인듐은 매우 부드럽고 가단성이있는 광택있는 은빛 금속으로 손톱으로 긁어 거의 모든 모양으로 구부릴 수 있습니다. 본질적으로, 인듐은 매우 드물고 거의 항상 다른 광물, 특히 아연과 납에서 미량 원소로 발견되는데,이 성분은 일반적으로 부산물로 얻어진다. 왕립 화학 학회 (Royal Society of Chemistry)에 따르면 지구의 지각의 추정 풍부도는은 또는 수은보다 약간 풍부하다 (ppm).
인듐은 금속의 융점이 낮습니다 : 화씨 313.9도 (섭씨 156.6도). 이 온도 이상에서는 보라색 또는 남색 불꽃으로 화상을 입습니다. 인듐의 이름은 분광기에 표시되는 화려한 남빛에서 비롯됩니다.
사실 만
- 원자 수 (핵의 양성자 수) : 49
- 원자 기호 (요소 주기율표) :
- 원자량 (원자의 평균 질량) : 114.8.8
- 밀도 : 입방 센티미터 당 7.31g
- 실온에서의 상 : 고체
- 융점 : 156.6 ° C (313.88 ° F)
- 비점 : 3,761.6 F (2,072 C)
- 동위 원소의 수 (중성자가 다른 동일한 원소의 원자) : 반감기가 알려진 35 개; 1 안정; 2 자연 발생
- 가장 일반적인 동위 원소 : In-115
발견
인듐은 1863 년 독일의 Freiberg School of Mines에있는 독일 화학자 Ferdinand Reich에 의해 발견되었습니다. Reich는 최근 발견 된 원소 인 탈륨을 함유 할 것으로 생각되는 아연 미네랄 블렌드 샘플을 연구하고있었습니다. 그는 대부분의 황을 제거하기 위해 광석을 구우 고 남은 물질에 염산을 적용했습니다. 그런 다음 노란 고체가 나타납니다. 그는 이것이 새로운 원소의 황화물 일 수 있다고 생각했지만, 색맹이기 때문에 독일의 화학자 인 Hieronymous T. Richter에게 샘플의 스펙트럼을 조사하도록 요청했습니다. 리히터 (Richter)는 눈부신 보라색 선을 언급했는데, 이는 알려진 원소의 스펙트럼 선과 일치하지 않습니다.
두 과학자는 함께 협력하여 새로운 요소의 샘플을 분리하고 그 발견을 발표했습니다. 그들은 라틴어 단어 뒤에 새로운 요소 인듐을 명명했습니다. 표식보라색을 의미합니다. 영국 왕립 화학 협회 (RSC)에 따르면, 리히가 리히터가 발견 자라고 주장한 것을 알게되면서 불행하게도 그들의 관계는 불쾌 해졌다.
용도
인듐이 발견 된 지 100 년이 지난 후에도 그 요소는 무엇을해야할지 아무도 모르기 때문에 여전히 불분명합니다. 오늘날, 인듐은 인듐 주석 산화물 (ITO) 형태로 세계 경제에 매우 중요합니다. ITO는 터치 스크린, 평면 스크린 TV 및 태양 전지 패널에서 LCD (액정 디스플레이)의 증가하는 요구를 충족시키기 위해 최고의 재료로 남아 있기 때문입니다.
ITO는 LCD 및 기타 평판 디스플레이에 완벽한 몇 가지 속성을 가지고 있습니다. 투명합니다. 전기를 전도한다. 유리에 강하게 접착; 부식에 저항; 화학적으로 그리고 기계적으로 안정적입니다.
ITO는 일반적으로 유리 및 거울을위한 얇은 코팅을 만들기 위해 사용됩니다. 예를 들어, ITO는 항공기 또는 자동차의 앞 유리 위에 코팅 될 때 유리가 제빙되거나 제지 될 수있게하며 에어컨 요구 사항을 줄일 수 있습니다.
RSC에 따르면 LCD에 대한 수요 증가는 최근 몇 년 동안 인듐 가격을 상당히 증가시켰다. 그러나 재활용 및 제조 효율성은 수요와 공급 사이의 균형을 잘 유지하는 데 도움이되었습니다.
RSC에 따르면 인듐은 일반적으로 합금을 만드는 데 사용되며 종종 "금속 비타민"이라고도합니다. 즉, 소량의 인듐이 합금을 크게 변화시킬 수 있습니다. 예를 들어, 금과 백금 합금에 소량의 인듐을 첨가하면 훨씬 더 단단합니다. 인듐 합금은 고속 모터 및 기타 금속 표면의 베어링을 코팅하는 데 사용됩니다. 저 융점 합금은 스프링클러 헤드, 방화문 링크 및 가용성 플러그에도 사용됩니다.
인듐 금속은 매우 낮은 온도에서도 비정상적으로 부드럽고 가단성이 유지되어 극저온 펌프 및 고진공 시스템과 같이 매우 추운 환경에서 필요한 공구에 사용하기에 적합합니다. 또 다른 독특한 품질은 끈적임으로 납땜으로 매우 유용합니다.
인듐은 정류기 (교류 전류를 직접 전류로 변환하는 장치), 서미스터 (온도에 따른 전기 저항) 및 포토 컨덕터 (광에 노출 될 때 전기 전도도를 높이는 장치)와 같은 다양한 전기 장치를 만드는 데 사용됩니다.
소스 및 풍부
인듐은 자연적으로 결합되지 않은 것으로 거의 발견되지 않으며 일반적으로 아연, 철, 납 및 구리 광석에서 발견됩니다. 미국 지질 조사국 (USGS)에 따르면 지구 지각에서 61 번째로 가장 흔한 요소이며은이나 수은보다 약 3 배 더 풍부하다. 지각에서 약 백만 분의 일 (ppm)을 구성하는 것으로 추정됩니다. Chemicool에 따르면, 인듐은 250 억 부 (ppb)로 추정됩니다. 브리태니커 백과 사전에 따르면 천연 인듐은 동위 원소 I-115 (95.72 %)와 I-113 (4.28 %)의 혼합물입니다.
대부분의 상업용 인듐은 캐나다에서 생산되며 연간 약 75 톤입니다. 금속 매장량은 1,500 톤을 초과하는 것으로 추정됩니다. Lenntech에 따르면 경작 토양은 경작되지 않은 토양보다 4ppm 정도 높은 인듐이 더 풍부한 것으로 밝혀졌습니다.
누가 알았 겠어?
- 인듐 금속은 구부러 질 때 높은 "비명 소리"를냅니다. "tin cry"와 유사하게이 비명 소리는 딱딱한 소리처럼 들립니다.
- 인듐은 유리를 쉽게 습윤시키고 저 융점 합금을 만드는 데 매우 유용하다는 점에서 갈륨과 유사합니다. 24 % 인듐 및 76 % 갈륨으로 구성된 합금은 실온에서 액체입니다.
- USGS에 따르면 첫 번째 대규모 인듐 적용은 제 2 차 세계 대전에서 고성능 항공기 엔진의 베어링 코팅이었습니다.
- Lenntech에 따르면 결합되지 않은 인듐 금속의 표본이 러시아의 한 지역에서 발견되었습니다.
더 나은 배터리
저널 Angewandte Chemie에 발표 된 연구에 따르면 인듐 코팅은 언젠가 더 강력하고 오래 지속되는 충전식 리튬 배터리로 이어질 수 있다고한다. 인듐 코팅은 충전하는 동안보다 균일 한 리튬 증착을 제공하고, 부정적인 부반응을 완충하고 저장을 증가시킬 것이다.
리튬 이온 배터리는 휴대 전화 및 랩톱 컴퓨터와 같은 휴대용 기술에 일반적으로 사용되는 충전식 배터리 유형입니다. 방전 동안, 리튬 이온은 음극 (양극)에서 양극 (음극)으로 이동한다. 배터리가 충전되는 동안 리튬 이온은 반대 방향으로 이동합니다. 음극은 음극이되고 양극은 양극이됩니다.
현재, 리튬-이온 배터리는 배터리가 충전 될 때 리튬을 저장하는 데 사용되는 흑연으로 만들어진 양극을 사용한다. 흑연을 사용하는 것에 대한 유망한 대안은 훨씬 더 큰 저장 용량을 제공 할 수있는 리튬 금속과 같은 금속 양극 일 것이다. 그러나, 금속 애노드를 사용할 때의 주요 문제점은 배터리가 충전되는 동안 금속이 고르지 않게 증착된다는 점이다. 이것은 수상 돌기 (분 지형 나무 같은 구조를 갖는 결정 덩어리)의 형성으로 이어진다. 장기간 사용 후,이 수상 돌기는 너무 커져서 배터리를 단락시킵니다.
금속성 양극의 또 다른 문제점은 반응성 금속 전극과 전해질 (전기가 양극과 음극 사이에 흐르게하는 물질) 사이에 바람직하지 않은 부반응을 야기한다는 점이다. 이러한 반응은 배터리 수명을 크게 단축시킬 수 있습니다.
Rensselaer Polytechnic Institute와 Cornell University의 연구원들은 리튬을 인듐 염 용액으로 코팅하는 새로운 대안을 발표했습니다. 인듐 층은 전극이 사용 중일 때 균일하고자가 치유된다. 사이언스 데일리 (Science Daily)의 연구 보도 자료에 따르면 화학 성분은 동일하게 유지되며 충 / 방전주기 동안 그대로 유지되어 부반응을 방지합니다. 수상 돌기가 제거되어 표면이 매끄럽고 컴팩트하게 유지됩니다.
