(dal greco
osmé: odore). Chim. - Elemento chimico di numero
atomico 76, peso atomico 190,2 e simbolo
Os. Fu scoperto nel 1804,
insieme con l'iridio, da S. Tennant nei residui di estrazione del platino; il
suo nome deriva dal fatto che la sua anidride, che si forma facilmente all'aria,
ha lo stesso odore del sottossido di cloro Cl
2O. Nella tavola
periodica si colloca nell'ottavo gruppo e nel sesto periodo; è
abitualmente considerato un metallo della triade del platino (
o., iridio,
platino). Presenta forti analogie con il suo omologo superiore, il rutenio, ma
anche con l'iridio. È un elemento molto raro nella crosta terrestre;
è dello stesso ordine di rarità del platino, dell'oro, del
palladio e del tellurio, ed è circa 30 volte meno abbondante dell'uranio.
║
Proprietà fisiche: l'
o. si presenta come un metallo
di colore grigio-ferro con riflessi bluastri, con un peso specifico molto alto
(22,57 a 20 °C); è l'elemento del sistema periodico che presenta la
massima densità. Fonde a circa 2.700 °C e bolle a circa 5.300
°C; è quindi un metallo refrattario. Altre sue proprietà
fisiche sono raccolte nella seguente tabella:
Calore specifico a 20 °C (cal/g)
|
0,0299
|
Calore di fusione (kcal/g-atomo)
|
6,4
|
Energia di prima ionizzazione (kcal/g-mole)
|
182
|
Conducibilità elettrica a 20 °C
(µΩ1)
|
0,11
|
Raggio atomico (Å)
|
1,35
|
Raggio ionico, valenza + 4 (Å)
|
0,67
|
Volume atomico
|
8,43
|
Elettronegatività di Pauling
|
2,2
|
Questo elemento, che presenta la massima densità (circa 3
volte quella del ferro), ha come struttura cristallina la cosiddetta
esagonale closed packed, tipica di molti metalli. L'
o. presenta
sette isotopi stabili, qui di seguito riportati (tra parentesi le abbondanze
relative):
184Os (0,018%),
186Os (1,59%),
187Os
(1,64%),
188Os (13,3%),
189Os (16,1%),
190Os
(26,4%),
192Os (41,0%). ║
Proprietà chimiche: dal
punto di vista chimico l'
o. rientra fra i non-metalli (o metalloidi)
piuttosto che fra i metalli. Il suo comportamento chimico è estremamente
complesso; esso presenta tutte le valenze da 0 a 8 e in alcuni casi anche la -2.
A temperatura ambiente non è attaccato se compatto; se finemente
suddiviso è invece ossidato parzialmente ad anidride OsO
4,
composto molto volatile, dal caratteristico odore di ozono molto tossico. Se
scaldato a 400 °C volatilizza facilmente in corrente d'aria o di ossigeno
per formazione dell'anidride. L'
o. è un metallo nobile: la
tensione normale di idrogeno per la reazione Os/Os
8 è di 0,85
Volt. Non è quindi attaccato dagli acidi non ossidanti né a freddo
né a caldo, compreso l'acido solforico; è aggredito invece
facilmente dall'acqua regia, dall'acido nitrico, clorico e perclorico che lo
ossidano prima ad anidride osmica OsO
4. La soda e la potassa caustica
a caldo, in presenza di ossidanti, lo attaccano con formazione di
osmiati
del tipo K
2OsO
4. ║
Proprietà
meccaniche: le proprietà meccaniche dell'
o. non sono ancora
del tutto note, data la sua rarità e lo scarso interesse che presenta
allo stato puro. Prove eseguite su un campione fuso all'arco elettrico hanno
mostrato la grande durezza di 800 Vickers e un modulo di elasticità di
circa 57.000 kg/mm (quasi tre volte quello di un acciaio). La difficoltà
di ottenere misure delle proprietà meccaniche è dovuta anche alla
mancanza completa di lavorabilità dell'
o. Esso deve
necessariamente essere foggiato per fusione o per sinterizzazione; l'unica
lavorazione meccanica possibile all'utensile si riduce ad una molatura alla mola
diamantata. ║
Composti chimici: i due composti principali con
l'ossigeno sono il
biossido OsO
2 e il
tetrossido
OsO
4, detto anche
anidride osmica. Questa si forma per
semplice riscaldamento all'aria; è molto volatile (fonde a 40 °C e
bolle a 104 °C) e tossica, quindi si deve porre molta attenzione nel
riscaldare l'
o. in presenza di ossigeno o altro ossidante. Si tratta di
un composto stabile, che si scioglie in acqua senza dare soluzione acida; in
presenza di basi può dare invece gli osmiati del tipo
K
2OsO
4 o altri sali. L'anidride osmica viene utilizzata in
istologia in quanto presenta la proprietà di essere ridotta
selettivamente dai grassi ad OsO
2, nero (mentre la OsO
4
è giallastra), colorandoli quindi selettivamente. Viene preparata anche
per l'analisi quantitativa dell'
o. Con acido cloridrico concentrato
dà, invece, una soluzione di
acido esacloro-osmico
H
2OsCl
6. Con il cloro i composti più stabili sono
il
dicloruro OsCl
2, verde e deliquescente; il
tricloruro OsCl
3, di colore bruno, che si decompone sopra i
560 °C; il
tetracloruro OsCl
4, che forma aghi
giallo-arancio che si decompongono a contatto con acqua. Con il fluoro i
principali composti sono l'
esafluoruro OsF
6, che si presenta
come un solido giallo-verde che fonde a 32 °C, e il
pentafluoruro
OsF
5 che si presenta come un solido verde che fonde a 70 °C,
dando un liquido verde ma che diventa azzurro a 225 °C. Non è ben
noto il
tetrafluoruro OsF
4, mentre è discussa
l'esistenza di un fluoruro OsF
8 con l'
o. ottavalente. Con lo
zolfo il principale composto è il
solfuro OsS
2, un
solido bruno scuro. ║
Produzione e usi: l'
o. è un
sottoprodotto che si ottiene nella produzione del platino. Nella raffinazione
del platino nativo si recupera in forma di
lega o.-iridio; si può
quindi procedere con l'utilizzo della lega stessa (eventualmente con qualche
correzione di composizione) oppure con il recupero di
o. puro per via
umida. L'
o. viene impiegato in applicazioni particolari (quali la
fabbricazione di pennini di penne stilografiche, punte per fonografi, piccoli
alberi per strumenti di misura o apparecchiature di grande precisione, contatti
elettrici striscianti, ecc.), grazie all'elevata resistenza alla corrosione e
all'abrasione. Come metallo, finemente suddiviso, è utilizzabile anche
come catalizzatore di reazioni organiche (ad esempio, di idrogenazione). Lo
stesso impiego hanno alcuni dei suoi composti.