Indium métal : description, propriétés et applications

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

L'élément indium possède de nombreuses propriétés utiles, grâce auxquelles il peut être utilisé dans l'exploration spatiale, l'ingénierie, l'électronique, l'industrie nucléaire et d'autres industries. Cependant, il est extrêmement difficile de le trouver dans la nature et de le séparer des autres substances. Pour cette raison, il est répertorié comme un élément rare. Quelles sont les propriétés de l'indium ? Est-ce du métal ou du non-métal ? Découvrons toutes ses fonctionnalités.

Historique de découverte d'éléments

L'indium a été découvert il y a seulement 154 ans. Cela s'est produit en partie par hasard, car ses découvreurs recherchaient un élément complètement différent. En 1863, les chimistes Theodor Richter et Ferdinand Reich ont tenté de détecter le thallium dans la sphalérite minérale (zinc blende), un nouveau métal à l'époque qui n'avait pas encore été étudié.

Pour leur recherche, ils ont utilisé l'analyse spectrale de Kirchhoff et Bunsen. L'essence de la méthode est que lorsqu'ils sont chauffés à des températures élevées, les atomes des éléments commencent à émettre de la lumière correspondant à une plage de fréquences spécifique. Grâce au spectre de cette lueur, vous pouvez savoir quel type d'élément se trouve devant vous.

Le thallium devrait avoir une couleur vert vif, mais les scientifiques ont trouvé une lueur bleue à la place. Aucun élément connu n'avait un tel spectre, et les chimistes ont réalisé queils ont eu de la chance. En raison des particularités de la teinte, ils ont nommé leur trouvaille d'après la couleur indigo. C'est ainsi qu'un nouveau métal, l'indium, a été découvert. Et maintenant plus en détail sur les fonctionnalités.

C'est quoi ce métal ?

L'indium est un métal légèrement argenté et très brillant, rappelant le zinc. Dans le système périodique, il appartient au troisième groupe, se situe au numéro 49 et est désigné par le symbole In.

Il existe dans la nature sous la forme de deux isotopes: In¹¹³ et In¹¹⁵. Ce dernier est plus courant, mais il est radioactif. Quelle est la période du métal indium 115 ? Il se décompose en 6·10^{14 ans, se transformant en étain. Il existe également une vingtaine d'isotopes artificiels qui se désintègrent beaucoup plus rapidement. Le plus long d'entre eux a une demi-vie de 49 jours.}

L'indium fond à +156,5 °C et bout à +2072 °C. Il se prête facilement au forgeage et à d'autres effets mécaniques et pourrait bien être utilisé en joaillerie. Cependant, en raison de sa grande douceur, il se déforme rapidement. Le métal peut être facilement plié, coupé avec un couteau et même rayé avec un ongle.

Propriétés chimiques

En termes de propriétés chimiques, il est similaire au gallium ou à l'aluminium. Il ne peut former de liaisons solides continues avec aucun métal. Il ne réagit pas du tout avec les solutions alcalines. A certaines températures, il réagit avec l'iode, le sélénium, le soufre et son dioxyde, réagit avec le chlore et le brome. Les métaux qui l'entourent dans le tableau périodique se dissolvent facilement dans l'indium, à savoir:thallium, étain, gallium, plomb, bismuth, mercure, cadmium.

Quelques faits intéressants sur le métal de l'Inde:

• Même avec un long séjour dans les airs, ça ne s'estompe pas. Cela ne se produit pas non plus lorsque le métal est fondu.
• Si vous commencez à plier l'indium, cela produira un son caractéristique, semblable à un craquement ou à un craquement. Il apparaît à partir de la déformation du réseau cristallin de la matière.
• L'indium brûle à +800 °C, la flamme est bleu-violet ou indigo.
• C'est le métal le plus doux que vous puissiez tenir entre vos mains. Seul le lithium le surpasse, mais il est trop actif et s'oxyde immédiatement dans l'air, formant un alcali toxique.
• L'alliage d'indium avec le gallium est très fusible et devient liquide déjà à +16 °C.

Contenu dans la nature

L'indium métallique ne forme pas de dépôts indépendants. Il est très dispersé et extrêmement rare sous forme de pépites. Les propres minéraux de l'indium comprennent la sakuranite, la roquesite, la patrukite et la jalindite. Cependant, leur rareté les empêche d'être utilisés dans l'industrie.

On trouve une petite quantité d'indium dans l'eau de mer et de pluie, dans le pétrole et aussi dans les cendres de charbon. En raison de la similitude des rayons ioniques, l'indium est capable de s'intégrer dans les réseaux cristallins du fer, du magnésium, du zinc, du plomb, du magnésium, de l'étain, etc. De ce fait, on en trouve parfois une petite quantité avec eux.

En règle générale, la teneur en indium des minéraux ne dépasse pas 0,05-1 %. La majeure partie du métal se trouve dans la sphalérite et la marmarite. Habituellement, ilplus la concentration est élevée, plus il y a de zinc, de fer et d'autres métaux déjà mentionnés.

Prix du métal

L'indium a été isolé sous sa forme pure quelques années seulement après sa découverte. En raison de la complexité de ce processus, un gramme d'indium était alors évalué à environ 700 $. Et bien que les méthodes pour l'obtenir se soient considérablement améliorées au cours du siècle et demi, elle est toujours considérée comme rare et chère.

Aujourd'hui, son prix moyen est de 600 à 800 dollars le kilogramme et, étonnamment, ne baisse pas beaucoup avec une augmentation de sa production. La pureté du métal est généralement indiquée dans son marquage: IN-2, IN-1, IN-0, IN-00, IN-000, IN-00000. Plus il y a de zéros, mieux c'est et plus cher. Par exemple, l'indium de qualité IN-000 peut être évalué à environ 2 000 $ le kilogramme.

Le coût élevé de l'indium métal s'explique par sa faible teneur dans la nature et sa forte demande. 600 à 800 tonnes sont extraites par an, ce qui ne couvre absolument pas tous les besoins. En raison de ses propriétés uniques, il s'avère être bien meilleur et plus durable que d'autres métaux moins chers. Afin de ne pas perdre un matériau aussi précieux, il est réutilisé dans de nombreux pays.

Où s'applique

L'indium métallique augmente la mouillabilité et la résistance à la corrosion de l'alliage. Ils sont recouverts de roulements au plomb-argent, qui sont utilisés dans l'aviation et la technologie automobile. Il est également capable d'abaisser le point de fusion d'autres métaux. Ainsi, son mélange avec l'étain, le plomb, le cadmium et le bismuth fondà 46,5 °C, ce qui le rend adapté aux alarmes incendie.

L'oxyde d'indium et d'étain est utilisé pour les semi-conducteurs et diverses soudures. De plus, il est utilisé pour la fabrication d'écrans d'ordinateur, d'écrans de télévision et de tablettes. Allié à l'argent ou seul, il est utilisé pour les miroirs astronomiques et les rétroviseurs de phares de voiture.

Il est excellent pour créer des photocellules, des luminophores, des matériaux thermoélectriques, des joints dans la technologie spatiale. L'indium absorbe bien les neutrons et peut être utilisé dans les réacteurs nucléaires.

On ne sait rien du rôle biologique de cet élément dans notre corps, mais il a également été utilisé en médecine. Il est utilisé comme médicament radioactif dans le diagnostic du foie, du cerveau et des poumons pour détecter des tumeurs et d'autres maladies.

Méthodes d'obtention

La majeure partie de l'indium est extraite des gisements de zinc et d'étain. Il est obtenu à partir de déchets issus de la transformation de minerais polymétalliques, d'étain, de plomb-zinc. La séparation et la purification de l'indium s'effectuent en plusieurs étapes.

Premièrement, il est précipité en ajustant le niveau d'acidité de la solution. Le "métal noir" résultant doit ensuite être nettoyé. Cela se fait par raffinage par fusion de zone ou par d'autres moyens.

Aujourd'hui, le Canada est l'un des principaux producteurs de l'Inde. En plus de cela, de grands volumes de métal sont extraits par les États-Unis, la Chine, le Japon et la Corée du Sud. Cependant, les actionsde cet élément sont très limités, on s'attend à ce qu'ils s'épuisent d'ici quelques décennies.