Indium

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Spring na: navigasie, soek
49 kadmiumindiumtin
Ga

In

Tl
In-TableImage.png
Algemeen
Naam, Simbool, Getal indium, In, 49
Chemiese reeks swak metale
Groep, Periode, Blok 13, 5, p
Voorkoms silwerige glansende grys
Atoommassa 114.818 (3) g/mol
Elektronkonfigurasie [Kr] 4d10 5s2 5p1
Elektrone per skil 2, 8, 18, 18, 3
Fisiese Eienskappe
Toestand vastestof
Digtheid (naby k.t.) 7.31 g/cm³
Vloeistof digtheid teen s.p. 7.02 g/cm³
Smeltpunt 429.75 K
(156.60 °C)
Kookpunt 2345 K
(2072 °C)
Smeltingswarmte 3.281 kJ/mol
Verdampingswarmte 231.8 kJ/mol
Warmtekapasiteit (25 °C) 26.74 J/(mol·K)
Dampdruk
P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
teen T/K 1196 1325 1485 1690 1962 2340
Atoomeienskappe
Kristalstruktuur tetragonaal
Oksidasietoestande 3
(amfoteriese oksied)
Elektronegatiwiteit 1.78 (Skaal van Pauling)
ionisasie-energieë 1ste: 558.3 kJ/mol
2de: 1820.7 kJ/mol
3rde: 2704 kJ/mol
Atoomradius 155 pm
Atoomradius (ber.) 156 pm
Kovalente radius 144 pm
Van der Waals radius 193 pm
Diverse
Magnetiese rangskikking geen data
Elektriese resistiwiteit (20 °C) 83.7 nΩ·m
Termiese geleidingsvermoë (300 K) 81.8 W/(m·K)
Termiese uitsetting (25 °C) 32.1 µm/(m·K)
Spoed van klank (dun staaf) (20 °C) 1215 m/s
Young se modulus 11 GPa
Mohs se hardheid 1.2
Brinell hardheid 8.83 MPa
CAS-registernommer 7440-74-6


Vernaamste isotope
Hoofartikel: Isotope van Indium
iso NV halfleeftyd VM VE (MeV) VP
113In 4.3% In is stabiel met 64 neutrone
115In 95.7% 4.41×1014j β- 0.495 115Sn
Verwysings

Indium is 'n Chemiese element met die simbool In en atoomgetal van 49. Hierdie seldsame, sagte, pletbare en laagsmeltende metaal is chemies soortgelyk aan aluminium of gallium maar kom nouer ooreen met sink (sinkertse is die hoofbron van hierdie metaal). Die hooftoepassing van die element is om deursigtige elektrodes te vervaardig vanuit indiumtinoksied in vloeistofkristal vertooneenhede. Dit word baie gebruik in dunfilms om smeringslae te vorm (dit is tydens die Tweede Wêreldoorlog gereeld gebruik om die laers in hoë-werkverrigtingsvliegtuie te bedek). Dit word ook gebruik om buitengewoon lae smeltpunt legerings te maak en is 'n komponent van sommige loodvrye soldeersels.

Kenmerkende eienskappe[wysig]

Indium is 'n baie sagte, silwerwit, seldsame ware metaal met 'n helder glans. As suiwer indium-metaal gebuig word gee dit 'n skril klank af. Beide gallium en indium het die vermoë om glas te benat.

Een buitengewone eienskap van indium is dat sy mees algemene isotoop effens radio-aktief is; dit verval baie stadig deur beta-verval na tin. Hierdie radio-aktiwiteit word nie as gevaarlik beskou nie, hoofsaaklik omdat die halfleeftyd 4.41 x 1014 jaar is. Anders as sy Periode 5 buurelement, kadmium is indium nie 'n kumulatiewe gifstof nie.

Gebruike[wysig]

Die eerste grootskaalse gebruik van indium was om die laers in hoë-werkverrigting vliegtuigenjins te bedek tydens die Tweede Wêreldoorlog. Daarna het produksie van die element stadig toegeneem soos nuwe toepassings gevind is in laagsmeltende legerings, soldeersels en in die elektronika. In die 1950's is klein balletjies daarvan gebruik as die emitters en kollektors van PNP legeringvoegvlak transistors. In die middel en laat 1980's het die ontwikkeling van halfgeleiers en indiumtinoksied dun films vir vloeistofkristal vertooneenhede baie belangstelling verwek. Teen 1992 het dun-film toepassings die grootste eindgebruiker van indium geword.

Ander gebruike sluit in:

  • Vir die vervaardiging van laagsmeltende legerings. 'n Legering bestaande uit 24% indium en 76% gallium is vloeibaar teen kamertemperatuur.
  • Sommige indiumverbindings soos indiumantimonied, indiumfosfied en indiumnitried is halfgeleiers met nuttige eienskappe.
  • Word gebruik vir die sintese van die halfgeleier koperindiumgalliumselenied, wat gebruik word in die vervaardiging van dun-film sonselle.
  • Word gebruik in ligemissiediodes (LED) en laserdiodes wat gebaseer is op saamgestelde halfgeleiers wat vervaardig word met die Metaalorganiese dampfase epitaksie tegnologie.
  • Dit kan ook geplateer word op metale en verdamp word om op glas neergeslaan te word om 'n spieël te vorm wat net so goed is as dié wat met silwer vervaardig word maar 'n hoër korrosiebestandheid het.
  • Indiumoksied (In2O3) word gebruik as 'n deursigtige geleidende substraat op glas in die vervaardiging van elektroluminiserende panele.
  • Word gebruik as 'n ligfilter in laedruk natriumdamplampe.
  • Indium se vriespunt van 156.5985 °C is 'n vaste punt wat gebruik word op die internasionale temperatuurskaal.
  • Indium se hoë neutronvangs deursnee vir termiese neutrone maak dit geskik vir gebruik in beheerstawe vir kernreaktore, tipies in 'n legering wat 80% silwer, 15% indium en 5% kadmium bevat.
  • In kerningenieurswese word die (n,n') reaksies van 113In en 115In gebruik om die grootte van 'n neutronfluks te bepaal.
  • 111In straal gammastrale uit en word gebruik in scintigrafie, 'n mediese beeldtegnologie. Scintigrafie het baie toepassings, insluitende die vroeë ontwikkelingsfase van medisynes en die monitering van witbloedsel aktiwiteite.
  • Baie klein hoeveelhede in galvaniese aluminiumlegering elektrodes vir soutwatertoepassings word gebruik om passivering van die aluminium te voorkom.
  • In die vorm van draad word dit gebruik as vakuumseëls in kriogeniese toepassings.
  • Word gebruik as 'n kalibrasiemateriaal vir termogravimetriese analise toestelle.

Geskiedenis[wysig]

Indium (vernoem na die indigolyn in sy atoomspektrum) is ontdek deur Ferdinand Reich en Hieronymous Theodor Richter in 1863 terwyl hulle sinkertse getoets het met 'n spektograaf op soek na tallium. Richter het later in 1867 daarin geslaag om die metaal te isoleer.

Verspreiding en verbruik[wysig]

Buigsame Indiumdraad

Indium is 61ste op die lys van volopste elemente in die Aarde se kors teen ongeveer 0.25 dpm [1], wat beteken dat dit drie keer meer volop is as silwer wat teen konsentrasies van 0.075 dpm voorkom [2]. Tot en met 1924 is slegs omtrent 'n gram van indium geïsoleer. Indium word vervaardig uit die residu van die verwerking van sinkertse maar kan ook in yster-, lood- en koperertse aangetref word. Kanada is die voorste vervaardiger van indium. Die Teck Cominco raffinadery in Trail, Brits Columbia is die grootste enkele bron met 'n produksie van 32 500 kg in 2005, 41 800 in 2004 en 36 100 kg in 2003.

Die hoeveelheid indium wat verbruik word is grootliks 'n funksie van wêreldwye vervaardiging van LCD-skerms. Wêreldwye vervaardiging beloop tans 476 ton per jaar vanuit mynbou en 'n verdere 650 ton per jaar uit herwinningsbronne[3]. Aanvraag vir die element het in die afgelope paar jaar skerp gestyg met die groeiende gewildheid van LCD rekenaarskerms en televisies, wat tans verantwoordelik is vir bykans 50% van die totale verbruik[4]. Meer doeltreffende vervaardiging en herwinning (veral in Japan) sorg vir 'n balans tussen vraag en aanbod. Die vraag na die metaal het toegeneem met die toenemende gebruik daarvan in LCD-skerms en televisies en die aanbod het afgeneem toe 'n aantal Sjinese mynmaatskappye opgehou het om indium uit die uitskot van sinkverwerking te onttrek. In 2002 was die prys 94 V.S.A dollar per kilogram. Die onlangse wisseling in vraag en aanbod het gelei tot hoë en skommelende pryse vir indium wat tussen 2005 en 2007 gewissel het tussen $700/kg tot $1 000/kg[5]. Die vraag na indium gaan waarskynlik toeneem met die grootskaalse vervaardiging van koperindiumgalliumselenied gebaseerde dun-film sonsel tegnologie deur verskeie maatskappye in 2008 soos onder andere Nanosolar en Miasole.

Uit die indium-inhoud van sinkertsneerslae kan afgelei word dat die wêreldwye reserwes van die metaal ongeveer 6 000 ton ekonomies ontginbare indium beloop[6]. Hierdie syfers het aanleiding gegee tot beramings dat daar teen huidige verbruikstempos ongeveer slegs 13 jaar se ontginbare indium oor is.[7]. Die Indium Corporation, die grootste verwerker van indium, beweer egter dat gegewe die toenemende herwinningsrendemente tydens ontginning asook die herwinning uit 'n groter verskeidenheid basismetaal ertse (insluitende tin, koper en ander polimetalliese neerslae) en nuwe mynbou beleggings, dat die langtermyn verskaffing van indium volhoubaar, betroubaar en voldoende sal wees om die toenemende vraag te kan voorsien.[8]. Hierdie gevolgtrekking wil redelik klink in die lig daarvan dat silwer, 'n element wat minder volop is, tans teen 'n tempo van ongeveer 18 300 ton per jaar ontgin word[9], wat ongeveer 40 keer hoër is as die huidige indium ontginningstempo is.

Voorsorgmaatreëls[wysig]

Suiwer indium in metaalvorm word as nie-giftig deur die meeste bronne beskou. in die sweiswerk- en halfgeleiernywerhede waar indium blootstelling relatief hoog is, was daar tot op hede nog geen verslae van enige giftige nagevolge nie.

Dit mag egter nie die geval wees vir indiumverbindings nie: daar bestaan onbevestigde bewyse wat daarop dui dat indium 'n lae-vlak van giftigheid mag hê. Watervrye indiumtrichloried (InCl3) is byvoorbeeld ietwat giftig, terwyl indiumfosfied (InP) giftig is en ook vermoedelik kankerwekkend kan wees.

Verwysings[wysig]

  1. The Element Indium, It's Elemental, http://education.jlab.org/itselemental/ele049.html, nagegaan op 2007-12-26
  2. The Element Silver, It's Elemental, http://education.jlab.org/itselemental/ele047.html, nagegaan op 2007-12-26
  3. Indium and Gallium Supply Sustainability September 2007 Update, 22nd EU PV Conference, Milan, Italy, formaat = pdf, http://www.indium.com/_dynamo/download.php?docid=552,nagegaan op 2007-12-26
  4. Indium Price Supported by LCD Demand and New Uses for the Metal, Geology.com, formaat = pdf, http://geology.com/articles/indium.shtml, nagegaan op 2007-12-26
  5. Indium (Mineral Commodities Summary 2007), USGS Minerals Information, formaat = pdf, http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/indium/indiumcs07.pdf, nagegaan op 2007-12-26
  6. Indium (Mineral Commodities Summary 2007), USGS Minerals Information, formaat = pdf, http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/indium/indiumcs07.pdf, nagegaan op 2007-12-26
  7. 26 Mei, 2007, New Scientist, volume 194, uitgawe 2605, bladsye 38-39, issn = 0262-4079, How Long Will it Last?, http://environment.newscientist.com/channel/earth/mg19426051.200-earths-natural-wealth-an-audit.html
  8. Indium and Gallium Supply Sustainability September 2007 Update; 22nd EU PV Conference, Milan, Italy; formaat = pdf, http://www.indium.com/_dynamo/download.php?docid=552 nagegaan op 2007-12-26
  9. Top World Silver Producers, http://www.nma.org/pdf/g_silver_producers.pdf, formaat = pdf, World Silver Survey 2007

Eksterne skakels[wysig]

Commons
Wikimedia Commons het meer media verwant aan:
Indium (bladsy)