ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับอินเดียม

อินเดียมเป็นโลหะสีเงินวาวที่นุ่มและอ่อนนุ่มมันสามารถมีรอยขีดข่วนด้วยเล็บมือและงอเป็นเกือบทุกรูปแบบ ในธรรมชาติอินเดียมค่อนข้างหายากและมักพบว่าเป็นองค์ประกอบการติดตามในแร่ธาตุอื่น ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสังกะสีและตะกั่ว- โดยทั่วไปแล้วจะได้รับเป็นผลพลอยได้ ความอุดมสมบูรณ์โดยประมาณในเปลือกโลกคือ 0.1 ส่วนต่อล้าน (ppm) - มีความอุดมสมบูรณ์มากกว่าเงินหรือปรอทเล็กน้อยเล็กน้อยราชสมาคมเคมี-

อินเดียมมีจุดหลอมเหลวต่ำสำหรับโลหะ: 313.9 องศาฟาเรนไฮต์ (156.6 องศาเซลเซียส) ที่อุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมินี้มันจะเผาไหม้ด้วยไฟสีม่วงหรือสีคราม ชื่อของอินเดียมนั้นได้มาจากแสงสีครามที่ยอดเยี่ยมที่แสดงในสเปกโตรสโคป

เพียงแค่ข้อเท็จจริง

• จำนวนอะตอม (จำนวนโปรตอนในนิวเคลียส): 49
• สัญลักษณ์อะตอม (บนตารางธาตุขององค์ประกอบ): ใน
• น้ำหนักอะตอม (มวลเฉลี่ยของอะตอม): 114.8.8
• ความหนาแน่น: 7.31 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร
• เฟสที่อุณหภูมิห้อง: ของแข็ง
• จุดหลอมเหลว: 313.88 องศา F (156.6 องศา C)
• จุดเดือด: 3,761.6 F (2,072 C)
• จำนวนไอโซโทป (อะตอมขององค์ประกอบเดียวกันที่มีจำนวนนิวตรอนต่างกัน): 35 ซึ่งเป็นที่รู้จักกันครึ่งชีวิต 1 เสถียร; 2 เกิดขึ้นตามธรรมชาติ
• ไอโซโทปที่พบมากที่สุด: IN-115

การค้นพบ

อินเดียมถูกค้นพบในปี 2406 โดยนักเคมีชาวเยอรมัน Ferdinand Reich ที่ Freiberg School of Mines ในประเทศเยอรมนี Reich กำลังศึกษาตัวอย่างของการผสมผสานแร่ธาตุสังกะสีที่เขาคิดว่าอาจมีองค์ประกอบที่ค้นพบเมื่อเร็ว ๆ นี้แทลเลียม- หลังจากย่างแร่เพื่อกำจัดซัลเฟอร์ส่วนใหญ่เขาใช้กรดไฮโดรคลอริกกับวัสดุที่เหลือ จากนั้นเขาก็สังเกตเห็นของแข็งสีเหลืองปรากฏขึ้น เขาสงสัยว่านี่อาจเป็นซัลไฟด์ขององค์ประกอบใหม่ แต่เนื่องจากเขาเป็นคนตาบอดสีเขาจึงถามนักเคมีชาวเยอรมันที่มีความรู้จำนครทวาง T. Richter เพื่อตรวจสอบสเปกตรัมของตัวอย่าง Richter ตั้งข้อสังเกตว่าเส้นสีม่วงที่ยอดเยี่ยมซึ่งไม่ตรงกับเส้นสเปกตรัมขององค์ประกอบที่รู้จักใด ๆ

การทำงานร่วมกันนักวิทยาศาสตร์สองคนแยกตัวอย่างขององค์ประกอบใหม่และประกาศการค้นพบ พวกเขาตั้งชื่อองค์ประกอบใหม่ของอินเดียมหลังจากคำภาษาละตินครามหมายถึงไวโอเล็ต น่าเสียดายที่ความสัมพันธ์ของพวกเขาเปลี่ยนไปเมื่อรีครู้ว่าริกเตอร์อ้างว่าเป็นผู้ค้นพบราชสมาคมเคมี(RSC)

ใช้

มากกว่าหนึ่งศตวรรษหลังจากการค้นพบของอินเดียมองค์ประกอบยังคงอยู่ในความสับสนสัมพัทธ์เนื่องจากไม่มีใครรู้ว่าจะทำอย่างไรกับมัน ทุกวันนี้อินเดียมมีความสำคัญต่อเศรษฐกิจของโลกในรูปแบบของอินเดียมดีบุกออกไซด์ (ITO) นี่เป็นเพราะ ITO ยังคงเป็นวัสดุที่ดีที่สุดในการเติมเต็มความต้องการที่เพิ่มขึ้นของ LCD (จอแสดงผลคริสตัลเหลว) ในหน้าจอสัมผัสทีวีจอแบนและแผงโซลาร์เซลล์

ITO มีคุณสมบัติหลายอย่างที่ทำให้มันสมบูรณ์แบบสำหรับจอแอลซีดีและแผงแบนอื่น ๆ : มันโปร่งใส ดำเนินการไฟฟ้า ยึดติดกับแก้วอย่างยิ่ง ต่อต้านการกัดกร่อน และมีความเสถียรทางเคมีและกลไก

ITO ยังใช้กันทั่วไปในการทำเคลือบบาง ๆ สำหรับกระจกและกระจก เมื่อเคลือบผ่านกระจกหน้ารถหรือรถยนต์ตัวอย่างเช่น ITO อนุญาตให้แก้ว de-ice หรือ de-mist และสามารถลดความต้องการเครื่องปรับอากาศ

ความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับแอลซีดีได้เพิ่มราคาของอินเดียมในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาตาม RSC อย่างไรก็ตามการรีไซเคิลและประสิทธิภาพการผลิตได้ช่วยสร้างความสมดุลที่ดีระหว่างอุปสงค์และอุปทาน

อินเดียมมักใช้ทำอัลลอยด์และมักจะเรียกว่า "วิตามินโลหะ" ซึ่งหมายความว่าระดับเล็ก ๆ ของอินเดียมสามารถสร้างความแตกต่างอย่างมากในโลหะผสมตาม RSC ตัวอย่างเช่นการเพิ่มอินเดียมในปริมาณเล็กน้อยลงไปทองและแพลตตินัมโลหะผสมทำให้มันยากขึ้นมาก โลหะผสมอินเดียมถูกใช้เพื่อเคลือบแบริ่งของมอเตอร์ความเร็วสูงและพื้นผิวโลหะอื่น ๆ โลหะผสมที่มีการละลายต่ำยังใช้ในหัวสปริงเกอร์ลิงก์ประตูดับเพลิงและปลั๊กที่หลอมรวม

โลหะอินเดียมยังคงนุ่มและอ่อนตัวผิดปกติที่อุณหภูมิต่ำมากทำให้เหมาะสำหรับใช้ในเครื่องมือที่จำเป็นในสภาพที่เย็นมากเช่นปั๊มแช่แข็งและระบบสูญญากาศสูง คุณภาพที่ไม่เหมือนใครอีกอย่างคือความเหนียวทำให้มีประโยชน์มากในฐานะบัดกรี

อินเดียมถูกใช้ในการสร้างอุปกรณ์ไฟฟ้าต่าง ๆ เช่นวงจรเรียงกระแส (อุปกรณ์ที่แปลงกระแสสลับเป็นหนึ่งโดยตรง), เทอร์มิสเตอร์ (ตัวต้านทานไฟฟ้าขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ) และโฟโตคอนเดอร์ (อุปกรณ์ที่เพิ่มค่าไฟฟ้าเมื่อสัมผัสกับแสง)

แหล่งที่มาและความอุดมสมบูรณ์

อินเดียมไม่ค่อยพบในธรรมชาติและมักพบในสังกะสีเหล็กตะกั่วและแร่ทองแดง มันเป็นองค์ประกอบที่พบบ่อยที่สุดที่ 61 ในเปลือกโลกและมีความอุดมสมบูรณ์มากกว่าเงินหรือปรอทประมาณสามเท่าการสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐอเมริกา (USGS)- คาดว่าจะทำขึ้นประมาณ 0.1 ส่วนต่อล้าน (ppm) ในเปลือกโลกของโลก โดยน้ำหนักอินเดียมประมาณ 250 ส่วนต่อพันล้าน (ppb) ตามสารเคมี- ธรรมชาติอินเดียมเป็นส่วนผสมของไอโซโทป I-115 (95.72 เปอร์เซ็นต์) และ I-113 (4.28 เปอร์เซ็นต์)สารานุกรม Britannica-

อินเดียมเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่มาจากแคนาดาและอยู่ที่ประมาณ 75 ตันต่อปี ปริมาณสำรองของโลหะประมาณ 1,500 ตัน บางครั้งดินที่เพาะปลูกพบว่ามีความสมบูรณ์ยิ่งขึ้นในอินเดียมมากกว่าดินที่ไม่ได้ปลูกฝังที่มีระดับบางระดับสูงถึง 4 ppm ตามls-

ใครจะรู้?

• เมทัลเมทัลให้ "เสียงกรีดร้อง" เสียงแหลมสูงเมื่องอ คล้ายกับ "ดีบุกร้องไห้ "เสียงกรีดร้องนี้ฟังดูคล้ายกับเสียงแตก
• อินเดียมนั้นคล้ายกับแกลเลียมที่มันใช้งานได้อย่างง่ายดายและมีประโยชน์มากสำหรับการทำโลหะผสมที่มีการละลายต่ำ อัลลอยด์ประกอบด้วยอินเดียม 24 เปอร์เซ็นต์และแกลเลียม 76 เปอร์เซ็นต์เป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้อง
• แอปพลิเคชั่นอินเดียมขนาดใหญ่ตัวแรกคือการเคลือบสำหรับแบริ่งในเครื่องยนต์เครื่องบินประสิทธิภาพสูงในสงครามโลกครั้งที่สองUSGS-
• มีการพบตัวอย่างของโลหะอินเดียมที่ไม่มีการรวมกันในภูมิภาคของรัสเซียls-

แบตเตอรี่ที่ดีกว่า

วันหนึ่งการเคลือบอินเดียมอาจนำไปสู่การชาร์จที่มีประสิทธิภาพและยาวนานขึ้นลิเธียมแบตเตอรี่ตามกศึกษาตีพิมพ์ในวารสาร Angewandte Chemie การเคลือบผิวอินเดียมจะให้ลิเธียมสะสมอย่างสม่ำเสมอในขณะที่ชาร์จบัฟเฟอร์ปฏิกิริยาด้านลบใด ๆ และเพิ่มการจัดเก็บ

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นแบตเตอรี่ชนิดชาร์จไฟแบบชาร์จไฟได้ทั่วไปในเทคโนโลยีแบบพกพาเช่นโทรศัพท์มือถือและคอมพิวเตอร์แล็ปท็อป ในระหว่างการปล่อยลิเธียมไอออนจะเคลื่อนที่จากอิเล็กโทรดเชิงลบ (ขั้วบวก) ไปยังอิเล็กโทรดบวก (แคโทด) ในขณะที่แบตเตอรี่กำลังชาร์จลิเธียมไอออนจะเดินทางไปในทิศทางตรงกันข้าม - อิเล็กโทรดเชิงลบกลายเป็นแคโทดและอิเล็กโทรดบวกจะกลายเป็นขั้วบวก

ปัจจุบันแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนใช้ขั้วบวกที่ทำจากกราไฟท์ที่ใช้เก็บลิเธียมเมื่อชาร์จแบตเตอรี่ ทางเลือกที่มีแนวโน้มในการใช้กราไฟท์คือขั้วบวกโลหะ - เช่นโลหะลิเธียม - ซึ่งสามารถให้ความสามารถในการจัดเก็บที่มากขึ้น อย่างไรก็ตามปัญหาสำคัญของการใช้ขั้วบวกโลหะคือมีการสะสมของโลหะที่ไม่สม่ำเสมอในขณะที่แบตเตอรี่ชาร์จ สิ่งนี้นำไปสู่การก่อตัวของ dendrites (มวลคริสตัลที่มีโครงสร้างคล้ายต้นไม้แตกแขนง) หลังจากการใช้งานเป็นเวลานาน dendrites เหล่านี้จะเติบโตขึ้นมากจนทำให้แบตเตอรี่ลัดวงจร

ปัญหาอีกประการหนึ่งของขั้วบวกโลหะคือพวกมันทำให้เกิดปฏิกิริยาด้านข้างที่ไม่พึงประสงค์ระหว่างอิเล็กโทรดโลหะปฏิกิริยาและอิเล็กโทรไลต์ (วัสดุที่ช่วยให้กระแสไฟฟ้าไหลระหว่างขั้วไฟฟ้าบวกและลบ) ปฏิกิริยาเหล่านี้สามารถลดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ได้อย่างมาก

นักวิจัยจาก Rensselaer Polytechnic Institute และ Cornell University ได้แนะนำทางเลือกใหม่: การเคลือบลิเธียมในสารละลายเกลืออินเดียม ชั้นอินเดียมนั้นสม่ำเสมอและรักษาตัวเองเมื่อใช้อิเล็กโทรด องค์ประกอบทางเคมีของมันยังคงเหมือนเดิมและยังคงไม่บุบสลายในระหว่างรอบการชาร์จ/การปลดปล่อยวิทยาศาสตร์ทุกวัน- Dendrites ยังถูกกำจัดออกไปทำให้พื้นผิวยังคงราบรื่นและกะทัดรัด