Indium adalah logam keperakan berkilat yang sangat lembut dan lembut sehingga ia boleh tercalar dengan kuku dan membongkok ke dalam hampir semua bentuk. Secara semulajadi, indium agak jarang dan hampir selalu dijumpai sebagai unsur surih dalam mineral lain - terutamanya dalam zink dan plumbum - yang biasanya diperolehi sebagai hasil sampingan. Anggarannya yang banyak di kerak Bumi ialah 0.1 bahagian per juta (ppm) - sedikit lebih banyak daripada perak atau merkuri, menurut Royal Society of Chemistry.
Indium mempunyai titik lebur yang rendah untuk logam: 313.9 darjah Fahrenheit (156.6 darjah Celcius). Pada apa pun di atas suhu ini, ia terbakar dengan api ungu atau indigo. Nama Indium berasal dari cahaya indigo cemerlang yang ditunjukkan dalam spektroskop.
Hanya fakta
- Nombor atom (bilangan proton dalam nukleus): 49
- Simbol atom (pada jadual berkala unsur-unsur): Dalam
- Berat atom (purata jisim atom): 114.8.8
- Ketumpatan: 7.31 gram per sentimeter padu
- Fasa pada suhu bilik: Pepejal
- Titik lebur: 313.88 darjah F (156.6 darjah C)
- Titik didih: 3,761.6 F (2,072 C)
- Bilangan isotop (atom unsur yang sama dengan bilangan neutron yang berbeza): 35 yang separuh hayat diketahui; 1 stabil; 2 secara semula jadi berlaku
- Isotop yang paling biasa: In-115
Discovery
Indium ditemui pada 1863 oleh ahli kimia Jerman Ferdinand Reich di Freiberg School of Mines di Jerman. Reich sedang mengkaji sampel gabungan mineral zink yang dia fikir mungkin mengandungi unsur thallium yang baru ditemui. Setelah memanggang bijih untuk mengeluarkan kebanyakan sulfur, dia menggunakan asid hidroklorik ke bahan-bahan lain. Dia kemudiannya memerhatikan keadaan padat kekuningan. Dia mengesyaki hal ini dapat menjadi sulfida unsur baru, tetapi karena ia buta warna, ia meminta sesama ahli kimia Jerman Hieronium T. Richter untuk memeriksa spektrum sampel. Richter mencatatkan garis berwarna ungu yang cemerlang, yang tidak sepadan dengan garis spektral unsur yang diketahui.
Bekerja bersama, kedua-dua saintis mengasingkan sampel elemen baru dan mengumumkan penemuannya. Mereka menamakan elemen baru indium, selepas perkataan Latin indicum, yang bermaksud ungu. Malangnya, hubungan mereka berubah menjadi masam apabila Reich mengetahui bahawa Richter telah mendakwa penemu itu, menurut Royal Society of Chemistry (RSC).
Kegunaan
Lebih dari satu abad selepas penemuan indium, unsur itu masih dalam keadaan tidak jelas kerana tiada siapa tahu apa yang perlu dilakukan dengannya. Hari ini, indium sangat penting untuk ekonomi dunia dalam bentuk indium tin oxide (ITO). Ini kerana ITO masih menjadi bahan terbaik untuk memenuhi keperluan yang semakin meningkat untuk LCD (paparan kristal cecair) dalam skrin sentuh, TV skrin rata dan panel solar.
ITO mempunyai beberapa sifat yang menjadikannya sempurna untuk paparan panel LCD dan lain-lain yang lain: Ia telus; menjalankan elektrik; berpegang teguh kepada kaca; menahan kakisan; dan secara kimia dan mekanikal stabil.
ITO juga biasa digunakan untuk membuat lapisan nipis untuk kaca dan cermin. Apabila dilapisi kaca depan pesawat atau kereta, contohnya, ITO membolehkan kaca itu menjadi de-ais atau de-kabus, dan ia dapat mengurangkan keperluan penghawa dingin.
Permintaan yang semakin meningkat untuk LCD telah meningkatkan harga indium dalam beberapa tahun kebelakangan ini, menurut RSC. Walau bagaimanapun, kecekapan kitar semula dan pengilangan telah membantu mewujudkan keseimbangan yang baik antara penawaran dan permintaan.
Indium biasanya digunakan untuk membuat aloi dan sering dirujuk sebagai "vitamin logam," yang bermaksud bahawa tahap indium kecil boleh membuat perbezaan drastik dalam aloi, menurut RSC. Contohnya, menambahkan sedikit indium kepada aloi emas dan platinum menjadikannya lebih sukar. Aloi indium digunakan untuk menampung galas motor berkelajuan tinggi dan permukaan logam lain. Aloi lebur rendah juga digunakan dalam kepala pemercik, pautan pintu kebakaran, dan plag fusible.
Logam indium kekal lembut dan lembut pada suhu yang sangat rendah, menjadikannya sempurna untuk digunakan dalam alat yang diperlukan dalam keadaan yang sangat sejuk, seperti pam kriogenik dan sistem vakum yang tinggi. Kualiti unik yang lain adalah kelenturannya, menjadikannya sangat berguna sebagai solder.
Indium digunakan dalam pembuatan pelbagai peralatan elektrik seperti penerus (peranti yang menukar arus berselang-seli menjadi satu langsung), termistor (resistor elektrik bergantung pada suhu) dan fotokonduktor (peranti yang meningkatkan kekonduksian elektrik apabila terdedah kepada cahaya).
Sumber & kelimpahan
Indium jarang ditemui bersifat tidak berstruktur dan biasanya terdapat dalam bijih zink, besi, plumbum dan tembaga. Ia adalah elemen ke-61 yang paling biasa di kerak Bumi dan sekitar tiga kali lebih banyak berbanding perak atau merkuri, menurut Suruhanjaya Geologi A.S. (USGS). Dianggarkan membentuk sekitar 0.1 bahagian sejuta (ppm) di kerak Bumi. Berat, indium dianggarkan 250 bahagian per bilion (ppb), menurut Chemicool. Indium semulajadi adalah campuran isotop I-115 (95.72 peratus) dan I-113 (4.28 peratus), menurut Ensiklopedia Britannica.
Kebanyakan indium komersial berasal dari Kanada dan sekitar 75 tan setahun. Rizab logam dianggarkan melebihi 1,500 tan. Tanah yang dibudidayakan kadang-kadang didapati lebih kaya di indium daripada tanah yang tidak ditanam dengan beberapa tahap setinggi 4 ppm, menurut Lenntech.
Siapa tahu?
- Logam indium melepaskan "menjerit" tinggi apabila bengkok. Sama seperti "tangisan timah," jeritan ini terdengar lebih seperti bunyi retak.
- Indium mirip galium dengan mudahnya membuat kaca dan sangat berguna untuk membuat aloi lebur rendah. Satu aloi yang terdiri daripada indium 24 peratus dan gali 76 peratus adalah cecair pada suhu bilik.
- Aplikasi indium berskala besar pertama adalah salutan untuk bantalan dalam enjin pesawat berprestasi tinggi dalam Perang Dunia II, menurut USGS.
- Spesimen logam indium yang tidak terkumpul telah ditemui di rantau Rusia, menurut Lenntech.
Bateri yang lebih baik
Salutan indium boleh membawa kepada bateri litium yang lebih berkuasa dan tahan lama yang boleh dipertahankan lagi, menurut satu kajian yang diterbitkan dalam jurnal Angewandte Chemie. Salutan indium akan menawarkan lithium yang lebih seragam semasa mengecas, menimbulkan sebarang reaksi sampingan negatif dan meningkatkan penyimpanan.
Bateri lithium-ion adalah jenis bateri boleh dicas semula yang biasa digunakan dalam teknologi mudah alih, seperti telefon bimbit dan komputer riba. Semasa pelepasan, ion lithium bergerak dari elektrod negatif (anoda) ke elektrod positif (katod). Semasa bateri dicas, ion litium bergerak ke arah yang bertentangan - elektrod negatif menjadi katod, dan elektrod positif menjadi anod.
Pada masa ini, bateri lithium-ion menggunakan anoda yang terbuat dari grafit yang digunakan untuk menyimpan lithium apabila bateri dikenakan. Alternatif lain untuk menggunakan grafit adalah anoda logam - seperti lithium metal - yang boleh menawarkan kapasiti penyimpanan lebih besar. Walau bagaimanapun, masalah utama dengan menggunakan anod metalik ialah terdapat pemendapan yang tidak rata logam semasa bateri sedang dicas. Ini membawa kepada pembentukan dendrites (jisim kristal dengan struktur cawangan seperti cawangan). Selepas penggunaan yang berpanjangan, dendrit ini berkembang begitu besar sehingga mereka litar pintas bateri.
Satu lagi masalah dengan anod logam adalah bahawa ia menyebabkan reaksi sampingan yang tidak diingini antara elektrod logam reaktif dan elektrolit (bahan yang membolehkan aliran elektrik mengalir antara elektrod positif dan negatif). Reaksi ini dapat mengurangkan umur bateri dengan ketara.
Penyelidik dari Institut Politeknik Rensselaer dan Cornell University telah memperkenalkan alternatif baru: salutan litium dalam penyelesaian garam indium. Lapisan indium adalah seragam dan penyembuhan diri apabila elektrod digunakan. Komposisi kimianya tetap sama, dan ia tetap utuh semasa kitaran caj / pelepasan, mencegah reaksi sampingan, menurut siaran akhbar kajian dalam Science Daily. Dendrites juga dihapuskan, membolehkan permukaan tetap licin dan padat.
