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chemisches Element mit der Ordnungszahl 49

Chemisches Element mit der Ordnungszahl 49

Indium, 49Im
Indium.jpg
Indium
Aussprache .((IM-dee-əm)
Aussehen silbrig glänzendes Grau
Standardatomgewicht EINr, std(Im) 114,818 (1)[1]
Indium im Periodensystem
Ordnungszahl ((Z.) 49
Gruppe Gruppe 13 (Borgruppe)
Zeitraum Zeitraum 5
Block p-Block
Elementkategorie Anderes Metall
Elektronenkonfiguration [Kr] 4d10 5s2 5p1
Elektronen pro Schale 2, 8, 18, 18, 3
Physikalische Eigenschaften
Phase beim STP solide
Schmelzpunkt 429,7485 K (156,5985ºC, 313,8773ºF)
Siedepunkt 2345 K (2072 ° C, 3762 ° F)
Dichte (nahe rt) 7,31 g / cm3
wenn flüssig (bei mp) 7,02 g / cm3
Dreifacher Punkt 429,7445 K, ~ 1 kPa[2]
Schmelzwärme 3,281 kJ / mol
Verdampfungswärme 231,8 kJ / mol
Molare Wärmekapazität 26,74 J / (mol · K)
Dampfdruck

P. (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
beim T. (K) 1196 1325 1485 1690 1962 2340
Atomeigenschaften
Oxidationszustände −5, −2, −1, +1, +2, +3[3] (ein amphoteres Oxid)
Elektronegativität Pauling-Skala: 1,78
Ionisierungsenergien
  • 1. 558,3 kJ / mol
  • 2. 1820,7 kJ / mol
  • 3. 2704 kJ / mol
Atomradius empirisch: 167 Uhr
Kovalenter Radius 142 ± 17 Uhr
Van der Waals Radius 193 Uhr
Farblinien im Spektralbereich

Spektrallinien von Indium
Andere Eigenschaften
Natürliches Vorkommen ursprünglich
Kristallstruktur Körperzentriert tetragonal

Körperzentrierte tetragonale Kristallstruktur für Indium
Schallgeschwindigkeit dünner Stab 1215 m / s (bei 20 ° C)
Wärmeausdehnung 32,1 um / (m · K) (bei 25ºC)
Wärmeleitfähigkeit 81,8 W / (m · K)
Elektrischer widerstand 83,7 nΩ · m (bei 20 ° C)
Magnetische Bestellung diamagnetisch[4]
Magnetische Suszeptibilität −64,0 · 10−6 cm3/ mol (298 K)[5]
Elastizitätsmodul 11 GPa
Mohs Härte 1.2
Brinellhärte 8,8–10,0 MPa
CAS-Nummer 7440-74-6
Geschichte
Entdeckung Ferdinand Reich und Hieronymous Theodor Richter (1863)
Erste Isolation Hieronym Theodor Richter (1864)
Hauptisotope von Indium
Kategorie Kategorie: Indium
| Verweise

Indium ist ein chemisches Element mit dem Symbol Im und Ordnungszahl 49. Indium ist das weichste Metall, das kein Alkalimetall ist. Es ist ein silberweißes Metall, das im Aussehen Zinn ähnelt. Es ist ein Metall nach dem Übergang, das 0,21 ppm der Erdkruste ausmacht. Indium hat einen höheren Schmelzpunkt als Natrium und Gallium, aber einen niedrigeren als Lithium und Zinn. Indisch ähnelt Indium Gallium und Thallium und liegt hinsichtlich seiner Eigenschaften weitgehend zwischen beiden.[6] Indium wurde 1863 von Ferdinand Reich und Hieronymous Theodor Richter mit spektroskopischen Methoden entdeckt. Sie nannten es für die indigoblaue Linie in seinem Spektrum. Indium wurde im nächsten Jahr isoliert.

Indium ist ein Nebenbestandteil von Zinksulfiderzen und entsteht als Nebenprodukt der Zinkveredelung. Es wird vor allem in der Halbleiterindustrie, in Metalllegierungen mit niedrigem Schmelzpunkt wie Loten, in Weichmetall-Hochvakuumdichtungen und bei der Herstellung transparenter leitfähiger Beschichtungen aus Indiumzinnoxid (ITO) auf Glas verwendet. Indium gilt als technologiekritisches Element.

Indium spielt keine biologische Rolle, obwohl seine Verbindungen bei Injektion in den Blutkreislauf toxisch sind. Die meiste berufliche Exposition erfolgt durch Einnahme, bei der Indiumverbindungen nicht gut resorbiert werden, und durch Inhalation, bei der sie mäßig resorbiert werden.

Eigenschaften[edit]

Körperlich[edit]

Indium benetzt die Glasoberfläche eines Reagenzglases

Indium ist ein silberweißes, hoch duktiles Metall nach dem Übergang mit einem hellen Glanz.[7] Es ist so weich (Mohs-Härte 1,2), dass es wie Natrium mit einem Messer geschnitten werden kann. Es hinterlässt auch eine sichtbare Linie auf dem Papier.[8] Es gehört zur Gruppe 13 des Periodensystems und seine Eigenschaften liegen meist zwischen den vertikalen Nachbarn Gallium und Thallium. Wie bei Zinn ist beim Biegen von Indium ein hoher Schrei zu hören – ein Knistern aufgrund von Kristallzwillingen.[7] Indium kann wie Gallium Glas benetzen. Wie beide hat Indium einen niedrigen Schmelzpunkt von 156,60 ° C (313,88 ° F); höher als sein leichteres Homolog, Gallium, aber niedriger als sein schwereres Homolog, Thallium und niedriger als Zinn.[9] Der Siedepunkt liegt bei 2072 ° C (3762 ° F), höher als der von Thallium, aber niedriger als Gallium, umgekehrt zum allgemeinen Trend der Schmelzpunkte, aber ähnlich zu den Trends bei den anderen Metallgruppen nach dem Übergang aufgrund der Schwäche der metallischen Bindung mit wenigen delokalisierten Elektronen.[10]

Die Dichte von Indium betrug 7,31 g / cm3ist auch größer als Gallium, aber niedriger als Thallium. Unterhalb der kritischen Temperatur von 3,41 K wird Indium zu einem Supraleiter. Indium kristallisiert im körperzentrierten tetragonalen Kristallsystem in der Raumgruppe ich4 /mmm (Gitterparameter: ein = 325 Uhr, c = 495 Uhr):[9] Dies ist eine leicht verzerrte flächenzentrierte kubische Struktur, bei der jedes Indiumatom vier Nachbarn in einer Entfernung von 324 pm und acht Nachbarn etwas weiter (336 pm) hat.[11] Indium ist in flüssigem Quecksilber löslicher als jedes andere Metall (mehr als 50 Massenprozent Indium bei 0 ° C).[12] Indium zeigt eine duktile viskoplastische Reaktion, die sich in Zug und Druck als größenunabhängig herausstellt. Es hat jedoch einen Größeneffekt beim Biegen und Eindrücken, der mit einer Längenskala in der Größenordnung von 50–100 µm verbunden ist.[13] im Vergleich zu anderen Metallen signifikant groß.

Chemisch[edit]

Indium hat 49 Elektronen mit einer elektronischen Konfiguration von [Kr]4d105s25p1. In Verbindungen spendet Indium am häufigsten die drei äußersten Elektronen, um Indium (III) zu werden3+. In einigen Fällen wird das Paar von 5s-Elektronen nicht abgegeben, was zu Indium (I), In führt+. Die Stabilisierung des monovalenten Zustands wird dem inerten Paareffekt zugeschrieben, bei dem relativistische Effekte das in schwereren Elementen beobachtete 5s-Orbital stabilisieren. Thallium (Indiums schwereres Homolog) zeigt eine noch stärkere Wirkung, wodurch eine Oxidation zu Thallium (I) wahrscheinlicher ist als zu Thallium (III).[14] Während Gallium (Indiums leichteres Homolog) üblicherweise nur die Oxidationsstufe +3 zeigt. Obwohl Thallium (III) ein mäßig starkes Oxidationsmittel ist, ist Indium (III) dies nicht und viele Indium (I) -Verbindungen sind starke Reduktionsmittel.[15] Während die Energie, die erforderlich ist, um die s-Elektronen in die chemische Bindung einzubeziehen, für Indium unter den Metallen der Gruppe 13 am niedrigsten ist, nehmen die Bindungsenergien in der Gruppe ab, so dass durch Indium die Energie, die beim Bilden von zwei zusätzlichen Bindungen und beim Erreichen des + 3-Zustands freigesetzt wird, nicht immer genug, um die Energie aufzuwiegen, die benötigt wird, um die 5s-Elektronen einzubeziehen.[16] Indium (I) oxid und Hydroxid sind basischer und Indium (III) oxid und Hydroxid sind saurer.[16]

Eine Reihe von Standardelektrodenpotentialen, abhängig von der untersuchten Reaktion,[17] werden für Indium angegeben, was die verminderte Stabilität der Oxidationsstufe +3 widerspiegelt:[11]

Im2+ + e– – ⇌ In+ E.0 = –0,40 V.
Im3+ + e– – ⇌ In2+ E.0 = –0,49 V.
Im3+ + 2 e– – ⇌ In+ E.0 = –0,443 V.
Im3+ + 3 e– – ⇌ In E.0 = –0,3382 V.
Im+ + e– – ⇌ In E.0 = –0,14 V.

Indiummetall reagiert nicht mit Wasser, wird jedoch durch stärkere Oxidationsmittel wie Halogene zu Indium (III) -Verbindungen oxidiert. Es bildet kein Borid, Silizid oder Carbid und das Hydrid InH3 hat bestenfalls eine vorübergehende Existenz in ätherischen Lösungen bei niedrigen Temperaturen und ist instabil genug, um ohne Koordination spontan zu polymerisieren.[15] Indium ist in wässriger Lösung eher basisch und zeigt nur geringe amphotere Eigenschaften. Im Gegensatz zu seinen leichteren Homologen Aluminium und Gallium ist es in wässrigen alkalischen Lösungen unlöslich.[18]

Isotope[edit]

Indium hat 39 bekannte Isotope mit einer Massenzahl von 97 bis 135. Nur zwei Isotope kommen auf natürliche Weise als Urnuklide vor: Indium-113, das einzige stabile Isotop, und Indium-115 mit einer Halbwertszeit von 4,41×1014 Jahre, vier Größenordnungen größer als das Alter des Universums und fast 30.000 Mal größer als das des natürlichen Thoriums.[19] Die Halbwertszeit von 115In ist sehr lang, weil die Beta zerfällt 115Sn ist spinnverboten.[20] Indium-115 macht 95,7% des gesamten Indiums aus. Indium ist eines von drei bekannten Elementen (die anderen sind Tellur und Rhenium), von denen das stabile Isotop in der Natur weniger häufig vorkommt als die langlebigen ursprünglichen Radioisotope.[21]

Das stabilste künstliche Isotop ist Indium-111 mit einer Halbwertszeit von ungefähr 2,8 Tagen. Alle anderen Isotope haben eine Halbwertszeit von weniger als 5 Stunden. Indium hat auch 47 Metazustände, von denen Indium-114m1 (Halbwertszeit ca. 49,51 Tage) am stabilsten und stabiler ist als der Grundzustand eines anderen Indiumisotops als dem Ur-Isotop. Alle Zerfälle durch isomeren Übergang. Die Indiumisotope sind leichter als 115Beim vorwiegend Zerfall durch Elektroneneinfang oder Positronenemission unter Bildung von Cadmiumisotopen, während die anderen Indiumisotope aus 115In und größer zerfällt vorwiegend durch Beta-Minus-Zerfall unter Bildung von Zinnisotopen.[19]

Verbindungen[edit]

Indium (III)[edit]

InCl3 (Struktur abgebildet) ist eine übliche Verbindung von Indium.

Indium (III) oxid, In2Ö3entsteht, wenn Indiummetall an der Luft verbrannt wird oder wenn das Hydroxid oder Nitrat erhitzt wird.[22] Im2Ö3 nimmt eine Struktur wie Aluminiumoxid an und ist amphoter, das sowohl mit Säuren als auch mit Basen reagieren kann. Indium reagiert mit Wasser unter Bildung von löslichem Indium (III) -hydroxid, das ebenfalls amphoter ist; mit Alkalien zur Herstellung von Indaten (III); und mit Säuren zur Herstellung von Indium (III) -Salzen:

In (OH)3 + 3 HCl → InCl3 + 3 H.2Ö

Bekannt sind auch die analogen Sesquichalkogenide mit Schwefel, Selen und Tellur.[23] Indium bildet die erwarteten Trihalogenide. Chlorierung, Bromierung und Iodierung von In erzeugen farbloses InCl3, InBr3und gelbes InI3. Die Verbindungen sind Lewis-Säuren, ähnlich den bekannteren Aluminiumtrihalogeniden. Wieder wie die verwandte Aluminiumverbindung, InF3 ist polymer.[24]

Durch direkte Reaktion von Indium mit den Pniktogenen entstehen graue oder semimetallische III-V-Halbleiter. Viele von ihnen zersetzen sich langsam in feuchter Luft und erfordern eine sorgfältige Lagerung der Halbleiterverbindungen, um den Kontakt mit der Atmosphäre zu verhindern. Indiumnitrid wird leicht von Säuren und Laugen angegriffen.[25]

Indium (I)[edit]

Indium (I) -Verbindungen sind nicht üblich. Das Chlorid, Bromid und Iodid sind im Gegensatz zu den Stamm-Trihalogeniden, aus denen sie hergestellt werden, tief gefärbt. Das Fluorid ist nur als instabile gasförmige Verbindung bekannt.[26] Indium (I) oxidschwarzpulver entsteht, wenn sich Indium (III) oxid beim Erhitzen auf 700 ° C zersetzt.[22]

Andere Oxidationsstufen[edit]

Indium bildet seltener Verbindungen in der Oxidationsstufe +2 und sogar in fraktionierten Oxidationsstufen. Normalerweise weisen solche Materialien eine In-In-Bindung auf, insbesondere in den Halogeniden In2X.4 und [In2X6]2−,[27] und verschiedene Subchalkogenide wie In4Se3.[28] Es ist bekannt, dass mehrere andere Verbindungen Indium (I) und Indium (III) kombinieren, wie zich6(ImIIICl6) Cl3,[29] Imich5(ImIIIBr4)2(ImIIIBr6),[30] ImichImIIIBr4.[27]

Organoindiumverbindungen[edit]

Organoindiumverbindungen weisen In-C-Bindungen auf. Die meisten sind In (III) -Derivate, aber Cyclopentadienylindium (I) ist eine Ausnahme. Es war die erste bekannte Organoindium (I) -Verbindung,[31] und ist polymer und besteht aus Zickzackketten alternierender Indiumatome und Cyclopentadienylkomplexen.[32] Die vielleicht bekannteste Organoindiumverbindung ist Trimethylindium In (CH3)3, verwendet, um bestimmte halbleitende Materialien herzustellen.[33][34]

Geschichte[edit]

1863 testeten die deutschen Chemiker Ferdinand Reich und Hieronymous Theodor Richter Erze aus den Minen um Freiberg, Sachsen. Sie lösten die Mineralien Pyrit, Arsenopyrit, Bleiglanz und Sphalerit in Salzsäure und destilliertem rohem Zinkchlorid. Der farbenblinde Reich setzte Richter als Assistenten zur Erkennung der farbigen Spektrallinien ein. Da sie wussten, dass Erze aus dieser Region manchmal Thallium enthalten, suchten sie nach den grünen Thallium-Emissionsspektrumlinien. Stattdessen fanden sie eine hellblaue Linie. Da diese blaue Linie mit keinem bekannten Element übereinstimmte, nahmen sie an, dass ein neues Element in den Mineralien vorhanden war. Sie benannten das Element Indium nach der in seinem Spektrum sichtbaren Indigofarbe nach dem Lateinischen indicum, was “von Indien” bedeutet.[35][36][37][38]

Richter isolierte das Metall 1864.[39] Auf der Weltausstellung 1867 wurde ein Barren von 0,5 kg vorgestellt.[40] Reich und Richter fielen später aus, als dieser behauptete, der einzige Entdecker zu sein.[38]

Auftreten[edit]

gelbe Quadrate mit roten und blauen Pfeilen

Indium entsteht durch den lang anhaltenden (bis zu Tausenden von Jahren) s-Prozess (langsamer Neutroneneinfang) in Sternen mit niedriger bis mittlerer Masse (Massenbereich zwischen 0,6 und 10 Sonnenmassen). Wenn ein Silber-109-Atom ein Neutron einfängt, wandelt es sich in Silber-110 um, das dann Beta-Zerfall erfährt und zu Cadmium-110 wird. Wenn es weitere Neutronen einfängt, wird es zu Cadmium-115, das durch einen weiteren Beta-Zerfall zu Indium-115 zerfällt. Dies erklärt, warum das radioaktive Isotop häufiger vorkommt als das stabile.[41] Das stabile Indiumisotop Indium-113 ist einer der p-Kerne, deren Ursprung nicht vollständig verstanden ist; Obwohl bekannt ist, dass Indium-113 direkt in den s- und r-Prozessen (schneller Neutroneneinfang) und auch als Tochter von sehr langlebigem Cadmium-113 hergestellt wird, das eine Halbwertszeit von etwa acht Billiarden Jahren hat, Dies kann nicht alle Indium-113 erklären.[42][43]

Indium ist mit etwa 50 ppb das 68. am häufigsten vorkommende Element in der Erdkruste. Dies ähnelt der Krustenfülle von Silber, Wismut und Quecksilber. Es bildet sehr selten seine eigenen Mineralien oder kommt in elementarer Form vor. Weniger als 10 Indiummineralien wie Roquesit (CuInS)2) bekannt sind und keine in ausreichenden Konzentrationen für eine wirtschaftliche Extraktion auftreten.[44] Stattdessen ist Indium normalerweise ein Spurenbestandteil häufigerer Erzmineralien wie Sphalerit und Chalkopyrit.[45][46] Aus diesen kann es beim Schmelzen als Nebenprodukt gewonnen werden.[47] Während die Anreicherung von Indium in diesen Lagerstätten im Verhältnis zu seiner Krustenhäufigkeit hoch ist, reicht es zu aktuellen Preisen nicht aus, die Gewinnung von Indium als Hauptprodukt zu unterstützen.[44]

Es gibt unterschiedliche Schätzungen für die Mengen an Indium, die in den Erzen anderer Metalle enthalten sind.[48][49] Diese Mengen sind jedoch ohne Abbau der Wirtsmaterialien nicht extrahierbar (siehe Produktion und Verfügbarkeit). Somit wird die Verfügbarkeit von Indium grundsätzlich durch die bestimmt Bewertung bei dem diese Erze gewonnen werden und nicht ihre absolute Menge. Dies ist ein Aspekt, der in der aktuellen Debatte häufig vergessen wird, z. B. von der Graedel-Gruppe in Yale bei ihren Kritikalitätsbewertungen.[50] Erklärung der paradoxerweise niedrigen Erschöpfungszeiten, die einige Studien zitieren.[51][47]

Produktion und Verfügbarkeit[edit]

Weltproduktionstrend[52]

Indium entsteht ausschließlich als Nebenprodukt bei der Verarbeitung der Erze anderer Metalle. Sein Hauptquellenmaterial sind sulfidische Zinkerze, wo es hauptsächlich von Sphalerit beherbergt wird.[47] Geringfügige Mengen werden wahrscheinlich auch aus sulfidischen Kupfererzen gewonnen. Während des Röstlaugungs-Elektrogewinnungsprozesses des Zinkschmelzens reichert sich Indium in den eisenreichen Rückständen an. Aus diesen kann es auf verschiedene Arten extrahiert werden. Es kann auch direkt aus den Prozesslösungen gewonnen werden. Die weitere Reinigung erfolgt durch Elektrolyse.[53] Der genaue Vorgang hängt von der Funktionsweise der Schmelze ab.[7][47]

Aufgrund seines Nebenproduktstatus wird die Indiumproduktion durch die Menge der jährlich gewonnenen sulfidischen Zink- (und Kupfer-) Erze eingeschränkt. Daher muss die Verfügbarkeit im Hinblick auf das Versorgungspotenzial erörtert werden. Das Versorgungspotential eines Nebenprodukts ist definiert als die Menge, die aus seinen Wirtsmaterialien wirtschaftlich extrahierbar ist pro Jahr unter aktuellen Marktbedingungen (dh Technologie und Preis).[54] Reserven und Ressourcen sind für Nebenprodukte nicht relevant, da sie kann nicht unabhängig von den Hauptprodukten extrahiert werden.[47] Jüngste Schätzungen gehen davon aus, dass das Versorgungspotential von Indium aus sulfidischen Zinkerzen mindestens 1.300 t / Jahr und aus sulfidischen Kupfererzen 20 t / Jahr beträgt.[47] Diese Zahlen liegen deutlich über der aktuellen Produktion (655 t im Jahr 2016).[55] Somit wird eine wesentliche zukünftige Steigerung der Nebenproduktproduktion von Indium ohne signifikante Erhöhung der Produktionskosten oder des Preises möglich sein. Der durchschnittliche Indiumpreis im Jahr 2016 betrug US$240 / kg nach unten von US$705 / kg im Jahr 2014.[56]

China ist ein führender Indiumproduzent (290 Tonnen im Jahr 2016), gefolgt von Südkorea (195 t), Japan (70 t) und Kanada (65 t).[55] Die Teck Resources-Raffinerie in Trail, British Columbia, ist ein großer Indiumproduzent aus einer Hand mit einer Produktion von 32,5 Tonnen im Jahr 2005, 41,8 Tonnen im Jahr 2004 und 36,1 Tonnen im Jahr 2003.

Der weltweite Hauptverbrauch an Indium ist die LCD-Produktion. Die Nachfrage stieg von Ende der 1990er Jahre bis 2010 rapide an, da LCD-Computermonitore und Fernsehgeräte immer beliebter wurden und nun 50% des Indiumverbrauchs ausmachen.[57] Höhere Produktionseffizienz und Recycling (insbesondere in Japan) halten ein Gleichgewicht zwischen Angebot und Nachfrage aufrecht. Laut UNEP liegt die Recyclingrate von Indium am Ende der Lebensdauer unter 1%.[58]

Anwendungen[edit]

Ein vergrößertes Bild eines LCD-Bildschirms mit RGB-Pixeln. Einzelne Transistoren sind im unteren Teil als weiße Punkte zu sehen.

Im Jahr 1924 wurde festgestellt, dass Indium eine geschätzte Eigenschaft zur Stabilisierung von Nichteisenmetallen besitzt, und dies wurde die erste bedeutende Verwendung für das Element.[59] Die erste großtechnische Anwendung für Indium war die Beschichtung von Lagern in Hochleistungsflugmotoren während des Zweiten Weltkriegs zum Schutz vor Beschädigung und Korrosion. Dies ist keine wesentliche Verwendung des Elements mehr.[53] Neue Anwendungen wurden in schmelzbaren Legierungen, Loten und Elektronik gefunden. In den 1950er Jahren wurden winzige Indiumperlen für die Emitter und Kollektoren von PNP-Legierungsübergangstransistoren verwendet. Mitte und Ende der 1980er Jahre erregte die Entwicklung von Indiumphosphid-Halbleitern und Indium-Zinnoxid-Dünnfilmen für Flüssigkristallanzeigen (LCD) großes Interesse. Bis 1992 war die Dünnschichtanwendung die größte Endanwendung geworden.[60][61]

Indium (III) oxid und Indiumzinnoxid (ITO) werden als transparente leitfähige Beschichtung auf Glassubstraten in Elektrolumineszenzplatten verwendet.[62] Indiumzinnoxid wird als Lichtfilter in Niederdruck-Natriumdampflampen eingesetzt. Die Infrarotstrahlung wird zurück in die Lampe reflektiert, was die Temperatur in der Röhre erhöht und die Leistung der Lampe verbessert.[61]

Indium hat viele halbleiterbezogene Anwendungen. Einige Indiumverbindungen wie Indiumantimonid und Indiumphosphid,[63] sind Halbleiter mit nützlichen Eigenschaften: Ein Vorläufer ist normalerweise Trimethylindium (TMI), das auch als Halbleiter-Dotierstoff in II-VI-Verbindungshalbleitern verwendet wird.[64] InAs und InSb werden für Niedertemperaturtransistoren und InP für Hochtemperaturtransistoren verwendet.[53] Die Verbindungshalbleiter InGaN und InGaP werden in Leuchtdioden (LEDs) und Laserdioden eingesetzt.[65] Indium wird in der Photovoltaik als Halbleiter-Kupfer-Indium-Gallium-Selenid (CIGS) verwendet, auch CIGS-Solarzellen genannt, eine Art Dünnschichtsolarzelle der zweiten Generation.[66] Indium wird in PNP-Bipolartransistoren mit Germanium verwendet: Beim Löten bei niedriger Temperatur belastet Indium das Germanium nicht.[53]

Ein Video über die Indiumlunge, eine Krankheit, die durch Indiumexposition verursacht wird

Indiumdraht wird als Vakuumdichtung und Wärmeleiter in Kryotechnik- und Ultrahochvakuumanwendungen verwendet, beispielsweise in Fertigungsanwendungen wie Dichtungen, die sich verformen, um Lücken zu füllen.[67] Indium ist ein Bestandteil des Gallium-Indium-Zinn-Legierungs-Galinstans, das bei Raumtemperatur flüssig ist und in einigen Thermometern Quecksilber ersetzt.[68] Andere Indiumlegierungen mit Wismut, Cadmium, Blei und Zinn, die höhere, aber immer noch niedrige Schmelzpunkte (zwischen 50 und 100 ° C) aufweisen, werden in Sprinkleranlagen und Wärmereglern verwendet.[53]

Indium ist einer von vielen Ersatzstoffen für Quecksilber in Alkalibatterien, um zu verhindern, dass das Zink korrodiert und Wasserstoffgas freisetzt.[69] Einige Zahnamalgamlegierungen werden mit Indium versetzt, um die Oberflächenspannung des Quecksilbers zu verringern und weniger Quecksilber und eine leichtere Amalgamierung zu ermöglichen.[70]

Indiums hoher Neutroneneinfangquerschnitt für thermische Neutronen macht es für die Verwendung in Steuerstäben für Kernreaktoren geeignet, typischerweise in einer Legierung aus 80% Silber, 15% Indium und 5% Cadmium.[71] In der Nukleartechnik sind die (n, n ‘) Reaktionen von 113In und 115In werden verwendet, um Größen von Neutronenflüssen zu bestimmen.[72]

Im Jahr 2009 entdeckten Professor Mas Subramanian und Mitarbeiter der Oregon State University, dass Indium mit Yttrium und Mangan kombiniert werden kann, um ein intensiv blaues, ungiftiges, inertes, lichtbeständiges Pigment, YInMn blue, zu bilden, das erste neue blaue Pigment, das im Jahr 200 entdeckt wurde Jahre.[73]

Biologische Rolle und Vorsichtsmaßnahmen[edit]

Indium spielt in keinem Organismus eine metabolische Rolle. Ähnlich wie Aluminiumsalze können Indium (III) -Ionen bei Injektion durch Injektion für die Niere toxisch sein.[75] Indiumzinnoxid und Indiumphosphid schädigen das Lungen- und Immunsystem, vorwiegend durch ionisches Indium.[76] Obwohl hydratisiertes Indiumoxid beim Injizieren mehr als vierzigmal so giftig ist, gemessen an der Menge des eingeführten Indiums.[75] Radioaktives Indium-111 (in sehr geringen Mengen auf chemischer Basis) wird in nuklearmedizinischen Tests als Radiotracer verwendet, um die Bewegung von markierten Proteinen und weißen Blutkörperchen im Körper zu verfolgen.[77][78] Indiumverbindungen werden beim Verschlucken meist nicht und beim Einatmen nur mäßig resorbiert; Sie neigen dazu, vorübergehend in den Muskeln, der Haut und den Knochen gespeichert zu werden, bevor sie ausgeschieden werden, und die biologische Halbwertszeit von Indium beträgt beim Menschen etwa zwei Wochen.[79]

Menschen können am Arbeitsplatz durch Einatmen, Verschlucken, Hautkontakt und Augenkontakt Indium ausgesetzt sein. Die Indiumlunge ist eine Lungenerkrankung, die durch pulmonale alveoläre Proteinose und Lungenfibrose gekennzeichnet ist und erstmals 2003 von japanischen Forschern beschrieben wurde. Stand 2010Es wurden 10 Fälle beschrieben, obwohl mehr als 100 Indiumarbeiter Atemstörungen dokumentiert hatten.[80] Das Nationale Institut für Sicherheit und Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz hat eine empfohlene Expositionsgrenze (REL) von 0,1 mg / m festgelegt3 über einen achtstündigen Arbeitstag.[81]

Siehe auch[edit]

Verweise[edit]

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Quellen[edit]

Externe Links[edit]


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