»   »  Indium

Indium

český názevIndium
mezinárodní názevIndium
anglický názevIndium
chemická značkaIn
protonové číslo49
relativní atomová hmotnost114,818
perioda5
skupinaIII.A
zařazeníkovy
rok objevu1863
objevitelF. Reich,
T. Richter
teplota tání [°C]156,61
teplota varu [°C]2080
hustota [g cm-3]7,31
hustota při teplotě tání [g cm-3]7,02
elektronegativita1,78
standardní el. potenciál [V]-0,2
oxidační stavyI, II, III
elektronová konfigurace[Kr]4d10 5s2 5p1
atomový poloměr [pm]156
kovalentní poloměr [pm]144
specifické teplo [J g-1K-1]0,23
slučovací teplo [kJ mol-1]3,263
tepelná vodivost [W m-1 K-1]81,8
elektrická vodivost [S m-1]3,4.106
1. ionizační potenciál [eV]5,7864
2. ionizační potenciál [eV]18,869
3. ionizační potenciál [eV]28,03
tvrdost podle Mohse1,2
tvrdost podle Brinnela [MPa]8,8
modul pružnosti v tahu [GPa]11
skupenství za norm. podmíneks

Chemické vlastnosti a reakce india

Chemický prvek indium je stříbrobílý, lesklý, velmi měkký kov. Na vzduchu je indium poměrně stálé, jenom velmi pomalu se pokrývá vrstvou žlutozeleného oxidu inditého In2O3. Ochotně se slučuje s halogeny, s chlorem dokonce za vývoje plamene, po zahřátí se přímo slučuje se sírou, selenem a tellurem. S uhlíkem se přímo neslučuje a netvoří karbidy, podobné chování má z kovů pouze gallium.

Indium se snadno rozpouští ve zředěné kyselině sírové za vzniku síranu inditého a vývoje vodíku:

2In + 3H2SO4 → In2(SO4)3 + 3H2

Reakce india s kyselinou dusičnou probíhá bez vývoje vodíku:

In + 4HNO3 → In(NO3)3 + NO + 2H2O

Ve sloučeninách se vyskytuje nejčastěji v oxidačním stupni III. V alkalickém prostředí vytváří trojmocné indium inditany [InO2]- a hydroxoinditany [In(OH)4]-, v kyselém prostředí vytváří inditý kation In3+. Sloučeniny india v ox. stupních I a II jsou značně nestálé a rozkládají se za vzniku indité soli a elementárního india (oxidoredukce).

Analytické stanovení india v roztoku se provádí komplexometrickou titrací, jako indikátor slouží 0,1% roztok pyrokatechinové violetě ve vodě. V mírně kyselém prostředí (pH=5-6) se bod ekvivalence projeví změnou zbarvení roztoku z modré na žlutou. V alkalickém prostředí (pH=10-11) se stanovení india provádí titrací na eriochromovou čerň, bod ekvivalence je indikován změnou barvy indikátoru z červené na modrou.

Výskyt india v přírodě

IndiumPrůměrný obsah india v zemské kůře je 0,25 ppm. Indium je výrazně chalkofilní prvek a koncentruje se jako příměs v sulfidech těžkých kovů. Nejvyšší koncentrace india jsou známy ze žilných a metasomatických ložisek cínových rud. Pro průmyslovou výrobu má však praktický význam pouze jeho výskyt ve formě pevných roztoků ve sfaleritu.

Přírodní indium je radioaktivní, obsahuje 4,29% stabilního izotopu 113In a 95,71% radioaktivního izotopu 115In, který se beta rozpadem rozkládá s poločasem rozpadu 6.1014 let, celkem je známo 85 izotopů india. Indium má nejvyšší počet známých izotopů ze všech prvků periodické soustavy.

Mezi minerály s obsahem india patří např. damiaoit In2Pt, indit Fe2+In2S, yixunit InPt3, kadmoindit CdIn2S4, roquesit CuInS2, abramovit Pb2SnInBiS7 nebo laforetit AgInS. Nejvyšší obsah india ze všech známých nerostů má dzhalindit In(OH)3, který obsahuje 69,2 % india, v roce 1964 byl popsán i ojedinělý nález ryzího india - naleziště Orlovskoje v Rusku.

Těžba a zásoby

Světové zásoby těžitelného india doposud nebyly kvalifikovaně odhadnuty. Podle průzkumů zveřejněných v roce 2009 bylo perspektivní ložisko rud s obsahem india objeveno na saské straně Krušných hor.

V roce 2012 se celosvětově vytěžilo 670 t india. Největším producentem india je Čína (390 t), Jižní Korea (70 t), Japonsko (70 t), Kanada (70 t) a Belgie (30 t). Cena india si na světových trzích drží stále vysokou úroveň, v roce 2012 se 1 kg kovového india o čistotě 99,99% obchodoval za průměrnou cenu 510 USD.

V roce 2010 bylo do ČR dovezeno 9 kg surového india za průměnou dovozní cenu 9556 Kč/kg.

Výroba a využití india

Výroba india se provádí z odpadních produktů po destilační rafinaci zinku ze kterých se získává elektrolýzou chloridu inditého InCl3, určité množství india se také získává z odpadních produktů po rafinaci cínu a olova. Obvyklým způsobem získávání india z odpadních produktů bývá elektrolýza nebo loužení kyselinou sírovou, z výluhu se indium získává srážením pomocí oxidu zinečnatého. Sraženina je po promytí roztokem hydroxidu sodného opět rozpuštěna v kyselině sírové. Z roztoku je indium odděleno cementací hliníkem nebo zinkem jako indiová houba nebo vysráženo pomocí sulfanu:

In2(SO4)3 + 2Al → 2In + Al2(SO4)3
In2(SO4)3 + 3Zn → 2In + 3ZnSO4

Surové indium se po přetavení rafinuje elektrolyticky, elektrolytem je roztok chloridu inditého. Produktem je indium o čistotě až 99,97%. Starší metoda výroby kovového india spočívala v redukci oxidu inditého plynným amoniakem při teplotě 250°C:

In2O3 + 2NH3 → 2In + 3H2O + N2

Indium dlouho nemělo příliš velký praktický význam, od roku 1933 se ve slitině s bismutem používá na zubní plomby, spotřeba india vzrostla během 2. světové války, kdy se používalo k pokovování ložisek pro letecké motory. Indiem se pokovují nejkvalitnější zrcadla pro náročné použití. Slitiny india s olovem nebo zlatem dobře smáčejí sklo a zachovávají si mechanické vlastnosti i za velmi nízkých teplot, slouží k výrobě těsnění skleněných průzorů pro vysoké vakuum a nízké teploty (urychlovače částic, kosmické lodě).

V současnosti se indium ve formě fosfidu InP a pevného roztoku směsného oxidu In2O3·SnO2 (ITO - Indium Tin Oxide) stále více využívá k výrobě tenkovrstvých fotoelektrických článků CIGS pro trubicové fotovoltaické panely, LED diody, LCD displeje, dotykové obrazovky a dalších polovodičové součástky.

Dusičnan inditý In(NO3)3 se používá v pyrotechnice - barví plamen intenzivně modře. Oxid inditý In2O3 se používí k přípravě antistatických vrstev a k výrobě polovodičů. Fluorid inditý InF3 se používá k výrobě neoxidových skel a katalytuje některé organické reakce. Chlorid inditý InCl3 jako silná Lewisova kyselina nalézá využití v organické chemii. Arsenid inditý InAs a antimonid inditý InSb se používají k výrobě fotodiod. Jodid indný InI slouží jako luminofor v halogenidových výbojkách. Radioaktivní izotop 115In se používá jako součást detektoru neutrin.

Zdroje

TOPlist