Az irídium felfedezése és eredete
Az irídiumot 1803-ban fedezte fel Smithson Tennant angol kémikus, miközben platina érceket vizsgált. A felfedezés érdekessége, hogy ugyanabban az évben egy másik kémikus, H.V. Collet-Descotils is felismerte az új elemet, de Tennant publikálta először eredményeit. Az irídium nevét a görög „irisz” szóból származtatják, amely szivárványt jelent, utalva az elem vegyületeinek sokszínűségére.
Az irídium a Földön rendkívül ritka elem, a földkéregben csak nyomokban fordul elő. Koncentrációja mindössze 1 ppb (milliárdod rész) körüli, ezzel az egyik legritkább elem bolygónkon. Előfordulása főként a platinafémekhez kötődik, velük együtt található meg különböző ércekben, mint például a platina-irídium-ozmium ötvözetekben.
Meteoritokban és a földtörténeti múltban
Érdekes módon az irídium jóval nagyobb koncentrációban van jelen meteoritokban, mint a Föld kérgében. A vasmeteoritok akár 5 ppm (milliomod rész) irídiumot is tartalmazhatnak, ami több ezerszerese a földi előfordulásnak. Emiatt az irídium jelenléte fontos indikátora lehet a meteoritbecsapódásoknak a földtörténeti múltban.
Az egyik legismertebb példa erre a kréta-paleogén határon, mintegy 66 millió évvel ezelőtt bekövetkezett tömeges kihalás. Ekkor egy hatalmas aszteroida csapódott a Földbe, ami világszerte irídiumban gazdag réteget hagyott hátra az üledékekben. Ez az anomália fontos bizonyítéka volt a becsapódásos elméletnek, amely magyarázatot adott a dinoszauruszok és számos más élőlény kihalására.
Fizikai és kémiai tulajdonságok
Az irídium a periódusos rendszer 77-es rendszámú eleme, vegyjele Ir. Az átmenetifémek csoportjába tartozik, azon belül is a platinafémek közé sorolják. Ezüstösen csillogó, kemény, törékeny fém. Sűrűsége rendkívül magas, 22,56 g/cm³, ami csaknem kétszerese az ólom sűrűségének.
Az irídium olvadáspontja 2466°C, forráspontja 4428°C, mindkettő rendkívül magas érték. Csak az ozmium és a volfrám rendelkezik magasabb olvadásponttal. Keménysége is kiemelkedő (6,5 a Mohs-skálán), de rideg, törékeny anyag.
Kémiai szempontból az irídium meglehetősen inert. Ellenáll a legtöbb sav, még a királyvíz korrozív hatásának is. Csak az olvadt alkálifémek és a fluor képes megtámadni. Vegyületeiben leggyakrabban +1, +3 és +4 oxidációs számmal fordul elő.
Alkalmazási területek
Az irídium különleges tulajdonságai miatt számos high-tech alkalmazásban megjelenik. Kiemelkedő keménysége és kopásállósága miatt gyakran használják speciális ötvözetek alkotójaként. Az irídium-platina ötvözet például rendkívül ellenálló, nem kopik és nem korrodál, ezért etalonok, mérősúlyok készítésére használják.
Az irídium magas olvadáspontja miatt alkalmas magas hőmérsékletű alkalmazásokra is. Irídium tégelyekben olvasztanak egyes speciális üvegeket és kristályokat. Az űrtechnológiában is megjelenik, például az űreszközök hőpajzsaiban vagy a sugárhajtóművek alkatrészeiben.
Kémiai inertsége miatt az irídiumot előszeretettel használják speciális laboratóriumi eszközök, például tégelyek, elektródok gyártására. Az irídiumbevonatú anódok rendkívül ellenállóak, így alkalmasak például klór vagy nátrium-hidroxid előállítására elektrolízissel.
Katalizátorként az iparban
Az irídium kiváló katalizátor, számos kémiai folyamatban alkalmazzák. Talán a legfontosabb ezek közül az Ostwald-eljárás, amellyel ammóniát állítanak elő nitrogén és hidrogén egyesítésével. Az irídium katalizálja a folyamatot, lehetővé téve az ipari méretű szintézist.
Hasonlóan fontos szerepe van az irídiumnak a Cativa-eljárásban, amely ecetsav előállítására szolgál metanol karbonilezésével. Itt az irídium-jodid komplex a katalizátor, amely hatékonyabbá és szelektívebbé teszi a folyamatot a hagyományos ródium-alapú katalizátoroknál.
Az autóiparban is megjelenik az irídium, mint a kipufogógázok utókezelésére szolgáló katalizátorok alkotója. A platina-ródium-irídium ötvözetből készült katalizátorok hatékonyan csökkentik a nitrogén-oxidok, szénhidrogének és szén-monoxid kibocsátást.
Orvosi és tudományos alkalmazások
Az orvostechnológiában az irídium számos speciális alkalmazással rendelkezik. Radioaktív izotópja, az irídium-192 fontos sugárforrás a rákterápiában. Implantátumként a tumorok közelébe helyezve célzottan juttatja a sugárzást a rákos sejtekhez, minimalizálva az egészséges szövetek károsodását.
Emellett az irídiumot felhasználják speciális orvosi eszközök, például szikék, tűk, elektródok gyártásához is. Keménysége, kopásállósága és biokompatibilitása ideális anyaggá teszi ezekre a célokra.