INDIUM: PENEMUAN, STRUKTUR, SIFAT, ISOTOP, PENGGUNAAN, RISIKO - KIMIA - 2026

The indium adalah logam yang dipunyai oleh kumpulan 13 dalam jadual berkala dan mempunyai simbol kimia In. Nombor atomnya adalah 49, ₄₉ In, dan di alam terdapat dua isotop: ¹¹³ In dan ¹¹⁵ In, yang terakhir adalah yang paling banyak. Atom indium dijumpai di Bumi sebagai kekotoran zink dan mineral plumbum.

Ia adalah logam tertentu, kerana yang paling lembut dapat disentuh tanpa banyak risiko kesihatan; tidak seperti lithium dan rubidium, yang akan sangat membakar kulit ketika bertindak balas dengan kelembapannya. Sepotong indium dapat dipotong dengan pisau dan patah dengan kekuatan jari, mengeluarkan keretakan yang khas.

Sepotong logam logam. Sumber: Imej Hi-Res Elemen Kimia

Sesiapa yang mendengar nama logam ini pasti akan mengingati India, tetapi namanya berasal dari warna indigo, yang diperhatikan ketika ujian nyalaan dilakukan. Dalam pengertian ini sangat mirip dengan kalium, membakar logam atau sebatiannya dengan api yang sangat khas, di mana indium dikesan buat pertama kalinya dalam mineral sphalerite.

Indium berkongsi banyak sifat kimia dengan aluminium dan galium, yang berlaku di sebilangan besar sebatiannya dengan bilangan pengoksidaan +3 (Dalam ³⁺ ). Ia menggabungkan dengan baik dengan aloi pembentuk gallium dengan titik lebur rendah, salah satunya adalah galinstan.

Aplikasi indium didasarkan pada lapisan bahan dengan aloi mereka, menjadikannya konduktif elektrik dan fleksibel. Orang India menutup beberapa gelas untuk memberikan kilauan yang lebih besar, menggantikan perak. Dalam dunia teknologi, orang India terdapat di LCD dan skrin sentuh.

Penemuan

Pada tahun 1863, ahli kimia Jerman Ferdinand Reich mencari jejak unsur thallium, melalui garis hijau spektrum pelepasannya, dalam mineral zink; khusus sampel sphalerite (ZnS) dari sekitar Saxony. Setelah memanggang mineral, menghilangkan kandungan sulfurnya, mencernanya dalam asid hidroklorik, dan menyuling zink klorida, dia memperoleh endapan berwarna jerami.

Menghadapi penemuan itu, Reich memutuskan untuk melakukan analisis spektroskopi; tetapi kerana dia tidak memiliki mata yang baik untuk mengamati warna, dia berpaling kepada rakannya Hieronymus Theodor Richter untuk mendapatkan bantuan dalam tugas ini. Richter adalah orang yang memerhatikan garis spektrum kebiruan, yang tidak bertepatan dengan spektrum unsur lain.

Kedua ahli kimia Jerman itu menghadapi unsur baru, yang disebut India kerana warna api nila ketika sebatiannya dibakar; dan pada gilirannya, nama warna ini berasal dari kata Latin indicum, yang bermaksud India.

Setahun kemudian, pada tahun 1864, gembira dan setelah sekian lama pemendakan dan pemurnian, mereka mengasingkan sampel indium logam dengan elektrolisis garam terlarut di dalam air.

Struktur orang India

Atom atom, In, bergabung menggunakan elektron valensinya untuk mewujudkan ikatan logam. Oleh itu, mereka akhirnya disusun dalam kristal berpusat badan dengan struktur tetragonal yang terdistorsi. Interaksi antara atom In-In yang berdekatan dengan kristal agak lemah, yang menjelaskan mengapa indium mempunyai titik lebur rendah (156 ºC).

Sebaliknya, daya yang bergabung dengan dua atau lebih kristal indium tidak kuat sama ada, jika tidak, mereka tidak akan bergerak di atas satu sama lain, memberikan kelembutan ciri logam tersebut.

Hartanah

Penampilan fizikal

Ia adalah logam perak yang sangat lembut. Ia dapat dirobek dengan tekanan kuku, dipotong dengan pisau, atau tergores pada garis berkilat pada selembar kertas. Bahkan mungkin untuk mengunyahnya dan mencacatkannya dengan gigi, selagi diratakan. Begitu juga, ia sangat lentur dan lentur, mempunyai sifat plastik.

Apabila orang India dipanaskan dengan obor, ia memancarkan api berwarna indigo, bahkan lebih terang dan lebih berwarna daripada kalium.

Jisim molar

114.81 g / mol

Takat lebur

156.60 ºC

Takat didih

2072 ° C.

Seperti gallium, indium mempunyai julat suhu yang luas antara takat lebur dan takat didihnya. Ini mencerminkan kenyataan bahawa interaksi In-In dalam cecair lebih kuat daripada interaksi dalam kaca; dan oleh itu setetes indium lebih mudah diperoleh daripada wapnya.

Ketumpatan

Pada suhu bilik: 7.31 g / cm ³

Tepat pada titik lebur: 7.02 g / cm ³

Elektronegativiti

1.78 pada skala Pauling

Tenaga pengionan

Pertama: 558.3 ​​kJ / mol

Kedua: 1820.7 kJ / mol

Ketiga: 2704 kJ / mol

Kekonduksian terma

81.8 W / (m K)

Ketahanan elektrik

83.7 nΩm

Mohs kekerasan

1,2. Ia hanya sedikit lebih sukar daripada bedak talcum (jangan mengelirukan ketangguhan dengan ketangguhan).

Kereaktifan

Indium larut dalam asid untuk membentuk garam, tetapi tidak larut dalam larutan alkali, bahkan dengan kalium hidroksida panas. Bertindak dalam hubungan langsung dengan sulfur, oksigen dan halogen.

Indium agak amfoterik, tetapi berperilaku lebih seperti basa daripada asid, larutan berairnya sedikit asas. In (OH) ₃ dileraikan semula dengan penambahan lebih banyak alkali, menimbulkan indiates kompleks, In (OH) ₄ ^- , seperti yang berlaku dengan aluminat.

Konfigurasi elektronik

Konfigurasi elektron indium adalah seperti berikut:

4d ¹⁰ 5s ² 5p ¹

Dari tiga belas elektron tersebut, tiga orbital 5s dan 5p terakhir adalah elektron valens. Dengan ketiga elektron ini, atom indium membentuk ikatan logam mereka, seperti halnya aluminium dan gallium, dan membentuk ikatan kovalen dengan atom lain.

Nombor pengoksidaan

Yang disebutkan di atas berfungsi untuk memahami sekaligus bahawa indium mampu kehilangan tiga elektron valensinya, atau memperoleh lima untuk menjadi isoelektronik kepada xenon gas mulia.

Sekiranya dalam sebatian kita menganggap bahawa ia telah kehilangan tiga elektronnya, ia akan kekal sebagai kation separa dalam ³⁺ (dalam analogi dengan Al ³⁺ dan Ga ³⁺ ) dan, oleh itu, bilangan pengoksidaannya akan menjadi +3. Sebilangan besar sebatian indium adalah In (III).

Di antara nombor pengoksidaan lain yang terdapat untuk indium, kita mempunyai: -5 (In ^5- ), -2 (In ^2- ), -1 (In ^- ), +1 (In ⁺ ) dan +2 (In ²⁺ ).

Beberapa contoh sebatian In (I) adalah: InF, InCl, InBr, InI dan In ₂ O. Kesemuanya adalah sebatian yang agak jarang, sementara In (III) adalah yang utama: In (OH) ₃ , In ₂ O ₃ , InCl ₃ , InF ₃ , dll.

In (I) sebatian adalah agen pengurangan yang kuat, di mana In ⁺ menyumbangkan dua elektron kepada spesies lain untuk menjadi In ³⁺ .

Isotop

Indium berlaku secara semula jadi sebagai dua isotop: ¹¹³ In dan ¹¹⁵ In, dengan jumlah terestrial masing-masing 4,28% dan 95,72%. Oleh itu, di Bumi kita mempunyai lebih banyak ¹¹⁵ atom daripada yang kita mempunyai ¹¹³ In. The ¹¹⁵ In mempunyai setengah - kehidupan 4.41 × 10 ¹⁴ tahun begitu besar bahawa ia hampir tidak stabil, walaupun radioisotop a.

Pada masa ini, sebanyak 37 isotop buatan indium telah dibuat, semuanya radioaktif dan sangat tidak stabil. Dari kesemuanya, yang paling stabil ialah ¹¹¹ In, yang mempunyai waktu paruh 2.8 hari.

Permohonan

Aloi

Orang India bergaul dengan baik dengan gallium. Kedua-dua logam membentuk aloi yang mencair pada suhu rendah, seperti cecair perak, dengan merkuri digantikan dalam beberapa aplikasinya. Begitu juga, indium juga menggabungkan dengan mudah, mempunyai kelarutan 57% dalam merkuri.

Aloi indium digunakan untuk merancang cermin perak tanpa memerlukan perak. Apabila dituangkan ke permukaan bahan apa pun, ia berfungsi sebagai pelekat, sehingga plat kaca, logam, kuarza dan seramik dapat disatukan.

elektronik

Tanpa orang India, skrin sentuh tidak akan pernah wujud. Sumber: Pxhere.

Indium juga sesuai dengan germanium, jadi sebatiannya ditambahkan sebagai dopan ke germanium nitrida dalam LED, menghasilkan cahaya biru, ungu dan hijau dari campuran ini. Ia juga merupakan bahagian transistor, termistor dan sel fotovoltaik.

Yang paling penting dari sebatiannya adalah indium timah oksida, yang digunakan sebagai lapisan pada gelas untuk mencerminkan beberapa panjang gelombang. Ini memungkinkan untuk digunakan dalam kacamata kimpalan, dan kaca pencakar langit sehingga tidak panas di dalamnya.

Gelas yang dilapisi dengan oksida ini adalah pengalir elektrik yang baik; seperti itu datang dari jari kita. Itulah sebabnya ia bertujuan untuk pembuatan skrin sentuh, aktiviti yang lebih terkini pada masa ini kerana munculnya telefon pintar yang semakin banyak.

Risiko

Indium tidak mewakili risiko terhadap alam sekitar pada awalnya, kerana ion In ³⁺ tidak disebarkan dalam jumlah yang banyak. Tidak ada informasi mengenai apa dampaknya terhadap tanah, mempengaruhi tanaman, dan juga fauna atau laut.

Di dalam badan, tidak diketahui apakah ion In ³⁺ mempunyai peranan penting dalam metabolisme dalam jumlah jejak. Walau bagaimanapun, apabila sebatiannya tertelan, ia berbahaya bagi pelbagai organ, sebab itulah ia dianggap sebagai bahan yang sangat beracun.

Sebenarnya, zarah ITO (Indium Tin Oxide), yang penting untuk pembuatan skrin untuk komputer dan telefon pintar, boleh memberi kesan negatif kepada kesihatan pekerja, menyebabkan mereka penyakit yang disebut paru-paru Indium.

Pengambilan zarah-zarah ini berlaku terutamanya melalui penyedutan dan sentuhan melalui kulit dan mata.

Sebaliknya, zarah logam indium halus cenderung terbakar dan menyebabkan kebakaran jika berada di dekat sumber haba.

Rujukan

1. Shiver & Atkins. (2008). Kimia bukan organik. (Edisi keempat). Bukit Mc Graw.
2. Wikipedia. (2020). Indium. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
3. Doug Stewart. (2020). Fakta Unsur Indium. Dipulihkan dari: chemicool.com
4. Pengarang Ensiklopedia Britannica. (20 Januari 2020). Indium. Encyclopædia Britannica. Dipulihkan dari: britannica.com
5. Habashi F. (2013) Sifat Indium, Fizikal dan Kimia. Dalam: Kretsinger RH, Uversky VN, Permyakov EA (eds) Ensiklopedia Metalloprotein. Springer, New York, NY
6. Pusat Maklumat Nasional Bioteknologi. (2020). Indium. Pangkalan Data PubChem., CID = 5359967. Dipulihkan dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. Kimberly Uptmor. (2020). Apa yang Digunakan Indium dalam Kehidupan Seharian? Kaji. Dipulihkan dari: study.com
8. Hines, CJ, Roberts, JL, Andrews, RN, Jackson, MV, & Deddens, JA (2013). Penggunaan dan pendedahan pekerjaan kepada indium di Amerika Syarikat. Jurnal kebersihan pekerjaan dan persekitaran, 10 (12), 723-733. doi: 10.1080 / 15459624.2013.836279