Osmium aus der Gruppe der PGM

Osmium ist der dichteste bekannte Stoff und das härteste aller Platingruppenmetalle (PGM). Es ist zehnmal härter als Platin selbst. Osmium hat auch einen höheren Schmelzpunkt als die anderen Platingruppenmetalle. Die außergewöhnlichen Eigenschaften von Osmium ermöglichen seine Verwendung in einer Reihe von Anwendungen, bei denen Reibungsverschleiß vermieden werden muss, wie z. B. bei Füllfederhaltern, Griffeln und Instrumenten. Es wird häufig mit anderen Platin- und Iridiumlegierungen kombiniert.

Aufgrund seiner Leitfähigkeit kann es als effektivere und haltbarere Alternative zu Gold als Beschichtung in elektronischen Produkten verwendet werden. Wie die anderen Platinmetalle ist es ein äußerst effizienter Oxidationskatalysator und trägt durch die Verwendung in Brennstoffzellen zum Umweltschutz bei. Diese Eigenschaft wird auch in der Forensik zur Färbung von Fingerabdrücken und DNA (als Osmiumtetroxid) verwendet.

Im Jahr 1803 in London,  gab der englische Chemiker Smithson Tennant Platin in verdünntes Königswasser, eine Mischung aus Salpeter- und Salzsäure, und stellte fest, dass nicht das gesamte Metall in Lösung ging.  Aus dieser Mischung  aus Salz- und Salpetersäure erhielt er ein metallisches, schwarzes Pulver. Im selben Jahr entdeckte er auch Iridium. Zuvor hatte Smithson Tennant bereits festgestellt, dass Diamant aus reinem Kohlenstoff besteht.

 Frühere Experimentatoren hatten angenommen, dass es sich bei dem Rückstand um Graphit handelte, aber er vermutete, dass es sich um etwas anderes handelte, und begann, dies zu untersuchen.  Tennant, der bereits Erfahrungen mit den Allotropen des Kohlenstoffs gesammelt hatte, war anderer Meinung. Tennant behandelte das Pulver mit Natriumhydroxid und erhitzte es bis zur Lösung. Aus dem Rückstand entfernte er durch Zugabe von Wasser ein Alkali. Dem verbleibenden Rückstand fügte er Salzsäure zu, um eine saure Lösung zu erhalten. Die alkalische Lösung enthielt Osmium, während die saure Lösung Iridium enthielt. Das hochgiftige Osmiumtetroxid, OsO4, hat einen charakteristischen unangenehmen Geruch, weshalb Tennant das Element nach dem griechischen Wort für Geruch, "Osme", benannte.

 Durch eine Kombination von Säure- und Alkalibehandlungen trennte er es schließlich in zwei neue Metallelemente auf, die er Iridium und Osmium nannte, wobei er letzteres aufgrund des starken Geruchs, den es abgab, benannte. Sein Name leitet sich von osme, dem griechischen Wort für Geruch, ab. Obwohl es als neues Metall anerkannt war, wurde es nur wenig verwendet, da es selten und schwer zu bearbeiten war, obwohl es sehr widerstandsfähig war und einige Jahre lang für Schreibfedern und Grammophonnadeln verwendet wurde.

• Erscheinungsform von Osmium

Osmium ist ein seltenes, glänzendes, sehr hartes, sprödes, bläulich-weißes Metall, das korrosionsbeständig ist. Es ist das dichteste aller Elemente und hat eine doppelt so hohe Dichte wie Blei. Es ist das dichteste aller Elemente. (Obwohl die Dichte von Osmium der von Iridium sehr ähnlich ist, ist die Dichte von Osmium etwas höher - sowohl gemessen als auch berechnet. Osmium hat den höchsten Schmelzpunkt und den niedrigsten Dampfdruck der Platingruppe (Ruthenium, Rhodium, Palladium, Iridium und Platin).

• Verwendungsmöglichkeiten von Osmium

Osmium hat nur wenige Verwendungszwecke. Es wird zur Herstellung sehr harter Legierungen für Füllfederhalterspitzen, Instrumentenzapfen, Nadeln und elektrische Kontakte verwendet. Außerdem wird es in der chemischen Industrie als Katalysator verwendet. Osmium wird hauptsächlich in Legierungen mit anderen Metallen der Platingruppe verwendet, um sehr harte Legierungen herzustellen. 

Eine Legierung aus 90 % Platin und 10 % Osmium wird in chirurgischen Implantaten wie Herzschrittmachern und Herzklappenersatz verwendet. 

Osmiumtetroxid wird in der Mikroskopie als Färbemittel für Fettgewebe und zur Erkennung von Fingerabdrücken verwendet.

• Gesundheitsschädliche Auswirkungen von Osmium

In der Luft bildet pulverisiertes Osmium das stechend riechende, hochgiftige Osmiumtetroxid (OsO4), das Lungen-, Haut- und Augenschäden verursachen kann.

• Biologische Rolle

Osmium hat keine bekannte biologische Funktion. Das Metall ist nicht giftig, aber sein Oxid ist flüchtig und sehr giftig und verursacht Lungen-, Haut- und Augenschäden.

• Natürliche Häufigkeit

Osmium kommt in der Natur in ungebundener Form und auch im Mineral Osmiridium (einer Legierung mit Iridium) vor. Das meiste Osmium wird kommerziell aus den Abfällen der Nickelraffination gewonnen.

Interessante Fakten über Osmium

• Osmium (Os) hat eine Ordnungszahl von sechsundsiebzig und die gleiche Anzahl von Protonen im Atomkern. Es ist ein glänzendes, extrem hartes Mitglied der Gruppe der Platinmetalle
• Smithson Tennant und William Hyde Wollaston entdeckten Osmium im Jahr 1803
• Die Entdeckung von Osmium ist mit der Entdeckung von Platin verbunden, da Osmium der schwarze Rückstand ist, der nach der Auflösung von Platin in Königswasser zurückbleibt
• Jahrhunderts glaubten die Wissenschaftler, dass es sich bei dem schwarzen Rückstand um Graphit handelte, aber es stellte sich heraus, dass es ein neues Element war
• Tennant entdeckte in dem Rückstand mit dem Osmium auch Iridium und meldete diese Entdeckung am 21. Juni 1804 der britischen Royal Society
• Osmium ist das seltenste aller stabilen Elemente
• Es kommt nur zu 0,05 Teilen pro Milliarde in der Erdkruste vor
• Osmium kommt in der Natur entweder als freies Element oder in natürlich vorkommenden Legierungen vor
• Genau wie die anderen Mitglieder der Platinmetallgruppe kommt Osmium in der Natur in Legierungen mit Nickel und Kupfer vor
• Osmium kommt in einigen natürlich vorkommenden geologischen Formationen vor, darunter in Einschlagskratern
• Osmium bildet leicht Osmiumtetroxid, das durch Einatmen, Hautkontakt oder Verschlucken hochgiftig ist
• In seiner pulverförmigen Form wird Osmium im Handel für etwa 1300 US-Dollar pro Kilogramm verkauft
• Wie viele andere Elemente wird auch Osmium hauptsächlich als Nebenprodukt der Nickel- und Kupferraffination gewonnen
• Bei diesem Verfahren wird das Restprodukt in Säure aufgelöst und dann durch Destillation das Osmium von den anderen Platinmetallen getrennt
• Das Verfahren ist demjenigen sehr ähnlich, das die Wissenschaftler bei der Entdeckung von Osmium im frühen 19. Jahrhundert.
• Osmium wird in seiner reinen Form nur selten verwendet, da es hochgiftig und flüchtig sein kann
• Für kommerzielle Zwecke wird es mit anderen Metallen legiert
• Die Legierungen aus Osmium und anderen Metallen werden für Produkte verwendet, die eine hohe Verschleiß- und Korrosionstoleranz erfordern
• Auch in der Glühlampentechnologie hat Osmium im Laufe der Jahre eine wichtige Rolle gespielt