76
Os/Osmium
Osmium heeft de hoogste dichtheid van alle elementen: een espressokopje met het metaal weegt meer dan een kilo. Het blauwig glanzende metaal is ongeveer even zeldzaam als goud en komt ook net als goud in metallische vorm in de natuur voor. Je vindt het als legeringselement in zeer harde materialen voor bijvoorbeeld vulpenpunten, elektrische contacten en naalden. Het werd ook gebruikt voor de naald van oude fonografen (de voorloper van de platenspeler).
Symbool
Os
Protonen/elektronen
Groep
Isotopen
184Os, 186Os, 187Os, 188Os, 189Os, 190Os, 192Os
Periode
6
Elektronenconfiguratie
[Xe] 4f145d66s2
Blok
d
Elektronencofiguratie Bohr
2,8,18,32,14,2
Bij kamertemperatuur
vast
Elektronegativiteit
1,5 (Pauling)
Dichtheid
22600 kg m-3
Atoomstraal
134 . 10-12 m
Smeltpunt
3033 oC (3306 K)
Relatieve atoommassa
190.2
Kookpunt
5008 oC (5281 K)
Soortelijke warmte
130 J kg−1 K−1
Warmtegeleidingscoëfficiënt
Selecteer
Toepassingen
Naam & ontdekking
Voorkomen
Bereiding
Beeld en audio
Toepassingen
Toepassingen
Vulpenpunt
Een vulpenpunt moet zeer corrosiebestendig, sterk, hard en slijtvast zijn. In sommige (dure) pennen zijn ze gemaakt uit een osmium-iridiumlegering met de naam osmiridium. Ook legeringen met ruthenium en wolfraam worden gebruikt.
Katalysator
Osmium is net als andere platinametalen (platina zelf, maar ook bijvoorbeeld ruthenium, rhodium en palladium) een goede katalysator. Osmium was een van de eerste katalysatoren voor het bekende Haber-Bosch proces dat stikstof uit de lucht bindt in ammoniak. De ontwikkelaars bij BASF kochten de complete wereldvoorraad op. Deze investering bleek tevergeefs, want niet veel later (in 1908) bleek dat ijzer gebaseerde katalysatoren ook een prima resultaat opleverden.
Kompasnaald
Ook bij een kompasnaald geldt dat het gekozen materiaal buitengewoon hard en corrosie bestendig en bovendien magnetisch moet zijn. Vooral in de betere, zeer nauwkeurige en betrouwbare kompassen wordt daarom een osmium-iridiumlegering toegepast. Denk bijvoorbeeld aan het stuurkompas van schepen.
Lager van klok of horloge
In klokken en horloges van goede kwaliteit vind je osmium-iridiumlegeringen vanwege de bijzonder duurzame eigenschappen van dit materiaal. Het is zeer hard en corrosiebestendig en garandeert dus een langdurig goede werking van het uurwerk.
Sieraden
Sieraden bevatten soms osmiumlegeringen. Deze zijn blinkend zilverwit met een blauwachtige glans die een heel speciale effect kan geven. De goede corrosiebestendigheid van de legeringen is in deze toepassing ook van belang.
Meer toepassingen
Als element en in legeringen
- Elektrische contacten (in elektronica)
- Gloeidraad in lampen (Os/W, ‘osram’; de naam van de legering werd merknaam)
- Katalysator bij de antivriesbereiding en hydrogeneren van organische verbindingen
- Kogellagers voor precisieapparatuur
- Medische instrumenten
In verbindingen
| Katalysator | Os-carbonylcomplexen | |||
| Kleuren en prepareren van weefsels voor elektronenmicroscopisch onderzoek | OsO4 | |||
| Kleurstof voor textiel | OsO4 | |||
| Reagens voor adrenaline | OsO4 | |||
| Detectie van vingerafdrukken (forensisch onderzoek) | OsO4 |
Naam & ontdekking
Naam
De naam osmium komt van het Griekse woord osme voor geur, stank. Het element dankt die naam aan osmiumtetraoxide (OsO4), dat bij het bereiden van osmium als tussenproduct ontstaat. Het heeft vervelende, doordringende geur.
Ontdekking
De Engelse chemicus Smithson Tennant (foto) ontdekte osmium in 1803 in het residu dat ontstaat bij de verwerking van platina-erts. Het platina lost op in koningswater, maar er ontstaat ook een donkere, onoplosbare neerslag. Andere chemici veronderstelden dat dit koolstof zou zijn, maar Tennant was een andere mening toegedaan. Hij had de nodige ervaring met koolstof; zo toonde hij als eerste aan dat diamant een vorm van zuiver koolstof is. Dankzij een uitgekiende chemische behandeling van het residu ontdekte Tennant zowel osmium als iridium.
Tennant was de zakenpartner van William Hyde Wollaston die veel geld wist te verdienen met de verwerking van platinaerts. Wollaston (foto) is de ontdekker van palladium (1802) en rhodium (1804), ook in ruw platina.
Voorkomen
Voorkomen
Osmium is een zeldzaam element. Met een gewichtsaandeel van 1,5.10-7 % van de aardkorst staat het op 76 in de ranglijst van meest voorkomende elementen; één plaats onder goud.
Ertsen van de platina metalen en gouderts bevatten vaak kleine hoeveelheden osmium, doorgaans in metallische (gedegen) toestand. Ook in koper- en nikkelertsen worden kleine hoeveelheden osmium aangetroffen.
Winning
De belangrijkste wingebieden liggen in Zuid-Afrika (Witwatersrand), Rusland (Oeral en Siberië), Madagaskar, Tasmanië, Indonesië (Kalimantan), Canada en Japan.
Bereiding
Bereiding
Vroeger
Het eerste osmium werd geïsoleerd uit het residu dat ontstaat bij het oplossen van ruw platina in koningswater. De Engelse chemicus Smithson Tennant smolt het residu met lood en behandelde het zowel met zuur als alkali. Het leverde hem de oxiden van respectievelijk osmium en iridium op. Het oxide van osmium (OsO4) was gemakkelijk af te dampen en met behulp van waterstof tot osmium te reduceren.
Tegenwoordig
Men verkrijgt zuiver osmium door osmium houdende ertsen of mineralen met zuurstof om te zetten in het vluchtige osmiumtetraoxide. Vervolgens wordt deze stof opgelost in alcoholische loog, waarna ammoniumchloride wordt toegevoegd. Er ontstaat OsO2(NH3)4Cl2 dat na zuivering met waterstof tot metallisch osmium wordt gereduceerd.
In toenemende mate isoleert men osmium uit de restanten van de platina-, koper-, zilver- en nikkelwinning. Daarvoor wordt het in koningswater onoplosbare deel gesmolten met natriumwaterstofsulfaat (NaHSO4) en vervolgens opgelost in water. Wederom vormt zich een residu, dat gesmolten wordt met natriumperoxide (Na2O2). Toevoegen van water leidt tot een oplossing, waar chloorgas doorheen wordt geleid. Daarbij ontstaat het vluchtige osmiumtetraoxide (OsO4), dat verder wordt bewerkt volgens de eerder genoemde methode.
De winning uit anodeslib van de nikkel- of koperwinning neemt steeds toe; ook wordt de ‘klassieke’ methode voor het scheiden van platina meer en meer vervangen door vloeistof-vloeistofextractie en ionenwisseling.
Voor de meeste toepassingen wordt osmium overigens niet gescheiden van de andere platinametalen (bijvoorbeeld iridium), maar verwerkt tot een direct te gebruiken legering.
Beroep
Als chemisch technoloog is elke dag anders
Beroep
Voorsprong met een chemische achtergrond
Beroep
Een stromend, staalhard materiaal
Studie
Jij en chemie? Dat geloof ik niet
Beroep
Een huid voor robots
Beroep
Ik ben echt een spin in het web
Beroep
Op kleine schaal grote problemen oplossen
Studie
Je bent bij deze studie geen nummer!
Beroep
De wereld voeden met licht
Beroep
Oersoep en afvalwater
Beroep
Een chemische gereedschapskist voor de toekomst
Studie
Chemische Technologie studeren in Groningen
Beroep
Als chemisch analist moet je kritisch zijn
Bedrijf | Stage
Tom loopt stage bij Teijin Aramid
Beroep
Spioneren met je immuunsysteem
Studie
Praktijklessen vind ik leuk om te doen
Studie
Diploma (bijna) gehaald en nu!?
Beroep
Chemie is altijd mijn passie geweest
Studie
Je bent wel met serieus werk bezig
Beroep
Van het laboratorium naar Pinkpop
Beroep
Op de mavo wilde ik al scheikunde studeren
Beroep
Een duurzame coating
Studie
Het mooie aan deze studie zijn de grote labs
Studie
Bo koos voor Chemische Technologie
Beroep
Levend materiaal op basis van de natuur
Beroep
Orgaanschade omkeren
Studie
Chemie is meer dan alleen maar deeltjes
Beroep
Vicky vond de bèta vakken leuk
Beroep
Waarom ik moleculen opsluit in een kooi?
Studie
Hoe is dat eigenlijk, chemie studeren?
Beroep
Verliefd op moleculen
Studie
Ik haalde vroeger zesjes voor scheikunde
Beroep
Katalysatoren tegen klimaatverandering
Studie
Ik leer ook van dingen naast mijn studie
Beroep
Slim membranen maken; in water
Studie
We hebben hier een geweldig lab
Beroep
Opzoek naar de Ronaldo onder de nanodeeltjes
Bedrijf | Beroep
Positief bijdragen aan het leven van mensen
Studie
Werken aan nieuwe technieken voor windenergie
Bedrijf | Beroep
Timo is chemisch technoloog en projectmanager
Beroep
Als chemisch technoloog blijf je je ontwikkelen
Beroep
Kunnen we een implantaat 3D printen?
Studie
Medicijnen maken van rotte appels
Studie
Ik voelde mij snel thuis in deze studie
Studie
Goed persoonlijk contact met docenten
