Indium er et glansfuldt sølvfarvet metal, der er så blødt og formbart at det kan ridses med en negle og bøjes i næsten enhver form. I naturen er indium ret sjældent og findes næsten altid som et sporelement i andre mineraler - især i zink og bly - hvorfra det typisk opnås som biprodukt. Dens estimerede overflod i jordskorpen er 0,1 dele pr. Million (ppm) - lidt mere rigeligt end sølv eller kviksølv, ifølge Royal Society of Chemistry.
Indium har et lavt smeltepunkt for et metal: 313,9 grader Fahrenheit (156,6 grader Celsius). Ved noget over denne temperatur brænder det med en violet eller indigo-flamme. Indiums navn stammer fra det strålende indigo-lys, det viser i et spektroskop.
Bare fakta
- Atomnummer (antal protoner i kernen): 49
- Atomsymbol (på elementernes periodiske tabel):
- Atomvægt (atomets gennemsnitlige masse): 114,8,8
- Densitet: 7,31 gram pr. Kubikcentimeter
- Fase ved stuetemperatur: Fast
- Smeltepunkt: 313,88 grader F (156,6 grader C)
- Kogepunkt: 3,761,6 F (2.072 C)
- Antal isotoper (atomer af det samme element med et andet antal neutroner): 35, hvis halveringstid er kendt; 1 stabil; 2 naturligt forekommende
- Mest almindelige isotop: In-115
Opdagelse
Indium blev opdaget i 1863 af den tyske kemiker Ferdinand Reich ved Freiberg School of Mines i Tyskland. Reich studerede en prøve af en zinkmineralblanding, som han troede kunne indeholde det nyligt opdagede element thallium. Efter at have stegt malmen for at fjerne det meste af svovlet påførte han saltsyre på de resterende materialer. Derefter observerede han et gulligt fast stof. Han mistænkte, at dette kunne være sulfid af et nyt element, men da han var farveblind, bad han den tyske kemiker Hieronymous T. Richter om at undersøge prøvespektret. Richter bemærkede en strålende violet-farvet linje, som ikke matchede den spektrale linje af noget kendt element.
I samarbejde isolerede de to videnskabsfolk en prøve af det nye element og meddelte, at det blev fundet. De opkaldte det nye element indium efter det latinske ord indicum, hvilket betyder violet. Desværre blev forholdet surt, da Reich fandt ud af, at Richter havde hævdet at være opdageren, ifølge Royal Society of Chemistry (RSC).
Anvendelser
Mere end et århundrede efter indiums opdagelse lå elementet stadig i relativ uklarhed, da ingen vidste, hvad de skulle gøre med det. I dag er indium afgørende for verdens økonomi i form af indium tinoxid (ITO). Dette skyldes, at ITO forbliver det bedste materiale til at opfylde det voksende behov for LCD'er (flydende krystalskærme) på berøringsskærme, fladskærms-tv og solpaneler.
ITO har adskillige egenskaber, der gør det perfekt til LCD'er og andre fladskærmsskærme: Det er gennemsigtigt; leder elektricitet; klæber stærkt fast på glas; modstår korrosion; og er kemisk og mekanisk stabil.
ITO bruges også ofte til at fremstille tynde belægninger til glas og spejle. Når det for eksempel er belagt over forruderne i fly eller biler, tillader ITO, at glasset afis eller tåger, og det kan reducere kravene til aircondition.
Den stigende efterspørgsel efter LCD-skærme har øget indiums priser betydeligt i de senere år, ifølge RSC. Genbrug og produktionseffektivitet har dog bidraget til at skabe en god balance mellem udbud og efterspørgsel.
Indium bruges ofte til at fremstille legeringer og kaldes ofte "metalvitamin", hvilket betyder, at små indiumniveauer kan gøre en drastisk forskel i en legering, ifølge RSC. For eksempel at tilføje små mængder indium til guld og platinlegeringer gør dem meget sværere. Indium-legeringer bruges til at belægge lejerne på højhastighedsmotorer og andre metaloverflader. Dets lavt-smeltende legeringer bruges også i sprinklerhoveder, branddørslænger og smeltelige stik.
Indiummetal forbliver usædvanligt blødt og formbart ved meget lave temperaturer, hvilket gør det perfekt til brug i værktøjer, der er nødvendige under ekstremt kolde forhold, såsom kryogene pumper og højvakuumsystemer. En anden unik kvalitet er dens klæbrighed, hvilket gør den meget nyttig som loddemetode.
Indium bruges til fremstilling af forskellige elektriske apparater, såsom ensrettere (enheder, der konverterer en vekselstrøm til en direkte), termistorer (en elektrisk modstand, der er afhængig af temperaturen) og fotoledere (enheder, der øger deres elektriske ledningsevne, når de udsættes for lys).
Kilde & overflod
Indium findes sjældent uforbundet i naturen og findes typisk i zink, jern, bly og kobbermalm. Det er det 61 mest almindelige element i jordskorpen og omkring tre gange mere rigeligt end sølv eller kviksølv, ifølge U.S. Geological Survey (USGS). Det anslås at udgøre omkring 0,1 dele pr. Million (ppm) i jordskorpen. Efter vægt estimeres indium til at være 250 dele pr. Billion (ppb) ifølge Chemicool. Naturligt indium er en blanding af isotoperne I-115 (95,72 procent) og I-113 (4,28 procent) ifølge Encyclopaedia Britannica.
De fleste kommercielle indium kommer fra Canada og er omkring 75 ton om året. Metalreserverne anslås at overstige 1.500 tons. Kultiverede jordarter viser sig undertiden at være rigere på indium end ikke-dyrkede jordarter med nogle niveauer så høje som 4 ppm, ifølge Lenntech.
Der kan man bare se?
- Indiummetal afgiver et højt "skrig", når det er bøjet. I lighed med "tin råbe" lyder dette skrig mere som en knitrende lyd.
- Indium ligner gallium, idet det let befugter glas og er meget nyttigt til fremstilling af lavsmeltende legeringer. En legering bestående af 24 procent indium og 76 procent gallium er flydende ved stuetemperatur.
- Den første storskala indium-anvendelse var en coating til lejer i højtydende flymotorer i 2. verdenskrig, ifølge USGS.
- Prøver af ukombineret indiummetal er ifølge Lenntech fundet i en region i Rusland.
Bedre batterier
Indiumcoating kunne en dag føre til kraftigere og længerevarende genopladelige lithiumbatterier, ifølge en undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Angewandte Chemie. Indiumbelægningen ville tilbyde en mere ensartet aflejring af lithium under opladning, buffer eventuelle negative bivirkninger og øge opbevaringen.
Et lithium-ion-batteri er en type genopladeligt batteri, der ofte bruges i bærbare teknologier, såsom mobiltelefoner og bærbare computere. Under afladning bevæger lithiumionerne sig fra den negative elektrode (anode) til den positive elektrode (katode). Mens batteriet oplades, bevæger lithiumionerne sig i den modsatte retning - den negative elektrode bliver katoden, og den positive elektrode bliver anoden.
I øjeblikket bruger lithium-ion-batterier anoder lavet af grafit, der bruges til at opbevare litium, når batteriet oplades. Et lovende alternativ til brug af grafit ville være metalliske anoder - såsom lithiummetal - som kunne tilbyde meget større lagerkapacitet. Et stort problem ved anvendelse af metalliske anoder er imidlertid, at der er en ujævn afsætning af metallet, mens batteriet oplades. Dette fører til dannelse af dendritter (en krystalmasse med en forgrenende trælignende struktur). Efter langvarig brug vokser disse dendriter så store, at de kortslutter batteriet.
Et andet problem med metalliske anoder er, at de forårsager uønskede bivirkninger mellem de reaktive metalelektroder og elektrolytten (det materiale, der tillader elektricitet at strømme mellem positive og negative elektroder). Disse reaktioner kan reducere batteriets levetid markant.
Forskere fra Rensselaer Polytechnic Institute og Cornell University har introduceret et nyt alternativ: belægning af litiumet i en indiumsaltopløsning. Indiumlaget er ensartet og selvhelende, når elektroden er i brug. Dens kemiske sammensætning forbliver den samme, og den forbliver intakt under opladnings- / udladningscyklusser, hvilket forhindrer bivirkninger, ifølge undersøgelsesmeddelelsen i Science Daily. Dendriter fjernes også, så overfladen kan forblive glat og kompakt.
