Iridio: Propiedades y usos del elemento

Descripción

El iridio es un metal denso y resistente a la corrosión, famoso por su aspecto blanco plateado y su extrema estabilidad. El iridio se considera uno de los metales más raros y valiosos de la Tierra y tiene aplicaciones clave en componentes aeroespaciales, bujías, contactos eléctricos y otras aleaciones de alta resistencia.

El iridio como elemento:

Eliridio pertenece al grupo de los metales PGM y es uno de los elementos más raros de la corteza terrestre. El químico británico Smithson Tennant descubrió este elemento a principios del siglo XIX, y desde el descubrimiento del iridio a partir de minerales de platino, ha sido de gran interés tanto para científicos como para industriales. Su número atómico es 77 y su peso atómico 192,217, lo que lo convierte en un elemento valioso pero escaso. Los elevados puntos de fusión y ebullición del iridio, de 2446°C y 4130°C, respectivamente, hacen que este elemento sea especialmente aplicable a condiciones de alta temperatura y alta tensión, de ahí su continuo papel dentro de muchos avances tecnológicos.

Propiedades químicas:

El iridio posee una serie de propiedades químicas poco comunes en la mayoría de los metales. En particular, es muy resistente a la corrosión, la oxidación y el desgaste. Incluso en los entornos más reactivos, el iridio conserva su integridad estructural gracias a su naturaleza inerte. Esta resistencia a la degradación se debe directamente al hecho de que puede mantener dos estados de oxidación estables, +3 y +4, en varios de sus compuestos. Debido a esta estabilidad, el iridio goza de una amplia aplicación en procesos catalíticos, sobre todo en aquellos que requieren que el metal soporte o trabaje en condiciones ácidas o de alta temperatura.

La inercia química del iridio es otro aspecto que hace que este metal sea útil en aplicaciones en las que entra en contacto con productos químicos agresivos, por ejemplo, ácido sulfúrico o nítrico. Esto, a su vez, es un requisito previo para la fabricación de piezas resistentes a la corrosión utilizadas en las industrias química y farmacéutica. Su extraordinaria resistencia a la oxidación a altas temperaturas amplía su papel en aplicaciones relacionadas con la energía.

Propiedades físicas:

Las propiedades físicas hacen del iridio uno de los elementos más robustos de la tabla periódica. Su densidad es de unos 22,56 g/cm³, casi el doble que la del plomo, y esta elevada densidad contribuye a su notable robustez. El iridio tiene un punto de fusión elevado, de 2446 °C. Su capacidad para mantener la resistencia a temperaturas extremas le confiere varias aplicaciones industriales importantes en las que los materiales deben mantener su rendimiento bajo altas tensiones térmicas.

Además de su punto de fusión extraordinariamente alto, el iridio es extremadamente duro y resistente al desgaste. Esto lo hace muy útil en aplicaciones en las que las piezas mecánicas sufren una abrasión frecuente. Tanto si se utiliza en bujías para motores de alto rendimiento como en aplicaciones aeroespaciales, la durabilidad del iridio hace que su rendimiento sea fiable en condiciones difíciles.

Para más información, consulte Stanford Advanced Materials (SAM).

Usos comunes:

El iridio tiene propiedades físicas y químicas superiores, lo que lo hace indispensable en una amplia gama de aplicaciones de alto rendimiento.

1. Bujías de encendido: El iridio se utiliza para fabricar bujías para motores de aviación, motores de automoción de alta velocidad y aplicaciones aliadas de alto rendimiento, ya que su excelente conductividad eléctrica y su buena resistencia a la degradación térmica hacen que tenga un buen rendimiento en motores sometidos a condiciones extremas.

2. Aeroespacial: El iridio es capaz de trabajar a temperaturas extremadamente altas, por lo que se encuentra en toberas, electrodos y otros componentes esenciales de la industria aeroespacial. Entre ellos se incluyen piezas de naves espaciales que tienen que funcionar en el espacio y motores de aviones que funcionan a temperaturas extremadamente altas.

3. Aleaciones de alta resistencia: El iridio se combina con otros metales para fabricar aleaciones de alta resistencia que se utilizan en aplicaciones en las que las piezas mecánicas están expuestas a grandes esfuerzos, como los álabes de las turbinas, los dispositivos médicos y otros componentes críticos. Su excelente resistencia a la corrosión aumenta aún más la longevidad y fiabilidad de estas aleaciones.

4. Instrumentos científicos: El iridio se utiliza en la fabricación de instrumentos y equipos científicos que deben ser resistentes a altas temperaturas y entornos corrosivos. Por ejemplo, esto incluye termopares, tubos de vacío y otros instrumentos de alta tecnología asociados a la investigación en los campos de la física, la química y la ciencia de los materiales.

5. Contactos y revestimientos eléctricos: La resistencia y conductividad eléctrica del iridio lo convierten en un material ideal para contactos y revestimientos eléctricos. Estos se utilizan en muchos dispositivos electrónicos que van desde reactores nucleares hasta circuitos eléctricos de alta potencia.

6. Catalizadores: El iridio se emplea como catalizador en varios procesos químicos, especialmente en reacciones de hidrogenación. Su inercia y estabilidad en condiciones de alta presión y alta temperatura lo convierten en un catalizador eficaz en la producción de productos químicos finos, farmacéuticos y petroquímicos.

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Métodos de preparación:

El iridio se extrae principalmente como subproducto de la minería del platino, por lo que su suministro es limitado. En este proceso se extraen MGP como el platino, el paladio y el rodio. El iridio se separa mediante diferentes procedimientos químicos complicados, como la extracción con disolventes, la precipitación química y las técnicas de refinado a alta temperatura. Debido a su rareza y a la complejidad de su extracción, la producción de iridio suele ser más cara que la de muchos otros metales.

La extracción requiere equipos especiales y condiciones de alta presión y temperatura para alcanzar la pureza requerida. Una vez refinado, el iridio se utiliza en la fabricación de una serie de productos industriales de alto valor, incluidas ciertas aleaciones y componentes para su uso en electrónica, aeroespacial y otras tecnologías avanzadas.

Preguntas más frecuentes:

1. ¿Por qué es tan valioso el iridio en aplicaciones industriales?

Con la gran resistencia del iridio a la corrosión y la oxidación, además de su altísimo punto de fusión y densidad, se convierte en un material ideal para industrias que implican condiciones extremas, como en las aplicaciones aeroespaciales, automovilísticas y electrónicas.

2. ¿Cómo se extrae el iridio?

El iridio se obtiene como subproducto de la minería realizada para producir platino. Al refinar los minerales metálicos del grupo del platino a temperaturas muy altas con procesos químicos específicos se separa el iridio.

3. ¿Cuáles son las aplicaciones más comunes del iridio?

El iridio se utiliza en bujías, aleaciones de alta resistencia, instrumentos científicos, contactos eléctricos, revestimientos y como catalizador en diversos procesos químicos.

4. ¿Por qué el iridio se considera uno de los elementos más raros?

El iridio se considera un elemento raro debido a su baja concentración en la corteza terrestre, la dificultad de su extracción y los procesos intensivos en recursos necesarios para refinarlo.

5. ¿Cómo contribuyen las propiedades físicas del iridio a los usos industriales del elemento?

La alta densidad del iridio, su resistencia al desgaste, su alto punto de fusión y su resistencia a temperaturas elevadas lo hacen indispensable en aplicaciones de alto rendimiento que requieren durabilidad, precisión y fiabilidad.