INDIUM: PENEMUAN, STRUKTUR, SIFAT, ISOTOP, PENGGUNAAN, RISIKO - KIMIA - 2025

The indium adalah logam milik kelompok 13 dari tabel periodik dan memiliki simbol kimia In. Nomor atomnya adalah 49, ₄₉ In, dan terjadi di alam sebagai dua isotop: ¹¹³ In dan ¹¹⁵ In, isotop terakhir adalah yang paling melimpah. Atom indium ditemukan di bumi sebagai kotoran dalam mineral seng dan timbal.

Ini adalah logam tertentu, karena paling lembut yang dapat disentuh tanpa banyak risiko kesehatan; tidak seperti litium dan rubidium, yang akan sangat membakar kulit saat bereaksi dengan kelembapannya. Sepotong indium dapat dipotong dengan pisau dan dipatahkan dengan kekuatan jari, menghasilkan bunyi berderak yang khas.

Sepotong logam indium. Sumber: Gambar Elemen Kimia Resolusi Tinggi

Siapapun yang mendengar nama logam ini pasti akan teringat di India, namun namanya berasal dari warna indigo, yang diamati saat uji nyala dilakukan. Dalam pengertian ini ia sangat mirip dengan kalium, membakar logam atau senyawanya dengan nyala api yang sangat khas, di mana indium terdeteksi untuk pertama kalinya dalam mineral sfalerit.

Indium berbagi banyak kualitas kimia dengan aluminium dan galium, terjadi di sebagian besar senyawanya dengan bilangan oksidasi +3 (Dalam ³⁺ ). Ini menggabungkan sangat baik dengan paduan pembentuk galium dengan titik leleh rendah, salah satunya adalah galinstan.

Aplikasi indium didasarkan pada pelapisan bahan dengan paduannya, menjadikannya konduktif secara elektrik dan fleksibel. Orang India menutupi beberapa gelas untuk membuatnya lebih bersinar, menggantikan perak. Dalam dunia teknologi, orang India ditemukan pada LCD dan layar sentuh.

Penemuan

Pada tahun 1863, kimiawan Jerman Ferdinand Reich sedang mencari jejak unsur talium, melalui garis hijau spektrum emisinya, dalam mineral seng; khususnya sampel sphalerite (ZnS) dari sekitar Saxony. Setelah memanggang mineral, menghilangkan kandungan sulfurnya, mencernanya dalam asam klorida, dan menyaring seng klorida, ia memperoleh endapan berwarna jerami.

Menghadapi penemuan tersebut, Reich memutuskan untuk melakukan analisis spektroskopi; tetapi karena dia tidak memiliki mata yang baik untuk mengamati warna, dia meminta bantuan rekannya Hieronymus Theodor Richter dalam tugas ini. Richter adalah orang yang mengamati garis spektral kebiruan, yang tidak sesuai dengan spektrum elemen lain.

Kedua ahli kimia Jerman dihadapkan pada unsur baru, yang disebut Indian karena warna nyala api nila ketika senyawanya dibakar; dan selanjutnya, nama warna ini berasal dari kata Latin indicum yang berarti India.

Setahun kemudian, pada tahun 1864, bersemangat dan setelah serangkaian pengendapan dan pemurnian yang berkepanjangan, mereka mengisolasi sampel indium logam dengan elektrolisis garam terlarutnya dalam air.

Struktur Indian

Atom indium, In, bergabung menggunakan elektron valensinya untuk membentuk ikatan logam. Jadi, mereka akhirnya diatur dalam kristal yang berpusat pada tubuh dengan struktur tetragonal yang terdistorsi. Interaksi antara atom-atom In-In yang bersebelahan dalam kristal relatif lemah, yang menjelaskan mengapa indium memiliki titik leleh yang rendah (156 ºC).

Di sisi lain, gaya yang bergabung dengan dua atau lebih kristal indium juga tidak kuat, jika tidak, gaya tersebut tidak akan berpindah satu sama lain, memberikan karakteristik kelembutan pada logam.

Properti

Penampilan fisik

Ini adalah logam perak yang sangat lembut. Ini dapat robek dengan tekanan kuku, dipotong dengan pisau, atau tergores dalam garis mengkilap di selembar kertas. Bahkan mungkin untuk mengunyah dan merusak bentuknya dengan gigi Anda, asalkan diratakan. Selain itu, sangat ulet dan mudah dibentuk, memiliki sifat plastik.

Ketika orang India dipanaskan dengan obor, ia mengeluarkan nyala api berwarna nila, bahkan lebih terang dan lebih berwarna daripada kalium.

Masa molar

114,81 g / mol

Titik lebur

156,60 ºC

Titik didih

2072 ° C.

Seperti galium, indium memiliki kisaran suhu yang lebar antara titik leleh dan titik didihnya. Hal ini mencerminkan fakta bahwa interaksi In-In dalam cairan lebih kuat daripada interaksi yang terjadi pada kaca; dan karena itu setetes indium lebih mudah diperoleh daripada uapnya.

Massa jenis

Pada suhu kamar: 7,31 g / cm ³

Tepat di titik leleh: 7,02 g / cm ³

Elektronegativitas

1,78 pada skala Pauling

Energi ionisasi

Pertama: 558,3 kJ / mol

Kedua: 1820,7 kJ / mol

Ketiga: 2704 kJ / mol

Konduktivitas termal

81,8 W / (m K)

Resistivitas listrik

83,7 nΩm

Kekerasan Mohs

1,2. Ini hanya sedikit lebih keras dari bedak (jangan bingung antara ketangguhan dengan ketangguhan).

Reaktivitas

Indium larut dalam asam membentuk garam, tetapi tidak larut dalam larutan basa, bahkan dengan kalium hidroksida panas. Bereaksi dalam kontak langsung dengan sulfur, oksigen, dan halogen.

Indium relatif amfoter, tetapi berperilaku lebih seperti basa daripada asam, larutan berairnya sedikit basa. Dalam (OH) ₃ dilarutkan kembali dengan penambahan lebih banyak basa, menimbulkan kompleks indiates, In (OH) ₄ ^- , seperti yang terjadi dengan aluminat.

Konfigurasi elektronik

Konfigurasi elektron indium adalah sebagai berikut:

4d ¹⁰ 5s ² 5p ¹

Dari ketiga belas elektron tersebut, tiga orbital 5s dan 5p terakhir adalah elektron valensi. Dengan ketiga elektron ini, atom indium membentuk ikatan metalik mereka, seperti halnya aluminium dan galium, dan membentuk ikatan kovalen dengan atom lain.

Bilangan oksidasi

Hal tersebut di atas berfungsi untuk memahami bahwa indium mampu kehilangan tiga elektron valensinya, atau memperoleh lima elektron menjadi isoelektronik pada gas mulia xenon.

Jika dalam suatu senyawa kita berasumsi bahwa ia telah kehilangan tiga elektronnya, ia akan tetap sebagai kation trivalen dalam ³⁺ (dalam analogi Al ³⁺ dan Ga ³⁺ ) dan, oleh karena itu, bilangan oksidasinya menjadi +3. Sebagian besar senyawa indium adalah In (III).

Di antara bilangan oksidasi lain yang ditemukan untuk indium kami memiliki: -5 (Dalam ^5- ), -2 (Dalam ^2- ), -1 (Dalam ^- ), +1 (Dalam ⁺ ) dan +2 (Dalam ²⁺ ).

Beberapa contoh senyawa In (I) adalah: InF, InCl, InBr, InI dan In ₂ O.Semuanya merupakan senyawa yang relatif jarang, sedangkan In (III) adalah senyawa yang dominan: In (OH) ₃ , In ₂ O ₃ , InCl ₃ , InF ₃ , dll.

Dalam (I) senyawa adalah agen pereduksi yang kuat, di mana In ⁺ menyumbangkan dua elektron ke spesies lain menjadi In ³⁺ .

Isotop

Indium terdapat di alam sebagai dua isotop: ¹¹³ In dan ¹¹⁵ In, yang kelimpahan terestrial masing-masing adalah 4,28% dan 95,72%. Oleh karena itu, di Bumi kita memiliki lebih banyak atom ¹¹⁵ In daripada yang kita miliki ¹¹³ In. The ¹¹⁵ Dalam memiliki setengah - hidup 4,41 × 10 ¹⁴ tahun begitu besar sehingga hampir dianggap stabil, meskipun radioisotop.

Saat ini, sebanyak 37 isotop buatan indium telah dibuat, semuanya bersifat radioaktif dan sangat tidak stabil. Dari semuanya, yang paling stabil adalah ¹¹¹ In, yang memiliki waktu paruh 2,8 hari.

Aplikasi

Paduan

Orang India rukun dengan galium. Kedua logam tersebut membentuk paduan yang meleleh pada suhu rendah, tampak seperti cairan perak, yang digantikan merkuri dalam beberapa aplikasinya. Demikian juga, indium juga mudah bercampur, memiliki kelarutan 57% dalam merkuri.

Paduan Indium digunakan untuk mendesain cermin perak tanpa memerlukan perak. Saat dituangkan ke permukaan bahan apa pun, ia bertindak sebagai pengikat, sehingga pelat kaca, logam, kuarsa, dan keramik dapat disatukan.

elektronik

Tanpa India, layar sentuh tidak akan pernah ada. Sumber: Pxhere.

Indium juga cocok dengan germanium, jadi senyawanya ditambahkan sebagai dopan ke germanium nitrida dalam LED, menghasilkan cahaya biru, ungu, dan hijau dari campuran ini. Itu juga merupakan bagian dari transistor, termistor dan sel fotovoltaik.

Senyawa terpentingnya adalah indium timah oksida, yang digunakan sebagai lapisan pada kaca untuk memantulkan beberapa panjang gelombang. Hal ini memungkinkannya untuk digunakan dalam kacamata las, dan kaca pencakar langit sehingga tidak menjadi panas di dalamnya.

Kacamata yang dilapisi oksida ini adalah konduktor listrik yang baik; seperti itu datang dari jari kita. Dan itulah mengapa ini ditujukan untuk pembuatan layar sentuh, suatu aktivitas yang lebih terkini saat ini karena munculnya lebih banyak smartphone.

Resiko

Indium tidak mewakili risiko apa pun terhadap lingkungan pada awalnya, karena ion In ³⁺ -nya tidak tersebar dalam jumlah yang cukup besar. Tidak ada informasi mengenai apa yang akan berdampak pada tanah, mempengaruhi tanaman, dan baik pada fauna maupun laut.

Di dalam tubuh, tidak diketahui apakah ion In ³⁺ memiliki peran penting dalam metabolisme dalam jumlah kecil. Namun, ketika senyawanya tertelan, mereka berbahaya bagi berbagai organ, itulah sebabnya mereka dianggap zat yang sangat beracun.

Faktanya, partikel ITO (Indium Tin Oxide), yang penting untuk pembuatan layar untuk komputer dan smartphone, dapat berdampak negatif pada kesehatan pekerja, menyebabkan penyakit yang disebut paru-paru Indium.

Partikel-partikel ini tertelan terutama melalui penghirupan dan melalui kontak melalui kulit dan mata.

Di sisi lain, partikel logam indium halus rentan terbakar dan menyebabkan kebakaran jika berada di dekat sumber panas.

Referensi

1. Menggigil & Atkins. (2008). Kimia anorganik. (Edisi keempat). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Indium. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
3. Dr Doug Stewart. (2020). Fakta Elemen Indium. Diperoleh dari: chemicool.com
4. Editor Encyclopaedia Britannica. (20 Januari 2020). Indium. Encyclopædia Britannica. Diperoleh dari: britannica.com
5. Habashi F. (2013) Sifat Indium, Fisik dan Kimia. Dalam: Kretsinger RH, Uversky VN, Permyakov EA (eds) Ensiklopedia Metalloprotein. Springer, New York, NY
6. Pusat Nasional untuk Informasi Bioteknologi. (2020). Indium. Basis Data PubChem., CID = 5359967. Diperoleh dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. Kimberly Uptmor. (2020). Untuk Apa Indium Digunakan Dalam Kehidupan Sehari-hari? Belajar. Diperoleh dari: study.com
8. Hines, CJ, Roberts, JL, Andrews, RN, Jackson, MV, & Deddens, JA (2013). Penggunaan dan paparan pekerjaan terhadap indium di Amerika Serikat. Jurnal kebersihan pekerjaan dan lingkungan, 10 (12), 723-733. doi: 10.1080 / 15459624.2013.836279