Ir |
L'iridium
(symbole : Ir) est l'élément chimique de numéro atomique 77 dans
le tableau périodique des éléments. Il appartient au groupe du
platine et est l'un des métaux de transition les plus denses et les plus
rares. L'iridium est remarquable pour sa résistance à la corrosion, sa
dureté extrême et sa conductivité électrique élevée. Utilisations
:
• Catalyseurs.
- L'iridium est utilisé comme catalyseur notamment dans la production
d'ammoniac,
la conversion du monoxyde de carbone en dioxyde de carbone (dans les pots
catalytiques des voitures), et dans diverses réactions d'hydrogénation.
• Électrodes.
- En raison de sa résistance à la corrosion et de sa conductivité électrique
élevée, l'iridium est utilisé dans la fabrication d'électrodes pour
les applications électrochimiques (électrodes de décomposition de l'eau,
par exemple).
• Applications
électroniques. - L'iridium est utilisé dans les contacts électriques
haute performance.
• Applications
médicales. - En raison de sa biocompatibilité et de sa résistance
à la corrosion, l'iridium est utilisé dans certains dispositifs médicaux
implantables, tels que les stimulateurs cardiaques et les électrodes cérébrales
pour le traitement d'affections neurologiques.
• Bijouterie
et horlogerie. - L'iridium est parfois utilisé dans la fabrication
de bijoux et de montres de haute qualité en raison de sa dureté et de
sa résistance à la corrosion. Il est allié avec d'autres métaux précieux
tels que l'or ou le platine. Il peut aussi être utilisé pour les pointes
de stylos à encre.
• Applications
spatiales. - En raison de sa résistance aux températures extrêmes
et à la corrosion, l'iridium est utilisé dans certains composants des
satellites et des vaisseaux spatiaux.
Numéro
atomique
Masse
atomique (uma)
Point
d'ébullition (°C)*
Point
de fusion (°C)
Masse
volumique (g/cm3)*
Structure
électronique*
Degrés
d'oxydation |
77
192,2
5300*
2454
22,5*
(Xe)4f145d76s2
2,
3, 4, 6 |
|
-
La
couche d'iridium à la limite Crétacé-Tertiaire.
Un fait remarquable
concernant l'iridium est l'existence d'une couche de ce métal trouvée
dans la limite géologique entre le Crétacé
et le Tertiaire (connue sous le nom de
limite K-T) dans de nombreux endroits à travers le monde. Cette couche,
relativement mince par rapport à l'ensemble de la colonne géologique,
généralement de l'ordre de quelques millimètres à quelques centimètres
d'épaisseur, s'interprête comme le dépôt à peu près uniforme sur
toute la planète de particules d'iridium, il y a environ 66 millions d'années.
Cette couche d'iridium est principalement composée d'iridium métallique,
bien que d'autres éléments et composés puissent également être présents.
Cette concentration élevée d'iridium est inhabituelle par rapport aux
autres couches géologiques.
La découverte de
la couche d'iridium à la limite géologique entre le Crétacé et le Tertiaire
(K-T) est associée au physicien Luis Alvarez, lauréat du prix Nobel,
et à son fils, le géologue Walter Alvarez. En 1979, Luis Alvarez, Walter
Alvarez et leurs collaborateurs Frank Asaro et Helen Michel ont publié
un article dans la revue Science dans lequel ils ont rapporté la
découverte d'une concentration anormalement élevée d'iridium dans une
couche sédimentaire datant de la limite K-T. Les Alvarez ont réalisé
des études géologiques dans plusieurs sites à travers le monde, notamment
dans la carrière de Gubbio en Italie, où ils ont observé cette concentration
d'iridium. Ils ont également identifié cette couche dans d'autres endroits,
ce qui a renforcé leur conclusion selon laquelle cette concentration anormale
d'iridium était probablement due à l'impact d'un astéroïde ou d'une
comète, il y a environ 66 millions d'annaées.
L'iridium
est un élément relativement rare sur Terre, mais il est abondant dans
certains types de météorites. L'impact d'un
météorite ou d'un noyau cométaire de grande
taille avec la Terre peut avoir libéré une quantité énorme d'énergie,
provoquant un cataclysme avec des effets dévastateurs sur l'environnement,
et généré un énorme panache de poussière et de débris qui a pu obscurcir
le ciel pendant des mois voire des années, bloquant la lumière solaire
et entraînant un refroidissement climatique global. Cela aurait entraîné
des conditions environnementales extrêmement difficiles pour de nombreuses
formes de vie.
De là , l'hypothèse
proposée par Luis Alvarez de l'impact d'un grand astéroïde ou d'une
comète avec la Terre comme cause de cette extinction massive à la fin
du Crétacé, qui avu la disparition notamment des dinosaures
non aviens. Une théorie a initialement très controversée, mais qui a
depuis été largement acceptée par la communauté scientifique à la
lumière de preuves supplémentaires.
Les
sources de l'iridium.
L'iridium est un
métal rare et précieux, et son extraction est principalement réalisée
comme un sous-produit de l'extraction de platine et de nickel. Quelques-unes
des principales sources d'extraction de l'iridium :
• Mines
de platine. - L'iridium est souvent extrait en association avec le
platine dans les mines où il se trouve sous forme de sperrylite (sulfure
de platine) et de cooperite (sulfure de palladium-platine). Les principaux
pays producteurs de platine sont l'Afrique du
Sud, la Russie, le Zimbabwe
et le Canada.
+ La
sperrylite
est un minéral de sulfure de platine naturel (PtAs2)
qui est souvent associé à des dépôts de platinoïdes.
Bien que principalement composée de platine, elle peut également contenir
de petites quantités d'iridium.
+ La cooperite
est un autre minéral de sulfure de platine (PtS) qui se trouve dans certains
gisements de platinoïdes. Comme la sperrylite, elle peut contenir des
traces d'iridium en plus du platine et du palladium.
+ La braggite
est un minéral complexe de sulfure de platine qui peut contenir des proportions
variables de platine, palladium, iridium, rhodium
et ruthénium. Elle est souvent associée Ã
des gisements de sulfures de nickel et de cuivre
riches en métaux du groupe du platine.
+ Le laurite
est un autre minéral de sulfure de platine (RuS2)
qui peut contenir des proportions variables de rhodium, ruthénium et iridium,
en plus du platine. Il peut être trouvé dans des gisements de nickel
et de cuivre riches en métaux du groupe du platine.
• Mines de nickel.
- L'iridium est également obtenu en tant que sous-produit dans les gisements
de sulfures de nickel. Les minerais de nickel
contiennent souvent des quantités variables d'iridium, ainsi que d'autres
métaux du groupe du platine. Les principaux pays producteurs de nickel
incluent l'Indonésie, les Philippines,
la Russie et le Canada.
L'extraction de l'iridium
est un processus complexe et coûteux en raison de sa rareté et de sa
dispersion dans les minerais de platinoïdes et de nickel. De plus, les
impacts environnementaux associés à l'extraction de ces métaux précieux
sont également une considération importante dans l'industrie minière.
En raison de sa rareté et de sa valeur, une partie significative de l'iridium
utilisé dans diverses industries est récupérée et recyclée à partir
de produits en fin de vie, tels que des catalyseurs automobiles, des équipements
électroniques et des déchets industriels.
Les
principaux composés de l'iridium.
L'iridium est un
élément polyvalent qui peut former de nombreux composés, bien que la
plupart soient moins courants que ceux des autres métaux du groupe du
platine. Exemples :
• Oxydes.
- L'iridium forme notamment l'oxyde d'iridium(III) (Ir2O3)
et l'oxyde d'iridium(IV) (IrO2). Ces composés peuvent
être utilisés par exemple en tant que catalyseurs.
• Chlorures.
- Parmi les chlorures d'iridium on peut signaler le chlorure d'iridium
(III) (IrCl3) et le chlorure d'iridium (IV) (IrCl4).
Ces composés peuvent être utilisés en chimie organométallique et en
catalyse.
• Complexes
organométalliques. - L'iridium est largement utilisé dans la synthèse
de complexes organométalliques. Ces complexes peuvent inclure des ligands
tels que le cyclopentadiényle (Cp) ou la phosphine. Certains de ces complexes
sont utilisés comme catalyseurs dans des réactions de polymérisation
ou des réactions d'hydrogénation.
• Carbures.
- L'iridium forme également des carbures, comme l'iridium monocarbure
(IrC) et l'iridium dicarbure (IrC2). Ces composés
peuvent être utilisés dans des applications de revêtement et dans la
fabrication de matériaux céramiques.
L'iridium est souvent
allié avec d'autres métaux du groupe du platine, tels que le platine,
le palladium et le rhodium, pour former des alliages précieux. Ces alliages
sont utilisés dans diverses applications, y compris la bijouterie, l'électronique
et les applications médicales. |
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