ईण्डीयुम धातु: विवरण, गुण और अनुप्रयोग

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

तत्व इंडियम में कई उपयोगी गुण होते हैं, जिसकी बदौलत इसका उपयोग अंतरिक्ष अन्वेषण, इंजीनियरिंग, इलेक्ट्रॉनिक्स, परमाणु उद्योग और अन्य उद्योगों में किया जा सकता है। हालांकि, इसे प्रकृति में खोजना और इसे अन्य पदार्थों से अलग करना बेहद मुश्किल है। इस वजह से, इसे एक दुर्लभ तत्व के रूप में सूचीबद्ध किया गया है। इंडियम के गुण क्या हैं? यह धातु है या अधातु? आइए जानें इसके सभी फीचर्स के बारे में।

तत्व खोज इतिहास

इंडियम की खोज सबसे पहले 154 साल पहले ही हुई थी। कुछ हद तक, यह संयोग से हुआ, क्योंकि इसके खोजकर्ता पूरी तरह से अलग तत्व की तलाश में थे। 1863 में, रसायनज्ञ थियोडोर रिक्टर और फर्डिनेंड रीच ने खनिज स्फालराइट (जिंक ब्लेंड) में थैलियम का पता लगाने की कोशिश की, जो उस समय एक नई धातु थी जिसका अध्ययन किया जाना बाकी था।

अपनी खोज के लिए उन्होंने किरचॉफ और बन्सन के वर्णक्रमीय विश्लेषण का उपयोग किया। विधि का सार यह है कि जब उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है, तो तत्वों के परमाणु एक विशिष्ट आवृत्ति रेंज के अनुरूप प्रकाश उत्सर्जित करना शुरू कर देते हैं। इस चमक के स्पेक्ट्रम से आप पता लगा सकते हैं कि आपके सामने किस तरह का तत्व है।

थैलियम का रंग चमकीला हरा होना चाहिए, लेकिन वैज्ञानिकों ने इसकी जगह एक नीली चमक ढूंढी है। किसी भी ज्ञात तत्व में ऐसा स्पेक्ट्रम नहीं था, और रसायनज्ञों ने महसूस किया किवे भाग्यशाली थे। छाया की ख़ासियत के कारण, उन्होंने अपनी खोज का नाम नील रंग के नाम पर रखा। और इसलिए एक नई धातु, इंडियम की खोज की गई। और अब सुविधाओं के बारे में अधिक विस्तार से।

यह धातु क्या है?

इंडियम एक हल्की चांदी और बहुत चमकदार धातु है, जो जिंक की याद दिलाती है। आवर्त प्रणाली में, यह तीसरे समूह से संबंधित है, 49 वें नंबर पर है और इसे प्रतीक द्वारा दर्शाया गया है।

यह प्रकृति में दो समस्थानिकों के रूप में मौजूद है: ¹¹³ और ¹¹⁵ में। उत्तरार्द्ध अधिक सामान्य है, लेकिन रेडियोधर्मी है। धातु इंडियम 115 की अवधि क्या है? यह 6·10^{14 वर्षों में सड़ जाता है, टिन में बदल जाता है। लगभग 20 कृत्रिम समस्थानिक भी हैं जो बहुत तेजी से क्षय होते हैं। उनमें से सबसे लंबे समय तक रहने वाले का आधा जीवन 49 दिनों का होता है।}

इंडियम +156.5 °C पर पिघलता है और +2072 °C पर उबलता है। यह आसानी से फोर्जिंग और अन्य यांत्रिक प्रभावों के लिए उधार देता है और इसे गहनों में अच्छी तरह से इस्तेमाल किया जा सकता है। हालांकि, इसकी उच्च कोमलता के कारण, यह जल्दी से विकृत हो जाता है। धातु को आसानी से मोड़ा जा सकता है, चाकू से काटा जा सकता है और यहां तक कि नाखून से भी खरोंचा जा सकता है।

रासायनिक गुण

रासायनिक गुणों की दृष्टि से यह गैलियम या एल्युमिनियम के समान है। यह किसी भी धातु के साथ निरंतर ठोस बंधन नहीं बना सकता है। यह क्षार विलयनों के साथ बिल्कुल भी प्रतिक्रिया नहीं करता है। निश्चित तापमान पर, यह आयोडीन, सेलेनियम, सल्फर और इसके डाइऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करता है, क्लोरीन और ब्रोमीन के साथ प्रतिक्रिया करता है। आवर्त सारणी में इसे घेरने वाली धातु आसानी से इंडियम में घुल जाती है, अर्थात्:थैलियम, टिन, गैलियम, सीसा, विस्मुट, पारा, कैडमियम।

भारत की धातु के बारे में कुछ रोचक तथ्य:

• हवा में लंबे समय तक रहने पर भी यह फीकी नहीं पड़ती। धातु के पिघलने पर भी ऐसा नहीं होता है।
• यदि आप ईण्डीयुम को मोड़ना शुरू करते हैं, तो यह क्रेक या क्रंच के समान एक विशिष्ट ध्वनि देगा। यह पदार्थ के क्रिस्टल जालक के विरूपण से प्रकट होता है।
• ईण्डीयुम +800 डिग्री सेल्सियस पर जलता है, लौ नीली-बैंगनी या नील है।
• यह सबसे नरम धातु है जिसे आप अपने हाथों में पकड़ सकते हैं। केवल लिथियम ही इसे पार करता है, लेकिन यह बहुत सक्रिय है और तुरंत हवा में ऑक्सीकरण करता है, जिससे एक जहरीला क्षार बनता है।
• गैलियम के साथ ईण्डीयुम का मिश्र धातु बहुत ही गलनीय है और पहले से ही +16 डिग्री सेल्सियस पर तरल हो जाता है।

प्रकृति में निहित

धातु ईण्डीयुम स्वतंत्र जमा नहीं बनाता है। यह बहुत बिखरा हुआ है और सोने की डली के रूप में अत्यंत दुर्लभ है। इंडियम के अपने खनिजों में सैकुरनाइट, रोकसाइट, पेट्रुकाइट और जलिंदाइट शामिल हैं। हालांकि, उनकी दुर्लभता उन्हें उद्योग में इस्तेमाल होने से रोकती है।

ईण्डीयम की थोड़ी मात्रा समुद्र और वर्षा के पानी में, तेल में और कोयले की राख में भी पाई जाती है। आयनिक त्रिज्या की समानता के कारण, इंडियम लोहे, मैग्नीशियम, जस्ता, सीसा, मैग्नीशियम, टिन, आदि के क्रिस्टल जाली में एकीकृत करने में सक्षम है। इसके कारण, कभी-कभी इसकी थोड़ी मात्रा उनके साथ मिल जाती है।

एक नियम के रूप में, खनिजों में इंडियम की सामग्री 0.05-1% से अधिक नहीं होती है। अधिकांश धातु स्फेलेराइट और मार्मराइट में पाई जाती है। आमतौर पर यहसांद्रता अधिक है, अधिक जस्ता, लोहा और अन्य धातुओं का उल्लेख पहले ही किया जा चुका है।

धातु की कीमत

खोज के कुछ साल बाद ही इंडियम अपने शुद्ध रूप में अलग हो गया था। इस प्रक्रिया की जटिलता के कारण, एक ग्राम इंडियम का मूल्य लगभग $700 था। और यद्यपि इसे प्राप्त करने के तरीकों में डेढ़ सदी में काफी सुधार हुआ है, फिर भी इसे दुर्लभ और महंगा माना जाता है।

आज, इसकी औसत कीमत 600-800 डॉलर प्रति किलोग्राम है और आश्चर्यजनक रूप से, इसके उत्पादन में वृद्धि के साथ बहुत अधिक गिरावट नहीं आती है। धातु की शुद्धता आमतौर पर इसके अंकन में इंगित की जाती है: IN-2, IN-1, IN-0, IN-00, IN-000, IN-00000। जितना अधिक शून्य, उतना ही बेहतर और अधिक महंगा। उदाहरण के लिए, IN-000 ग्रेड इंडियम का मूल्य लगभग $2,000 प्रति किलोग्राम हो सकता है।

ईण्डीयुम धातु की उच्च लागत इसकी प्रकृति में कम सामग्री और उच्च मांग द्वारा समझाया गया है। प्रति वर्ष 600-800 टन का खनन किया जाता है, जो बिल्कुल इसके लिए सभी जरूरतों को पूरा नहीं करता है। अपने अद्वितीय गुणों के कारण, यह अन्य सस्ती धातुओं की तुलना में बहुत बेहतर और अधिक टिकाऊ होता है। इतनी मूल्यवान सामग्री को न खोने के लिए, कई देशों में इसका पुन: उपयोग किया जाता है।

कहां आवेदन करें

धातु ईण्डीयुम मिश्र धातु की अस्थिरता और संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाता है। वे सीसा-चांदी के बीयरिंगों के साथ लेपित होते हैं, जिनका उपयोग विमानन और मोटर वाहन प्रौद्योगिकी में किया जाता है। यह अन्य धातुओं के गलनांक को कम करने में भी सक्षम है। तो, टिन, सीसा, कैडमियम और बिस्मथ के साथ इसका मिश्रण पिघल जाता है46.5 डिग्री सेल्सियस पर, यह आग अलार्म के लिए उपयुक्त बनाता है।

इंडियम टिन ऑक्साइड अर्धचालक और विभिन्न सोल्डर के लिए प्रयोग किया जाता है। इसके अलावा, इसका उपयोग कंप्यूटर मॉनीटर, टीवी स्क्रीन और टैबलेट के निर्माण के लिए किया जाता है। चांदी या अकेले के साथ मिश्र धातु, इसका उपयोग खगोलीय दर्पण और कार हेडलाइट दर्पण के लिए किया जाता है।

अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी में फोटोकेल, फॉस्फोर, थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्री, सील बनाने के लिए यह उत्कृष्ट है। इंडियम न्यूट्रॉन को अच्छी तरह से अवशोषित करता है और परमाणु रिएक्टरों में इस्तेमाल किया जा सकता है।

हमारे शरीर में इस तत्व की जैविक भूमिका के बारे में कुछ पता नहीं है, लेकिन इसका इस्तेमाल दवा में भी किया जाता रहा है। यह ट्यूमर और अन्य बीमारियों का पता लगाने के लिए यकृत, मस्तिष्क और फेफड़ों के निदान में रेडियोधर्मी दवा के रूप में प्रयोग किया जाता है।

प्राप्त करने के तरीके

इंडियम धातु की मुख्य मात्रा जस्ता और टिन जमा से खनन की जाती है। यह पॉलीमेटेलिक, टिन, लेड-जिंक अयस्कों के प्रसंस्करण से कचरे से प्राप्त होता है। इंडियम का पृथक्करण और शुद्धिकरण कई चरणों में किया जाता है।

सबसे पहले, घोल के अम्लता स्तर को समायोजित करके इसे अवक्षेपित किया जाता है। परिणामी "ब्लैक मेटल" को तब साफ करने की आवश्यकता होती है। यह ज़ोन मेल्टिंग रिफाइनिंग या अन्य तरीकों से किया जाता है।

आज, कनाडा भारत के प्रमुख उत्पादकों में से एक है। इसके अलावा, संयुक्त राज्य अमेरिका, चीन, जापान और दक्षिण कोरिया द्वारा बड़ी मात्रा में धातु का खनन किया जाता है। हालांकि, स्टॉकइस तत्व के बहुत सीमित हैं, यह उम्मीद की जाती है कि वे कुछ दशकों के भीतर समाप्त हो जाएंगे।