Indio, En, Número atómico 49

GENERAL

El indio es un elemento químico con el símbolo y número atómico 49. En la tabla periódica de los elementos que se encuentra en la 5. Período y es el cuarto elemento de la 3. El grupo principal (según el nuevo censo de grupo 13) oder Borgruppe. El indio es un raro, blanco plata y el heavy metal blando. Su abundancia en la corteza de la tierra es similar a la de la plata. Indio no es esencial para el cuerpo humano, ni se conocen efectos tóxicos. El metal se procesa hoy en día para la mayor parte de óxido de indio y estaño, que se utiliza como un conductor transparente para las pantallas planas y pantallas táctiles. Desde el comienzo del nuevo milenio, el incremento de la demanda asociada a un aumento significativo en Indiumpreise y las discusiones sobre el alcance de los recursos a.

El indio era 1863 descubierto por los químicos alemanes Ferdinand Reich y Theodor Richter en el Freiberg. Se investigó una muestra de alrededor de esfalerita encontrado después de talio. Se encuentran en el espectro de absorción en lugar de las líneas de talio esperados una línea espectral indigo desconocido y por lo tanto un elemento desconocido. Después de esto, el nuevo elemento se le dio posteriormente el nombre de. Poco tiempo después, estaban inicialmente, y óxido de indio, óxido de indio por reducción con hidrógeno y el metal. A mayor cantidad de indio fue por primera vez en la Exposición mundial 1867 se muestra en París.

Después de una primera aplicación 1933 como elemento de aleación en oro dental comenzó el uso extensivo de indio con la Segunda Guerra Mundial. Los Estados Unidos aplicaron como un recubrimiento en rodamientos sometidos a grandes esfuerzos de los aviones. Después de la Segunda Guerra Mundial, el indio fue principalmente en la industria electrónica, utilizado como soldadura y aleaciones de bajo punto de fusión. El uso de las barras de control de reactores nucleares llegó a ser importante con el aumento del uso de la energía nuclear. Esto condujo a 1980 a un fuerte aumento en los primeros Indiumpreises. Después del accidente nuclear de Three Mile Islandia Went sin embargo tanto la demanda como los precios de manera significativa.

FUERA 1987 Dos nuevos compuestos del indio, desarrollo de fosfuro de indio semiconductores y conductora y transparente en capas delgadas de óxido de indio y estaño. Especialmente con el desarrollo de óxido de indio y estaño era vonFlüssigkristallbildschirmen técnicamente interesantes. Se debe a la alta demanda de 1992 la mayor parte de la indio procesado para óxido de indio estaño.

PASAR

El indio es un elemento raro, su parte de la corteza continental es sólo 0,05 ppm. Es por lo tanto de frecuencia similar como la plata y el mercurio. En un indio estado refinado se ha encontrado siempre en un descubrimiento en el este de Siberia. Hay sólo unos pocos minerales de indio conocidos. Se trata principalmente de minerales de sulfuro tales como Indit finamente2S4 Roquesite y CuInS2. Sin embargo, éstos son raros y no juegan un papel en la recuperación de indio. Los mayores yacimientos de indio en minerales de zinc son, especialmente blenda. Las reservas teóricas se estiman en 16.000 Toneladas estimadas, son económicamente explotables, de los cuales 11.000 Toneladas. Las mayores reservas se encuentran en Canadá, China y Perú. Minerales de indio, pero también en Australia, BOLIVIA, BRASIL, Japón, Rusia, Sudáfrica, EE.UU., Encontrado Afganistán y algunos países de Europa. Los depósitos se encuentran en el Erzgebirge en Alemania (Freiberg, Marienberg, Geyer) y al Rammelsberg en el Harz.

Extracción y representación

El indio se obtiene casi exclusivamente como un subproducto en la producción de zinc o plomo. La recuperación económica es posible, si en ciertos puntos del proceso de producción de indio y se acumula. Esto se trata de cenizas volantes, producidas durante la calcinación de sulfuro de cinc y residuos, que permanecerá en la electrólisis durante el método húmedo de la producción de zinc. Estos se hacen reaccionar con ácido sulfúrico o ácido clorhídrico, y luego se convierten en una solución. Puesto que la concentración es demasiado baja de indio en el ácido, debe ser enriquecida. Esto se hace, por ejemplo, por extracción con fosfato de tributilo o de indio, como precipitación con fosfato.

El Indiumgewinnung real por electrólisis. A una solución de indio(III)-cloruro utilizado en ácido clorhídrico. Esto se lleva a cabo con la ayuda de mercurio elemental electrodos indio. En la electrólisis es asegurarse de que, que la solución no contiene talio, ya que los potenciales estándar de los dos elementos son muy similares.

\mathrm{In^{3+} + 3\ e^- \ \xrightarrow{Hg-Elektr.} \ In}

Por métodos adecuados, tales como el método de fusión por zonas o electrólisis repetida de indio(Yo)-sal de cloruro se funde el producto bruto se puede purificar aún más, y así sucesivamente 99,99 % indio puro se obtienen.

PRODUCCIÓN

La producción primaria (Producción minera) de indio estaba en 2006 ENTRE 500 Y 580 Toneladas. Debido a los limitados recursos naturales de 11.000 Toneladas con gran demanda entre el indio a los productos más escasos en la Tierra. En 2008 China creció especialmente para la información sobre las reservas naturales de indio 280 A 8.000 Toneladas, lo que el rango estático de anterioridad 6 A 19 Años extendido. La producción secundaria, También das Reciclaje, exceder la producción primaria, y estaba en 2008 A 800 Toneladas.

Refinería de producción de indio por país

El Indiumproduktion en China ha tenido lugar cada vez más sólo recientemente. En 1994 la cantidad producida era todavía en 10 Toneladas. Desde entonces, parte de la producción mundial de China aumentó a 60 % en 2005. La producción en otros países como Japón, Canadá y Francia sólo se podría aumentar o disminuir marginalmente por el agotamiento de los depósitos. Por lo tanto, 2006 Japonés mina Toyoha cerrado, lo que reduce significativamente la producción local.

Desarrollo temporal de la producción indium

A medida que la demanda de indio ha aumentado más rápidamente que la producción, traducido en un fuerte aumento de los Indiumpreises 97 Dólar 2002 A 827 Dólares por kilogramo en 2005. Reciclaje de indio es, sobre todo, a través del reciclaje de residuos procedentes de la pulverización catódica. El único país, en la actualidad se recuperó en cantidades mayores de indio, Japón es.

Con nuevos aumentos en la demanda y el alto precio consecuente es también el reciclaje de materiales con poco de indio rentables. Asimismo, ahora es económicamente factible, también explotan minerales con menor Indiumgehalten. Esto probablemente será posible, el agotamiento de los recursos para retrasar la.

Indio efecto, puede ser sustituido en la mayoría de las aplicaciones por otras sustancias, Sin embargo, a menudo se deterioran las propiedades del producto o el costo de producción. Por lo tanto, a punto de ser reemplazado por el arseniuro de galio y fosfuro de indio y el indio son para algunos - aunque peor calidad - posibles sustitutos.

Propiedades

Propiedades físicas

Los datos cristalográficos[22]
Crystal sistema de tetragonal
Grupo espacial I4/mmm \;
Parámetros de red

(Elementarzelle)

un = (b) = 325 pm

c = 495 pm

NÚMERO (La) EL

Unidades de fórmula

Z = 2

Unidad de células de esfera de coordinación de indio de las centrales Indiumatoms

Poliedros de coordinación de un Indiumatoms 4 + 8 = 12 Átomos vecinos en la forma de un cuboctaedro distorsionada

El indio es un metal de color blanco plateado con un bajo punto de fusión 156,5985 ° C. Un punto de fusión más bajo de los metales tiene sólo mercurio, Galio y la mayoría de los metales alcalinos,. Más de un área muy grande de casi 2000 K es el metal líquido. Líquido de indio deja una película delgada sobre vidrio permanentemente (Humectante). La misma propiedad tiene el similar de galio.

El metal tiene una dureza muy baja y alta ductilidad (Dureza de Mohs: 1,2). Por consiguiente, es posible, Para cortar con un cuchillo como el indio de sodio. Al mismo tiempo que deja una línea visible en el papel. Por debajo de una temperatura de transición de 3,41 Kelvin es superconductor de indio. Una característica especial del indio, que tiene en común con el estaño, son el ruido característico, que se puede escuchar durante la flexión de indio ("Zinngeschrei").

De indio sólo una modificación cristalina se conoce en condiciones normales, en el sistema cristalino tetragonal en el grupo espacial I4/mmm \; y por lo tanto en una red tetragonal centrado en el cuerpo con los parámetros de red un = 325 pm y c = 495 pm cristalizado y dos unidades de fórmula en la celda unitaria.

Un átomo de indio está rodeado en la estructura cristalina de otros doce átomos, en la que cuatro celdas adyacentes se derivan de la elemental y una distancia más pequeña (325 pm; bonos rojos) que el ocho que tiene en las esquinas de la celda unidad átomos situados (337 pm; bonos verdes). Como poliedros de coordinación obtenido por el número de coordinación 4 + 8 = 12 un verzerrtesKuboktaeder. La estructura cristalina por lo tanto puede actuar como un tetragonally distorsionada, empaquetamiento compacto cúbico se describen.

En experimentos de alta presión, una modificación adicional descubierto, Lo anterior 45 GPa y es estable en el sistema cristalino ortorrómbico, grupo espacial Fmmm cristalizado.

Propiedades químicas

Las propiedades químicas similares a las del grupo de indio, galio y talio vecinos. Así, indio como los otros dos elementos, un elemento de base, capaz de reaccionar a altas temperaturas con muchos metales no. En el aire es estable a temperatura ambiente, allí forma una capa de óxido densa como aluminio, que protege el material de la oxidación adicional por pasivación. Sólo a altas temperaturas, la reacción tarda en indio(III)-oxidstatt.

Durante indio de ácidos minerales tales como ácido nítrico o ácido sulfúrico es atacado, No es soluble en agua caliente, Bases y ácidos orgánicos más. Además, el agua salada no afecta indio. Indio a temperatura ambiente, el mercurio en el metal más soluble.

Isótopo

¿Son de indio 38 diferentes isótopos y otras 45 Kernisomere de 97En hasta 135En conocida. En la naturaleza, que sólo se encuentran dos isótopos, 113En (64 Neutrón) CON 4,29 % Y 115En (66 Neutrón) CON 95,71 % Proporción de la distribución de isótopos naturales. El isótopo común 115En es débilmente radiactivo, Es un emisor beta con una vida media de 4,41 · 1014 Años. Beide natürlichen Isotope können mit Hilfe der NMR-Spektroskopie nachgewiesen werden. Los isótopos artificiales más estables 111En este lugar y 114mEn tienen una vida media de varios días, 113mEn horas casi una hora y media. 111En este lugar y 113mSer utilizadas en medicina nuclear.

EMPLEO

METAL

El indio es en Indiumdichtungenverwendet.

El indio es muy versátil, su uso está limitado por la escasez y alto precio. La mayor parte del indio producido no se utiliza como metal, sino que se transforma en una serie de compuestos. Únicamente para la producción de óxido de indio y estaño se encontraban en 2000 65 % se utiliza la producción total de indio. Otros compuestos, fosfuro de indio y arseniuro de indio, como se obtienen de la indio manufacturado. Más detalles sobre el uso de los compuestos del indio encontrar en la sección Conexiones.

Las piezas de metal se pueden proteger mediante Indiumüberzüge abgeschiedenene eléctricamente. Como materiales revestidos, tales como el acero, Plomo o cadmio o soluciones de sales son entonces resistentes a la corrosión por ácidos orgánicos y especialmente la abrasión. Indiumschutzschichten antes eran de uso frecuente para los rodamientos de automóviles o aviones. Dado que el aumento significativo en Indiumpreises pero esto ya no es económicamente. Recubierto con superficies de indio tiene una reflectividad alta y uniforme en todos los colores del tiempo y por lo tanto se puede utilizar como espejo.

El punto de fusión de indio es relativamente baja y se determina con mucha precisión. Por esta razón, es uno de los puntos fijos en la preparación de la escala de temperatura. Esta propiedad es también para la calibración de la calorimetría diferencial de barrido (DSC) utilizado.

Debido a las altas Einfangquerschnittes para indio de neutrones tanto lento y rápido es un material adecuado para las barras de control en los reactores nucleares. Y como detectores de neutrones láminas de indio se pueden utilizar. El indio es estanca a los gases y fácil de deformar a bajas temperaturas y por lo tanto se utiliza en la llamada Indiumdichtungen en criostato.

A pesar de que una soldadura para muchos materiales juega indio debido a algunas propiedades especiales de un papel. Se deforma cuando se enfría sólo en una medida limitada. Esto se debe principalmente a los semiconductores para transistores de soldadura importantes. También juega un papel, que es capaz de indio, para materiales de soldadura y no metálicos tales como vidrio y cerámica.

Con "Indiumpillen" obleas de germanio se anlegiert mutuamente, producir primeros transistores.

Aleaciones

El indio puede ser aleado con muchos metales. Muchas de estas aleaciones, especialmente con el bismuto metales, Zinn, Cadmio y plomo, tener un bajo punto de fusión de 50 HASTA 100 ° C. Como resultado de las aplicaciones potenciales, por ejemplo, en rociadores, Termostatos y fusibles. También se puede usar como el plomo es tóxico, El indio se utiliza como sustitutos no peligrosos. El propósito de estas aleaciones es que, que contribuyen a altas temperaturas ambientales, causados ​​por el fuego o de alta corriente, FUNDIR. Luego es interrumpido por la fusión del circuito o activado el sistema de aspersión. Aleaciones de indio-galio suelen tener incluso más bajos puntos de fusión y contenidos en los termómetros de alta temperatura. Una aleación de galio-indio-estaño en particular es Galinstan. Esto es líquido a temperatura ambiente y se utiliza como sustituto no peligrosos para las aleaciones de mercurio o de sodio y potasio-.

Hay algunas pocas otras aleaciones de indio, utilizado en diferentes áreas. Como indio de cobre, El manganeso y el magnesio se utiliza como un componente de la aleación de los materiales magnéticos. Ocasionalmente, indio (máximo 5 %) con plata, Zinn, COBRE, Mercurio y zinc usado como aditivo en las amalgamas dentales. En la capa de grabación de un CD-RW, incluso de indio está contenida.

CERTIFICADO

Una detección química es posible la precipitación de iones de indio utilizando 8-hidroxiquinolina a partir de una solución de ácido acético. El indio se por lo general no se detecta por medios químicos, pero adecuados métodos espectroscópicos. El indio es ligeramente por encima de las líneas espectrales características en 451,14 nm 410,18 nm demuestran. Puesto que son en el rango espectral azul, da lugar a la característica de color de la llama azul. Para una determinación más cuantitativa para proporcionar el análisis de fluorescencia de rayos X y dieMassenspektrometrie como método de investigación.

Seguridad y toxicidad

Aunque es consciente de metal indio, no tiene efectos tóxicos son, Sin embargo, fue, tiene que los iones de indio en los estudios en animales con ratas y conejos embriones y efectos teratogénicos. Cuando una dosis única de 0,4 mg * kg-1 Incl.3 observados en ratas embarazadas konntenMissbildungen como paladar hendido y oligodactilia. Estos síntomas se observó con mayor frecuencia, cuando el indio en el 10. Del embarazo se ha aplicado. En ratones, sin embargo, no se observaron anormalidades. Por indio, una toxicidad para los organismos acuáticos (toxicidad acuática) encontrado.

Compacto metal indio no es inflamable. En estado finamente dividido como un polvo o el polvo, que sin embargo es la cantidad de metales inflamables y combustibles. Burning indio no se puede extinguir con agua, debido al riesgo de explosión debido a hidrógeno formado, sino más bien con los extintores de metal (Clase D) Se suprime.

Conexiones

El indio se forma una serie de compuestos. En ellos, el metal por lo general tiene un estado de oxidación III. El estado i es raro e inestable. El estado de oxidación de II no existe, Conexiones, que se produce indio formalmente divalente, son en realidad compuestos mixtos de un- e indio trivalente.

Indio

Indio(III)-óxido es un amarillo, sal estable. Puro indio(III)-el óxido se utiliza poco, en la técnica, la mayor parte de óxido de indio y estaño se procesa adicionalmente a. Es de indio(III)-ÓXIDO, que una pequeña cantidad de estaño(IV)-óxido se dopa. Caracterizado el compuesto es un óxido transparente y conductora (TCO-Material). Esta combinación de propiedades, que pocos otros materiales tienen, requiere una amplia aplicación. En particular, como un conductor en pantallas de cristal líquido (LCD), diodos emisores de luz orgánicos(OLED), Las pantallas táctiles y células solares, se utiliza óxido de indio y estaño. En otras aplicaciones tales como ventanas de automóviles con calefacción y células solares, la cara de óxido de indio y estaño podría ser reemplazado por óxido de zinc dopado con aluminio más barato.

Semiconductor compuesto

Muchos son semiconductores compuestos de indio con intervalos de banda característicos. Esto se refiere especialmente a compuestos con elementos de 15. Y 16. El grupo principal, tales como fósforo, El arsénico y azufre. Aquellos elementos con los 15. Ser contado entre el principal grupo de semiconductores compuestos III-V, aquellos con calcógenos a semiconductores compuestos III-VI. El número varía de acuerdo con el número de electrones de valencia en los dos componentes de conexión. Nitruro de indio, Fosfuro de indio, Arseniuro de indio y antimonio de indio tienen diferentes aplicaciones en diferentes diodos, tales como diodos emisores de luz (LED), Photo Diodes o diodos láser. La aplicación exacta depende del intervalo de banda requerido. Indio(III)-sulfuro (En2S3) un semiconductor III-VI que tiene una banda prohibida de 2 eV, se utiliza en lugar de las células solares Cadmiumsulfidin. Algunos de estos compuestos - especialmente fosfuro de indio y el indio - juegan un papel en la nanotecnología. Fosfuro de indio nanocables tienen una fotoluminiscencia altamente anisotrópico y, posiblemente, se pueden utilizar en fotodetectores altamente sensibles y conmutadores ópticos.

Además de los semiconductores compuestos simples, existen compuestos semiconductores, el metal más de una figura. Un ejemplo es indio (EnxGeorgia1-xComo) un semiconductor ternario con una reducción en comparación con galio arseniuro de banda prohibida. Cobre indio diseleniuro(CuInSe2) tiene un alto grado de absorción de la luz y por lo tanto se utiliza en las células solares de película fina (CIGS células solares).

Otros compuestos de indio

Con el halógenos flúor, Cloro, El indio es un número de bromo, y yodo de los compuestos. Ácidos de Lewis y que se forman con los complejos de donantes adecuados. Un importante indio, indio es(III)-CLORURO. Esto se utiliza, por ejemplo, como un catalizador para la reducción de compuestos orgánicos.

También hay compuestos de indio orgánicos que tienen las fórmulas generales InR3 y InR. Sie sind wie viele metallorganische Verbindungen empfindlich gegen Sauerstoff und Wasser. Indiumorganische Verbindungen werden als Dotierungsreagenz bei der Produktion von Halbleitern genutzt.

GENERAL
Nombre, Símbolo,Número atómico Indio, En, 49
Serie Metales
GRUPO, Período, Bloquear 13, 5, p
CARA gris plateado
CAS-Nummer 7440-74-6
Misa fracción de derErdhülle 0,1 ppm
ATÓMICO
Masa atómica 114,818 usted
Atomradius (calculado) 155 (156) pm
Kovalenter Radio 144 pm
Van-der-Waals radio 193 pm
Configuración electrónica [Kr] 4d105s25p1
1. Ionización 558,3 kJ / mol
2. Ionización 1820,7 kJ / mol
3. Ionización 2704 kJ / mol
FÍSICO
Estado físico FIESTA
Estructura cristalina tetragonal
DENSIDAD 7,31 g / cm3
Mohs 1,2
MAGNETISMO diamagnetisch (\chi_{m} = −5,1 · 10-5)
Punto de fusión 429,7485[4] K (156,5985 ° C)
Punto de ebullición 2345 K (2072 ° C)
Molares Volumen 15,76 · 10-6 m3/mol
El calor de vaporización 231,8 kJ / mol
Schmelzwärme 3,26 kJ / mol
Presión de vapor 1 Pa bei 1196 K
Velocidad del sonido 1215 m / s en 293,15 K
Capacidad calorífica específica 233 J /(kg · K)
La conductividad eléctrica 12,5 · 106 A /(En · m)
CONDUCTIBILIDAD CALORÍFICA 81,6 W /(m · K)
QUÍMICO
Estados de Oxidación 3, 1
Normalpotential −0,343 V (En3+ + 3y- → In)
Electronegatividad 1,78 (Pauling-rock)
Isótopo
ISÓTOPO NH t1/2 ZA ZE (MeV) ZP
111En {un hijo.} 2,8047 d e 0,865 111CD
113En 4,3 % FIRME
114En {un hijo.} 71,9 s b- 1,989 114Sn
e 1,452 114CD
115En 95,7 % 4,41 · 1014 un b- 0,495 115Sn
RMN propiedades
Girar γ en
RUEDA·T-1·s-1
Lor(1H) FLa A
B = 4,7 T
en MHz
113En 9/2 5,8845 · 107 0,0151 21,87
115En 9/2 5.8972 · 107 0,271 38,86
Seguridad
Identificación de peligros del SGA

02 – Leicht-/Hochentzündlich 07 – Achtung

PELIGRO

H- y P-conjuntos H: 228-315-319-332-335
EUH: no se establece EUH
P: 210-​261-​305+351+338
Identificación de Materiales PeligrososPOLVO

Leichtentzündlich
FÁCIL-
INFLAMABLE
(F)
R- y las frases S R: 11
S: 9-16-29-33
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