český název | Osmium |
latinský název | Osmium |
anglický název | Osmium |
chemická značka | Os |
protonové číslo | 76 |
relativní atomová hmotnost | 190,23 |
perioda | 6 |
skupina | VIII.B |
zařazení | přechodné kovy |
rok objevu | 1803 |
objevitel | Tennant |
teplota tání [°C] | 3054 |
teplota varu [°C] | 5027 |
hustota [g cm-3] | 22,66 |
hustota při teplotě tání [g cm-3] | 20 |
elektronegativita | 2,2 |
oxidační stavy | II, III, IV, VI, VIII |
elektronová konfigurace | [Xe]4f14 5d6 6s2 |
atomový poloměr [pm] | 185 |
kovalentní poloměr [pm] | 128 |
specifické teplo [J g-1K-1] | 0,13 |
slučovací teplo [kJ mol-1] | 31,8 |
tepelná vodivost [W m-1 K-1] | 87,6 |
elektrická vodivost [S m-1] | 1,23.107 |
1. ionizační potenciál [eV] | 8,7 |
tvrdost podle Mohse | 7 |
tvrdost podle Brinella [MPa] | 3920 |
modul pružnosti ve smyku [GPa] | 222 |
bod supravodivosti [K] | 0,66 |
skupenství za norm. podmínek | s |
Chemický prvek osmium je modrošedý, velmi tvrdý a křehký kov. Společně s iridiem a platinou se osmium řadí mezi těžké platinové kovy. S hustotou 22 660 kg·m-3 je osmium nejtěžší kov na Zemi.
Se vzduchem reaguje osmium již za normální teploty za vzniku charakteristicky páchnoucího a jedovatého žlutě zbarveného oxidu osmičelého OsO4. Práškové osmium je na vzduchu samozápalné.
Při teplotě 100°C se slučuje s chlorem na chlorid osmitý OsCl3, s fluorem reaguje na fluorid osmiový OsF6 při teplotě 150°C, s ostatními prvky se slučuje až za podstatně vyšších teplot.
Za normální teploty se osmium rozpouští pouze v koncentrované kyselině dusičné, při teplotě 100°C reaguje také s kyselinou fluorovodíkovou:
Os + 8HNO3 → [Os(H2O)2O4] + 8NO2 + 2H2O
2Os + 10HF → 2OsF5 + 5H2
Nejlepším rozpouštědlem osmia je koncentrovaná kyselina chlorovodíková sycená kyslíkem, produktem reakce je komplexní kyselina hexachloroosmičitá:
Os + 6HCl + O2 → H2[OsCl6] + 2H2O
Osmium ochotně reaguje s koncentrovaným roztokem peroxidu vodíku a za přítomnosti silných oxidačních činidel také s koncentrovanými hydroxidy:
Os + 4H2O2 → [Os(H2O)2O4] + 2H2O
Os + 2(KOH·H2O) + KClO3 → K2[OsO2(OH)4] + KCl + H2O
Oxidačním tavením osmia s hydroxidy alkalických kovů vznikají osmiany:
Os + 2NaOH + 3KNO3 → Na2OsO4 + 3KNO2 + H2O
Osmiany jsou stabilní pouze v pevném stavu nebo v alkalických roztocích, v kyselém prostředí rychle disproporcionují na oxidy.
Osmium je spolu s rutheniem jediným prvkem, který ve svých sloučeninách může vystupovat v oxidačním stupni VIII. V oxidačním stupni VIII existují i sloučeniny xenonu, ale ty jsou za normální teploty nestabilní, teoreticky by měly existovat i sloučeniny osmimocného hassia.
V oxidačních stavech II,III a IV tvoří osmium řadu obvykle barevných komplexních sloučenin s koordinačním číslem 6. V některých sloučeninách, např. Na2[Os4(CO)13] nebo Na2[Os(CO)4] vystupuje osmium se zápornými oxidačními čísly.
Průměrný obsah osmia v zemské kůře je 0,0015 ppm. Přírodní osmium je směsí šesti stabilních izotopů s nukleonovými čísly 184, 187, 188, 189, 190 a 192 a radioaktivního izotopu 186Os, který má poločas rozpadu 2.1015 let. Uměle bylo připraveno dalších 27 radioaktivních izotopů osmia.
V přírodě se osmium nachází jako ryzí kov v platinových rudách, většinou v doprovodu iridia a jako doprovodný kov v řadě minerálů niklu a mědi. Mezi známé minerály osmia patří např. erlichmanit OsS2, roseit (Os,Ir)S nebo osarsit (Os,Ru)AsS.
Nejdůležitějším zdrojem osmia jsou odpadní anodové kaly po elektrolytické rafinaci niklu a mědi. Kaly se nejprve podrobí působení kyseliny sírové, selen a tellur přejdou do roztoku. Následuje oxidace působením peroxidu sodného a rozpouštění v lučavce královské. Jednotlivé rozpuštěné kovy, palladium, stříbro a zlato se separují selektivní extrakcí pomocí organických rozpouštědel, v nerozpustném zbytku zůstane osmium, iridium a ruthenium. Nerozpustný zbytek se podrobí oxidaci oxidem sodným, iridium nereaguje, osmium a uthenium tvoří ve vodě rozpustné sloučeniny. Z roztoku se poté působením chloridu amonného vysráží ruthenium ve formě hexachlororutheničitanu amonného (NH4)2RuCl6. Z roztoku se poté oddestiluje osmium ve formě těkavého oxidu osmičelého. Kovové práškovité nebo houbovité osmium se získává redukcí oxidu osmičelého působením vodíku. Na kompaktní kov se zpracovává metodami práškové metalurgie.
Z rud se osmium získává pouze omezeně společně s iridiem chemickou cestou působením lučavky královské a fosforu. Výroba osmia z rud je popsána při výrobě platiny.
Osmium se využívá jako přísada do speciálních slitin a pro výrobu katalyzátorů. Výpary oxidu osmičelého se využívají v daktyloskopii ke zvýraznění otisků prstů a pro barvení mikroskopických preparátů. V minulost bylo osmium důležitým materiálem pro výrobu snímacích jehel do přenosek gramofonů.
Kovové osmium nemá negativní vliv na živé organismy, ale jeho sloučeniny jsou významně toxické. Oxid i chlorid osmičelý jsou prudce toxické látky se silným dráždícím účinkem. Výpary oxidu osmičelého již v nepatrné koncentraci způsobují závažný otok plic.