [[кристална система]] в [[пространствена група]] <math>I4/mmm \;</math>.

Индият може да образува сплави с много метали. Много от тях, преди всичко металите [[бисмут]], [[калай]], [[кадмий]] и [[олово]], притежават ниска точка на топене – от 50 до 100 ⁰ °С. Това дава възможност за използването му в [[спринклерна противопожарна инсталация|спринклерни инсталации]], [[термостат]]и и предпазители. Поради това, че [[олово]]то е отровно, индият намира все по-широко приложение. Основата за използването на тези сплави се състои в това, че се топят при висока околна температура, причинена от огън или електрически претоварвания. Чрез топенето се прекъсва електрическата верига или се задейства [[спринклерна противопожарна инсталация|спринклерната инсталация]]. Индиево-галиевите сплави често притежават още по-ниска температура на топене и затова се влагат във високотемпературните термометри. Специална е галиево-индиево-калаената сплав, наречена [[галинстан]]. Тя е течна при стайна температура и затова е неотровна съставна част на живачните или натриево-калиевите съединения.

Възможен начин на химическо установяване на индий е отделянето чрез утаяване, с помощта на [[8-Хидроксихинолин]], от разтвор на [[оцетна киселина]]. Нормално индият не се установява по химичен път, а с помощта на подходящ спектрографски метод. [[Метал]]ът лесно се доказва с характерните [[спектрална линия|спектрални линии]] на 451,14 nm и 410,18 nm. За по-точно доказване на малки количества (следи) се използват [[рентгенофлуоресцентен анализ]] и [[масспектрометрия]].

Въпреки, че не са известни токсични ефекти на индии, при опити с плъхове и зайци е установено, че индиевите атоми въздействат върху ембриона и оказват мутагенно въздействие. При поемане на еднократна доза от 0,4 мг*кг<sup>-1<mg/sup>kg InCl₃ от бременни плъхове в плода се наблюдават дефекти като заешка устна или липсващи пръсти. Тези проявления зачестяват, когато индий е приет на 10-я ден от бременността. При мишките, напротив, не се забелязват никакви отклонения. Индиевият нитрат е отровен за водните организми.