Iridium

Iridium, ₇₇Ir ⓘ

Iridium
Aussprache	/ɪˈrɪdiəm/ (irr-ID-ee-əm)
Erscheinungsbild	silbrig-weiß
Standard-Atomgewicht Ar°(Ir)	192.217±0.002 192,22±0,01 (verkürzt)
Iridium im Periodensystem
Wasserstoff Helium Lithium Beryllium Bor Kohlenstoff Stickstoff Sauerstoff Fluor Neon Natrium Magnesium Aluminium Silizium Phosphor Schwefel Chlor Argon Kalium Kalzium Scandium Titan Vanadium Chrom Mangan Eisen Kobalt Nickel Kupfer Zink Gallium Germanium Arsen Selen Brom Krypton Rubidium Strontium Yttrium Zirkonium Niob Molybdän Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silber Cadmium Indium Zinn Antimon Tellur Jod Xenon Cäsium Barium Lanthan Cer Praseodym Neodym Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantal Wolfram Rhenium Osmium Iridium Platin Gold Quecksilber (Element) Thallium Blei Wismut Polonium Astat Radon Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uran Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson Rh ↑ Ir ↓ Mt Osmium ← Iridium → Platin
Ordnungszahl (Z)	77
Gruppe	Gruppe 9
Periode	Periode 6
Block	d-Block
Elektronen-Konfiguration	[[[Xenon|Xe]]] 4f14 5d7 6s2
Elektronen pro Schale	2, 8, 18, 32, 15, 2
Physikalische Eigenschaften
Phase bei STP	fest
Schmelzpunkt	2719 K (2446 °C, 4435 °F)
Siedepunkt	4403 K (4130 °C, 7466 °F)
Dichte (nahe r.t.)	22,56 g/cm3
in flüssigem Zustand (bei mittlerem Druck)	19 g/cm3
Schmelzwärme	41,12 kJ/mol
Verdampfungswärme	564 kJ/mol
Molare Wärmekapazität	25,10 J/(mol-K)
Verdampfungsdruck P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k bei T (K) 2713 2957 3252 3614 4069 4659
Atomare Eigenschaften
Oxidationsstufen	−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7, +8, +9
Elektronegativität	Pauling-Skala: 2,20
Ionisierungsenergien	1.: 880 kJ/mol 2.: 1600 kJ/mol
Atomradius	empirisch: 136 pm
Kovalenter Radius	141±6 pm
Spektrallinien von Iridium
Sonstige Eigenschaften
Natürliches Vorkommen	primordial
Kristallstruktur	kubisch-flächenzentriert (fcc)
Schallgeschwindigkeit dünner Stab	4825 m/s (bei 20 °C)
Thermische Ausdehnung	6,4 µm/(m⋅K)
Wärmeleitfähigkeit	147 W/(m⋅K)
Elektrischer Widerstand	47,1 nΩ⋅m (bei 20 °C)
Magnetische Ordnung	paramagnetisch
Molare magnetische Suszeptibilität	+25,6 × 10-6 cm3/mol (298 K)
Elastizitätsmodul	528 GPa
Schermodul	210 GPa
Elastizitätsmodul	320 GPa
Poissonzahl	0.26
Mohs-Härte	6.5
Vickers-Härte	1760-2200 MPa
Brinell-Härte	1670 MPa
CAS-Nummer	7439-88-5
Geschichte
Entdeckung und erste Isolierung	Smithson Tennant (1803)
Hauptisotope von Iridium
Isotop Häufigkeit Halbwertszeit (t1/2) Zerfallsart Produkt 188Ir syn 1.73 d ε 188Os 189Ir syn 13.2 d ε 189Os 190Ir syn 11.8 d ε 190Os 191Ir 37.3% stabil 192Ir syn 73.827 d β− 192Pt ε 192Os 192m2Ir syn 241 y IT 192Ir 193Ir 62.7% stabil 193mIr syn 10.5 d IT 193Ir 194Ir syn 19.3 h β− 194Pt 194m2Ir syn 171 d IT 194Ir

Iridium ist ein chemisches Element mit dem Symbol Ir und der Ordnungszahl 77. Es ist ein sehr hartes, sprödes, silbrig-weißes Übergangsmetall der Platingruppe und gilt als das zweitdichteste natürlich vorkommende Metall (nach Osmium) mit einer Dichte von 22,56 g/cm³ (0,815 lb/cu in), wie durch experimentelle Röntgenkristallographie bestimmt. Es ist eines der korrosionsbeständigsten Metalle, selbst bei Temperaturen von bis zu 2.000 °C (3.630 °F). Die Korrosionsbeständigkeit ist jedoch nicht absolut messbar; obwohl nur bestimmte geschmolzene Salze und Halogene auf festes Iridium korrosiv wirken, ist fein verteilter Iridiumstaub viel reaktiver und kann entflammbar sein, während Goldstaub nicht entflammbar ist, aber von Substanzen angegriffen werden kann, denen Iridium widersteht, wie z. B. Königswasser. ⓘ

Iridium wurde 1803 unter den unlöslichen Verunreinigungen in natürlichem Platin entdeckt. Smithson Tennant, der erste Entdecker, benannte es nach der griechischen Göttin Iris, der Personifizierung des Regenbogens, wegen der auffälligen und vielfältigen Farben seiner Salze. Iridium ist eines der seltensten Elemente in der Erdkruste, mit einer jährlichen Produktion und einem Verbrauch von nur 3 Tonnen (6,6 Tausend Pfund). ¹⁹¹Ir und ¹⁹³Ir sind die einzigen beiden natürlich vorkommenden Isotope des Iridiums sowie die einzigen stabilen Isotope; letzteres ist das häufiger vorkommende. ⓘ

Die wichtigsten Iridiumverbindungen sind die Salze und Säuren, die es mit Chlor bildet. Iridium bildet aber auch eine Reihe von metallorganischen Verbindungen, die in der industriellen Katalyse und in der Forschung verwendet werden. Iridiummetall wird verwendet, wenn eine hohe Korrosionsbeständigkeit bei hohen Temperaturen erforderlich ist, wie bei Hochleistungszündkerzen, Tiegeln für die Rekristallisation von Halbleitern bei hohen Temperaturen und Elektroden für die Herstellung von Chlor im Chloralkaliprozess. Iridium-Radioisotope werden in einigen radioisotopischen thermoelektrischen Generatoren verwendet. ⓘ

Iridium kommt in Meteoriten in viel größerer Menge vor als in der Erdkruste. Aus diesem Grund führte der ungewöhnlich hohe Iridiumgehalt in der Tonschicht an der Kreide-Paleogen-Grenze zur Alvarez-Hypothese, wonach der Einschlag eines massiven außerirdischen Objekts das Aussterben der Dinosaurier und vieler anderer Arten vor 66 Millionen Jahren verursachte, wovon heute bekannt ist, dass es durch den Einschlag verursacht wurde, der den Chicxulub-Krater bildete. Auch eine Iridium-Anomalie in Bohrkernen aus dem Pazifischen Ozean deutet auf den Einschlag von Eltanin vor etwa 2,5 Millionen Jahren hin. ⓘ

Man geht davon aus, dass die Gesamtmenge an Iridium auf dem Planeten Erde viel höher ist als die in den Gesteinen der Erdkruste beobachtete, aber wie bei anderen Platingruppenmetallen haben die hohe Dichte und die Tendenz von Iridium, sich mit Eisen zu verbinden, dazu geführt, dass das meiste Iridium unter die Kruste gesunken ist, als der Planet jung und noch geschmolzen war. ⓘ

Iridium ist ein chemisches Element mit dem Symbol Ir und der Ordnungszahl 77. Es zählt zu den Übergangsmetallen, im Periodensystem steht es in der Gruppe 9 (in der älteren Zählung Teil der 8. Nebengruppe) oder Cobaltgruppe. Das sehr schwere, harte, spröde, silber-weiß glänzende Edelmetall aus der Gruppe der Platinmetalle gilt als das korrosionsbeständigste Element. Unter 0,11 Kelvin wechselt es in einen supraleitfähigen Zustand über. ⓘ

Merkmale

Physikalische Eigenschaften

Eine Feinunze (31,1035 Gramm) durch Lichtbogenschmelze gewonnenes Iridium ⓘ

Iridium gehört zu den Platingruppenmetallen und ist weiß, ähnlich wie Platin, jedoch mit einem leichten Gelbstich. Aufgrund seiner Härte, Sprödigkeit und seines sehr hohen Schmelzpunkts lässt sich festes Iridium nur schwer maschinell bearbeiten, formen oder verarbeiten; daher wird es in der Regel pulvermetallurgisch hergestellt. Es ist das einzige Metall, das an der Luft bei Temperaturen über 1.600 °C (2.910 °F) gute mechanische Eigenschaften behält. Es hat den zehnthöchsten Siedepunkt aller Elemente und wird bei Temperaturen unter 0,14 K (-273,010 °C; -459,418 °F) ein Supraleiter. ⓘ

Der Elastizitätsmodul von Iridium ist der zweithöchste aller Metalle und wird nur von Osmium übertroffen. Zusammen mit einem hohen Schermodul und einem sehr niedrigen Wert für die Poissonzahl (Verhältnis zwischen Längs- und Querdehnung) deutet dies auf eine hohe Steifigkeit und Verformungsbeständigkeit hin, die die Herstellung nützlicher Komponenten sehr schwierig macht. Trotz dieser Einschränkungen und der hohen Kosten von Iridium haben sich eine Reihe von Anwendungen entwickelt, bei denen die mechanische Festigkeit ein wesentlicher Faktor für einige der extrem harten Bedingungen in der modernen Technologie ist. ⓘ

Die gemessene Dichte von Iridium ist nur geringfügig niedriger (um etwa 0,12 %) als die von Osmium, dem dichtesten bekannten Metall. Aufgrund des geringen Dichteunterschieds und der Schwierigkeiten bei der genauen Messung herrschte Unklarheit darüber, welches der beiden Elemente dichter ist. Mit zunehmender Genauigkeit der für die Dichteberechnung verwendeten Faktoren ergaben röntgenkristallografische Daten jedoch Dichten von 22,56 g/cm³ (0,815 lb/cu in) für Iridium und 22,59 g/cm³ (0,816 lb/cu in) für Osmium. ⓘ

Chemische Eigenschaften

Iridium ist das korrosionsbeständigste bekannte Metall: Es wird von fast keiner Säure, Königswasser, geschmolzenen Metallen oder Silikaten bei hohen Temperaturen angegriffen. Es kann jedoch von einigen geschmolzenen Salzen, wie Natriumcyanid und Kaliumcyanid, sowie von Sauerstoff und den Halogenen (insbesondere Fluor) bei höheren Temperaturen angegriffen werden. Iridium reagiert bei Atmosphärendruck auch direkt mit Schwefel und bildet Iridiumdisulfid. ⓘ

Verbindungen

Oxidationsstufen ⓘ
−3	[Ir(CO) 3]3−
−1	[Ir(CO) 3(PPh 3)]−
0	Ir 4(CO) 12
+1	[Ir(CO)Cl(PPh 3) 2]
+2	IrCp 2
+3	IrCl 3
+4	IrO 2
+5	Ir 4F 20
+6	IrF 6
+7	[(η2 -O 2)IrO 2]+
+8	IrO 4
+9	[IrO 4]+

Iridium bildet Verbindungen in Oxidationsstufen zwischen -3 und +9; die häufigsten Oxidationsstufen sind +3 und +4. Gut charakterisierte Beispiele für die hohe Oxidationsstufe +6 sind selten, umfassen aber IrF
₆ und zwei Mischoxide Sr
₂MgIrO
₆ und Sr
₂CaIrO
₆. Darüber hinaus wurde 2009 berichtet, dass Iridium(VIII)-oxid (IrO
₄) unter Matrixisolierungsbedingungen (6 K in Ar) durch UV-Bestrahlung eines Iridium-Peroxo-Komplexes hergestellt wurde. Es ist jedoch nicht zu erwarten, dass diese Spezies bei höheren Temperaturen als Massenfeststoff stabil ist. Die höchste Oxidationsstufe (+9), die auch die höchste für ein Element ist, ist nur in einem Kation bekannt, IrO⁺
₄; es ist nur als Gasphasenspezies bekannt und kann keine Salze bilden. ⓘ

Iridiumdioxid, IrO
₂, ein blauschwarzer Feststoff, ist das einzige gut charakterisierte Oxid von Iridium. Ein Sesquioxyd, Ir
₂O
₃, ist als blauschwarzes Pulver beschrieben worden, das durch HNO zu IrO
₂ durch HNO
₃. Die entsprechenden Disulfide, Diselenide, Sesquisulfide und Sesquiselenide sind bekannt, und IrS
₃ wurde ebenfalls berichtet. Iridium bildet auch Iridate mit den Oxidationsstufen +4 und +5, wie z. B. K
₂IrO
₃ und KIrO
₃, die durch die Reaktion von Kaliumoxid oder Kaliumsuperoxid mit Iridium bei hohen Temperaturen hergestellt werden können. ⓘ

Obwohl keine binären Hydride von Iridium, Ir
_xH
_y bekannt sind, sind Komplexe bekannt, die IrH4-
₅ und IrH3-
₆ enthalten, in denen Iridium die Oxidationsstufen +1 bzw. +3 aufweist. Das ternäre Hydrid Mg
₆Ir
₂H
₁₁ enthält vermutlich sowohl das IrH4-
₅ und das 18-Elektronen-IrH5-
₄-Anion enthalten. ⓘ

Es sind keine Monohalogenide oder Dihalogenide bekannt, während Trihalogenide, IrX
₃, für alle Halogene bekannt sind. Für die Oxidationsstufen +4 und darüber sind nur das Tetrafluorid, Pentafluorid und Hexafluorid bekannt. Iridiumhexafluorid, IrF
₆, ist ein flüchtiger und hochreaktiver gelber Feststoff, der aus oktaedrischen Molekülen besteht. Es zersetzt sich in Wasser und wird zu IrF
₄, einem kristallinen Feststoff, durch Iridiumschwarz reduziert. Iridiumpentafluorid hat ähnliche Eigenschaften, ist aber eigentlich ein Tetramer, Ir
₄F
₂₀, das aus vier über Eck angeordneten Oktaedern besteht. Iridiummetall löst sich in geschmolzenen Alkalimetallcyaniden und bildet das Ir(CN)3-
₆ (Hexacyanoiridat)-Ion. ⓘ

Vaskas Komplex ⓘ

Hexachloroirid-(IV)-Säure, H
₂IrCl
₆, und sein Ammoniumsalz sind aus industrieller Sicht die wichtigsten Iridiumverbindungen. Sie werden bei der Reinigung von Iridium und als Vorstufen für die meisten anderen Iridiumverbindungen sowie bei der Herstellung von Anodenbeschichtungen verwendet. Das IrCl2-
₆-Ion hat eine intensive dunkelbraune Farbe und lässt sich leicht zu dem helleren IrCl3-
₆ und umgekehrt. Iridiumtrichlorid, IrCl
₃, kann in wasserfreier Form durch direkte Oxidation von Iridiumpulver mit Chlor bei 650 °C oder in hydratisierter Form durch Auflösen von Ir
₂O
₃ in Salzsäure gewonnen werden kann, wird häufig als Ausgangsmaterial für die Synthese anderer Ir(III)-Verbindungen verwendet. Eine weitere Verbindung, die als Ausgangsmaterial verwendet wird, ist Ammoniumhexachloroiridat(III), (NH
₄)
₃IrCl
₆. Iridium(III)-Komplexe sind diamagnetisch (Low-Spin) und haben im Allgemeinen eine oktaedrische Molekülgeometrie. ⓘ

Organoiridiumverbindungen enthalten Iridium-Kohlenstoff-Bindungen, bei denen das Metall in der Regel in niedrigeren Oxidationsstufen vorliegt. Die Oxidationsstufe Null findet sich zum Beispiel in Tetrairidiumdodecacarbonyl, Ir
₄(CO)
₁₂, dem häufigsten und stabilsten binären Carbonyl von Iridium. In dieser Verbindung ist jedes der Iridiumatome an die anderen drei gebunden und bildet einen tetraedrischen Cluster. Einige metallorganische Ir(I)-Verbindungen sind so bemerkenswert, dass sie nach ihren Entdeckern benannt wurden. Eine davon ist der Komplex von Vaska, IrCl(CO)[P(C
₆H
₅)
₃]
₂, der die ungewöhnliche Eigenschaft hat, sich an das Dioxygenmolekül O
₂. Ein anderer ist der Katalysator von Crabtree, ein homogener Katalysator für Hydrierungsreaktionen. Bei beiden Verbindungen handelt es sich um quadratische, planare d⁸-Komplexe mit insgesamt 16 Valenzelektronen, was ihre Reaktivität erklärt. ⓘ

Ein organisches LED-Material auf Iridium-Basis wurde dokumentiert und erwies sich als viel heller als DPA oder PPV, so dass es in Zukunft die Grundlage für flexible OLED-Beleuchtung bilden könnte. ⓘ

Isotope

Iridium hat zwei natürlich vorkommende, stabile Isotope, ¹⁹¹Ir und ¹⁹³Ir, mit einer natürlichen Häufigkeit von 37,3 % bzw. 62,7 %. Außerdem wurden mindestens 37 Radioisotope synthetisiert, deren Massenzahl von 164 bis 202 reicht. ¹⁹²Ir, das zwischen den beiden stabilen Isotopen liegt, ist mit einer Halbwertszeit von 73,827 Tagen das stabilste Radioisotop und findet Anwendung in der Brachytherapie und in der industriellen Radiographie, insbesondere bei der zerstörungsfreien Prüfung von Stahlschweißnähten in der Öl- und Gasindustrie; Iridium-192-Quellen waren in eine Reihe von radiologischen Unfällen verwickelt. Drei weitere Isotope haben Halbwertszeiten von mindestens einem Tag - ¹⁸⁸Ir, ¹⁸⁹Ir und ¹⁹⁰Ir. Isotope mit einer Masse unter 191 zerfallen durch eine Kombination von β⁺-Zerfall, α-Zerfall und (selten) Protonenemission, mit Ausnahme von ¹⁸⁹Ir, das durch Elektroneneinfang zerfällt. Synthetische Isotope, die schwerer als 191 sind, zerfallen durch β-Zerfall, obwohl ¹⁹²Ir auch einen kleinen Elektroneneinfang-Zerfallspfad hat. Alle bekannten Isotope des Iridiums wurden zwischen 1934 und 2008 entdeckt, wobei die jüngsten Entdeckungen 200-202Ir sind. ⓘ

Es wurden mindestens 32 metastabile Isomere charakterisiert, deren Massenzahl von 164 bis 197 reicht. Das stabilste dieser Isomere ist ^192m2Ir, das durch isomeren Übergang mit einer Halbwertszeit von 241 Jahren zerfällt und damit stabiler ist als alle synthetischen Isotope des Iridiums in ihrem Grundzustand. Das am wenigsten stabile Isomer ist ^190m3Ir mit einer Halbwertszeit von nur 2 μs. Das Isotop ¹⁹¹Ir war das erste Isotop eines Elements, bei dem ein Mössbauer-Effekt nachgewiesen werden konnte. Dies macht es für die Mössbauer-Spektroskopie in der Forschung in den Bereichen Physik, Chemie, Biochemie, Metallurgie und Mineralogie nützlich. ⓘ

¹⁹²Ir eignet sich wegen seiner Gammastrahlung mit einer Energie von etwa 550 keV (Kiloelektronenvolt) für die Durchstrahlungsprüfung von Bauteilen. Bei Werkstücken mit einer Wanddicke von über 20 mm wird meistens auf dieses Isotop zurückgegriffen (normativ geregelt, siehe z. B. DIN EN ISO 5579). ⓘ

Für die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung (ZfP) ist der Iridiumstrahler meistens in Form einer 2–3 mm großen Tablette in einem Strahlerhalter eingeschweißt, und dieser ist in einem verschließbaren Typ-B-Arbeitsbehälter untergebracht, der zur Abschirmung der Gammastrahlung mit abgereichertem Uran ausgekleidet ist. ⓘ

Arbeitsbehälter für Iridiumstrahler haben folgende Abmessungen: 20 cm lang, 10 cm breit und 15 cm hoch. Das Gewicht beträgt auf Grund des Uranmantels je nach Aktivität etwa 13 bis 20 kg. ⓘ

→ Liste der Iridium-Isotope ⓘ

Geschichte

Iridium (altgriechisch ἰριοειδής irio-eides „regenbogenartig“ nach der Vielfarbigkeit seiner Verbindungen) wurde 1804 in London von Smithson Tennant zusammen mit Osmium entdeckt. Beim Auflösen von Rohplatin in Königswasser befanden sich beide Platinmetalle im unlöslichen schwarzen Rückstand. Die Farbvielfalt der Iridiumsalze inspirierte Tennant zu dem Namen Iridium. Das „Urkilogramm“ sowie das „Urmeter“ bestehen aus einer Iridiumlegierung; beide werden seit 1898 in Paris im Bureau International des Poids et Mesures aufbewahrt. ⓘ

Platin-Gruppe

Die griechische Göttin Iris, nach der Iridium benannt wurde. ⓘ

Die Entdeckung des Iridiums ist eng mit der des Platins und der anderen Metalle der Platingruppe verknüpft. Das von den alten Äthiopiern und den südamerikanischen Kulturen verwendete einheimische Platin enthielt immer einen kleinen Anteil der anderen Platingruppenmetalle, darunter auch Iridium. Nach Europa gelangte Platin als Platina ("Silberstein"), das im 17. Jahrhundert von den spanischen Eroberern in einer Region gefunden wurde, die heute als Departamento Chocó in Kolumbien bekannt ist. Die Entdeckung, dass es sich bei diesem Metall nicht um eine Legierung bekannter Elemente, sondern um ein eigenständiges neues Element handelt, erfolgte erst 1748. ⓘ

Entdeckung

Chemiker, die Platin untersuchten, lösten es in Königswasser (einer Mischung aus Salz- und Salpetersäure) auf, um lösliche Salze herzustellen. Dabei blieb immer ein kleiner dunkler, unlöslicher Rückstand zurück. Joseph Louis Proust vermutete, dass es sich bei diesem Rückstand um Graphit handelte. Die französischen Chemiker Victor Collet-Descotils, Antoine François, comte de Fourcroy, und Louis Nicolas Vauquelin beobachteten 1803 ebenfalls den schwarzen Rückstand, konnten aber nicht genügend Material für weitere Experimente gewinnen. ⓘ

Im Jahr 1803 analysierte der britische Wissenschaftler Smithson Tennant (1761-1815) den unlöslichen Rückstand und kam zu dem Schluss, dass er ein neues Metall enthalten müsse. Vauquelin behandelte das Pulver abwechselnd mit Alkali und Säuren und erhielt ein flüchtiges neues Oxid, von dem er annahm, dass es sich um dieses neue Metall handelte, das er Ptene nannte, nach dem griechischen Wort πτηνός ptēnós, "geflügelt". Tennant, der den Vorteil einer viel größeren Menge an Rückständen hatte, setzte seine Forschungen fort und identifizierte die beiden bisher unentdeckten Elemente Iridium und Osmium in den schwarzen Rückständen. Er erhielt dunkelrote Kristalle (wahrscheinlich aus Na
₂[IrCl
₆]-nH
₂O) durch eine Abfolge von Reaktionen mit Natriumhydroxid und Salzsäure. Er benannte Iridium nach Iris (Ἶρις), der griechischen geflügelten Göttin des Regenbogens und Botin der olympischen Götter, da viele der von ihm gewonnenen Salze stark gefärbt waren. Die Entdeckung der neuen Elemente wurde in einem Brief an die Royal Society am 21. Juni 1804 dokumentiert. ⓘ

Metallverarbeitung und Anwendungen

Der britische Wissenschaftler John George Children war der erste, der 1813 mit Hilfe der (damals) größten galvanischen Batterie, die je konstruiert wurde", eine Probe von Iridium schmolz. Der erste, der hochreines Iridium gewann, war Robert Hare im Jahr 1842. Er stellte fest, dass es eine Dichte von etwa 21,8 g/cm³ (0,79 lb/cu in) hat, und bemerkte, dass das Metall nahezu unzerstörbar und sehr hart ist. Das erste Schmelzen in nennenswerter Menge gelang Henri Sainte-Claire Deville und Jules Henri Debray im Jahr 1860. Sie benötigten dazu die Verbrennung von mehr als 300 Litern (79 US gal) von reinem O
₂ und H
2-Gas für jeweils 1 Kilogramm Iridium. ⓘ

Diese extremen Schwierigkeiten beim Schmelzen des Metalls schränkten die Möglichkeiten zur Verarbeitung von Iridium ein. John Isaac Hawkins war auf der Suche nach einer feinen und harten Spitze für Füllfederhalter und schaffte es 1834, einen Goldfederhalter mit Iridiumspitze herzustellen. 1880 gelang es John Holland und William Lofland Dudley, Iridium durch Zugabe von Phosphor zu schmelzen, und sie ließen das Verfahren in den Vereinigten Staaten patentieren; das britische Unternehmen Johnson Matthey erklärte später, dass es ein ähnliches Verfahren bereits seit 1837 anwendete und geschmolzenes Iridium bereits auf mehreren Weltausstellungen präsentiert hatte. Die erste Verwendung einer Legierung aus Iridium und Ruthenium in Thermoelementen wurde 1933 von Otto Feussner vorgenommen. Diese ermöglichten die Messung hoher Temperaturen in der Luft bis zu 2.000 °C (3.630 °F). ⓘ

1957 entdeckte Rudolf Mössbauer in München, Deutschland, in einem Experiment, das als einer der "Meilensteine der Physik des 20. Jahrhunderts" bezeichnet wird, die resonante und rückstoßfreie Emission und Absorption von Gammastrahlen durch Atome in einer festen Metallprobe, die nur ¹⁹¹Ir enthält. Dieses Phänomen, das als Mössbauer-Effekt bekannt ist (der inzwischen auch bei anderen Kernen wie ⁵⁷Fe beobachtet wurde) und als Mössbauer-Spektroskopie weiterentwickelt wurde, hat wichtige Beiträge zur Forschung in den Bereichen Physik, Chemie, Biochemie, Metallurgie und Mineralogie geleistet. Mössbauer erhielt 1961 den Nobelpreis für Physik, im Alter von 32 Jahren, nur drei Jahre nach der Veröffentlichung seiner Entdeckung. Im Jahr 1986 wurde Rudolf Mössbauer für seine Leistungen mit der Albert-Einstein-Medaille und der Elliot-Cresson-Medaille geehrt. ⓘ

Vorkommen

Iridium ist eines der am seltensten vorkommenden Elemente in der Erdkruste. ⓘ

Der Willamette-Meteorit, der sechstgrößte in der Welt gefundene Meteorit, enthält 4,7 ppm Iridium. ⓘ

Iridium gehört zu den neun am wenigsten häufig vorkommenden stabilen Elementen in der Erdkruste und hat einen durchschnittlichen Massenanteil von 0,001 ppm im Krustengestein; Platin kommt 10-mal häufiger vor, Gold 40-mal häufiger und Silber und Quecksilber 80-mal häufiger. Tellur kommt etwa so häufig vor wie Iridium. Im Gegensatz zu seinem geringen Vorkommen in Krustengestein ist Iridium in Meteoriten mit Konzentrationen von 0,5 ppm oder mehr relativ häufig. Man geht davon aus, dass die Gesamtkonzentration von Iridium auf der Erde viel höher ist als die in den Gesteinen der Erdkruste, aber aufgrund der Dichte und des siderophilen ("eisenliebenden") Charakters von Iridium ist es unter die Kruste und in den Erdkern gesunken, als der Planet noch geschmolzen war. ⓘ

Iridium kommt in der Natur als ungebundenes Element oder in natürlichen Legierungen vor, insbesondere in Iridium-Osmium-Legierungen, Osmiridium (Osmium-reich) und Iridosmium (Iridium-reich). In den Nickel- und Kupferlagerstätten kommen die Platingruppenmetalle als Sulfide (z. B. (Pt,Pd)S), Telluride (z. B. PtBiTe), Antimonide (PdSb) und Arsenide (z. B. PtAs
₂). In all diesen Verbindungen ist Platin durch eine geringe Menge Iridium und Osmium ausgetauscht. Wie alle Platingruppenmetalle kommt auch Iridium in der Natur in Legierungen mit Rohnickel oder Rohkupfer vor. Es ist eine Reihe von iridiumdominanten Mineralien bekannt, bei denen Iridium das artenbildende Element ist. Sie sind äußerst selten und stellen oft die Iridium-Analoga der oben genannten Minerale dar. Beispiele hierfür sind Irarsit und Cuproiridsit, um nur einige zu nennen. ⓘ

In der Erdkruste findet sich Iridium in höchsten Konzentrationen in drei Arten von geologischen Strukturen: magmatische Ablagerungen (Intrusionen der Kruste von unten), Einschlagskrater und Ablagerungen, die aus einer der erstgenannten Strukturen entstanden sind. Die größten bekannten Primärvorkommen befinden sich im Bushveld-Eruptionskomplex in Südafrika (in der Nähe der größten bekannten Einschlagstruktur, der Vredefort-Einschlagstruktur), aber auch die großen Kupfer-Nickel-Lagerstätten bei Norilsk in Russland und das Sudbury-Becken (ebenfalls ein Einschlagkrater) in Kanada sind bedeutende Iridium-Quellen. Kleinere Vorkommen befinden sich in den Vereinigten Staaten. Iridium kommt auch in sekundären Lagerstätten vor, die zusammen mit Platin und anderen Platingruppenmetallen in Schwemmland vorkommen. Die von den präkolumbianischen Völkern genutzten Schwemmlandvorkommen im Departement Chocó in Kolumbien sind nach wie vor eine Quelle für Platingruppenmetalle. Bis 2003 wurden die weltweiten Reserven noch nicht geschätzt. ⓘ

Marine Ozeanographie

Iridium kommt in Meeresorganismen, Sedimenten und in der Wassersäule vor. Die Häufigkeit von Iridium in Meerwasser und Organismen ist relativ gering, da es nicht ohne weiteres Chloridkomplexe bildet. Die Häufigkeit in Organismen beträgt etwa 20 Teile pro Billion, also etwa fünf Größenordnungen weniger als in Sedimentgestein an der Kreide-Paläogen-Grenze (K-T). Die Iridiumkonzentration im Meerwasser und in Meeressedimenten hängt von der Sauerstoffanreicherung im Meer, der Temperatur des Meerwassers und verschiedenen geologischen und biologischen Prozessen ab. ⓘ

Iridium in Sedimenten kann aus kosmischem Staub, Vulkanen, Ausfällungen aus dem Meerwasser, mikrobiellen Prozessen oder hydrothermalen Schloten stammen, und seine Häufigkeit kann einen deutlichen Hinweis auf die Quelle geben. Es neigt dazu, sich mit anderen Eisenmetallen in Manganknollen zu verbinden. Iridium ist eines der charakteristischen Elemente in extraterrestrischen Gesteinen und kann zusammen mit Osmium als Spurenelement für meteoritisches Material in Sedimenten verwendet werden. Einige Massenaussterben, wie z. B. das Kreideaussterben, lassen sich durch anomal hohe Konzentrationen von Iridium in Sedimenten nachweisen, die mit großen Asteroideneinschlägen in Verbindung gebracht werden können. ⓘ

Präsenz der Kreide-Paleogen-Grenze

Der rote Pfeil zeigt auf die Kreide-Paleogen-Grenze. ⓘ

Die Kreide-Paleogen-Grenze vor 66 Millionen Jahren, die die zeitliche Grenze zwischen der Kreidezeit und dem Paläogen markiert, wurde durch eine dünne Schicht iridiumhaltigen Tons nachgewiesen. Ein Team unter der Leitung von Luis Alvarez schlug 1980 einen extraterrestrischen Ursprung für dieses Iridium vor und führte es auf den Einschlag eines Asteroiden oder Kometen zurück. Ihre Theorie, die so genannte Alvarez-Hypothese, wird heute weithin als Erklärung für das Aussterben der nichtavischen Dinosaurier akzeptiert. Später wurde unter der heutigen Halbinsel Yucatán ein großer vergrabener Einschlagskrater mit einem geschätzten Alter von etwa 66 Millionen Jahren entdeckt (der Chicxulub-Krater). Dewey M. McLean und andere argumentieren, dass das Iridium stattdessen vulkanischen Ursprungs gewesen sein könnte, da der Erdkern reich an Iridium ist und aktive Vulkane wie der Piton de la Fournaise auf der Insel Réunion immer noch Iridium freisetzen. ⓘ

Produktion

Jahr	Verbrauch (Tonnen)	Preis (USD) ⓘ
2001	2.6	415,25 $/oz (13,351 $/g)
2002	2.5	294,62 $/Zoll (9,472 $/Gramm)
2003	3.3	93,02 $/Zoll (2,991 $/Gramm)
2004	3.60	185,33 $/Zoll (5,958 $/Gramm)
2005	3.86	169,51 $/oz (5,450 $/g)
2006	4.08	349,45 $/oz (11,235 $/g)
2007	3.70	444,43 $/Zoll (14,289 $/Gramm)
2008	3.10	$448,34/Oz ($14,414/g)
2009	2.52	420,4 $/oz (13,52 $/g)
2010	10.40	642,15 $/oz (20,646 $/g)
2011	9.36	1.035,87 $/oz (33,304 $/g)
2012	5.54	1.066,23 $/oz (34,280 $/g)
2013	6.16	826,45 $/oz (26,571 $/g)
2014	6.1	556,19 $/oz (17,882 $/g)
2015	7.81	544 $/oz (17,5 $/g)
2016	7.71	586,90 $/oz (18,869 $/g)
2017	k.A.	908,35 $/oz (29,204 $/g)
2018	k.A.	1.293,27 $/oz (41,580 $/g)

Im Jahr 2018 belief sich die weltweite Produktion von Iridium auf 7.300 Kilogramm (16.100 lb). Mitte April 2021 erreichte Iridium einen Preis von 6.400 US-Dollar pro Feinunze auf Metals Daily (einer Edelmetallnotierung für Rohstoffe). Iridium wird auch kommerziell als Nebenprodukt bei der Nickel- und Kupfergewinnung und -verarbeitung gewonnen. Bei der Elektroraffination von Kupfer und Nickel setzen sich Edelmetalle wie Silber, Gold und die Platingruppenmetalle sowie Selen und Tellur als Anodenschlamm auf dem Boden der Zelle ab, der den Ausgangspunkt für ihre Gewinnung bildet. Um die Metalle abzutrennen, müssen sie zunächst in Lösung gebracht werden. Je nach Beschaffenheit des Gemischs stehen mehrere Trennverfahren zur Verfügung; zwei repräsentative Verfahren sind das Schmelzen mit Natriumperoxid und das anschließende Auflösen in Königswasser sowie das Auflösen in einer Mischung aus Chlor und Salzsäure. ⓘ

Nach dem Auflösen des Gemischs wird das Iridium von den anderen Platingruppenmetallen durch Ausfällen von Ammoniumhexachloroiridat ((NH
₄)
₂IrCl
₆) oder durch Extraktion von IrCl2-
₆ mit organischen Aminen. Die erste Methode ähnelt dem Verfahren, das Tennant und Wollaston für ihre Trennung verwendeten. Die zweite Methode kann als kontinuierliche Flüssig-Flüssig-Extraktion geplant werden und ist daher für die industrielle Produktion besser geeignet. In beiden Fällen wird das Produkt mit Hilfe von Wasserstoff reduziert und das Metall als Pulver oder Schwamm gewonnen, das mit pulvermetallurgischen Techniken behandelt werden kann. ⓘ

Die Iridiumpreise schwanken innerhalb einer beträchtlichen Bandbreite. Aufgrund seines relativ geringen Volumens auf dem Weltmarkt (im Vergleich zu anderen Industriemetallen wie Aluminium oder Kupfer) reagiert der Iridiumpreis stark auf Instabilitäten bei Produktion, Nachfrage, Spekulation, Hortung und Politik in den Förderländern. Da es sich um eine Substanz mit seltenen Eigenschaften handelt, wurde sein Preis besonders durch Veränderungen in der modernen Technologie beeinflusst: Der allmähliche Rückgang zwischen 2001 und 2003 ist auf ein Überangebot an Ir-Tiegeln zurückzuführen, die für die industrielle Züchtung von großen Einkristallen verwendet werden. Auch die Preise über 1.000 $ pro Feinunze (32 $/g) zwischen 2010 und 2014 lassen sich mit der Errichtung von Produktionsanlagen für Einkristallsaphir erklären, der in LED-Hintergrundbeleuchtungen für Fernsehgeräte verwendet wird. ⓘ

Anwendungen

Die Nachfrage nach Iridium stieg von 2,5 Tonnen (5.500 lb) im Jahr 2009 auf 10,4 Tonnen (23.000 lb) im Jahr 2010, vor allem wegen elektronikbezogener Anwendungen, die einen Anstieg von 0,2 auf 6 Tonnen (440 auf 13.230 lb) verzeichneten - Iridiumtiegel werden üblicherweise für die Züchtung großer hochwertiger Einkristalle verwendet, deren Nachfrage stark gestiegen ist. Es wird vorhergesagt, dass dieser Anstieg des Iridiumverbrauchs aufgrund der sich ansammelnden Bestände an Schmelztiegeln zu einem Sättigungspunkt führen wird, wie dies bereits in den 2000er Jahren der Fall war. Weitere wichtige Anwendungen sind Zündkerzen, für die 2007 0,78 Tonnen Iridium verbraucht wurden, Elektroden für die Chloralkaliverarbeitung (1,1 t im Jahr 2007) und chemische Katalysatoren (0,75 t im Jahr 2007). ⓘ

Industrie und Medizin

Der hohe Schmelzpunkt, die Härte und die Korrosionsbeständigkeit von Iridium und seinen Legierungen bestimmen die meisten seiner Anwendungen. Iridium (oder manchmal auch Platinlegierungen oder Osmium) und vor allem Iridiumlegierungen haben einen geringen Verschleiß und werden beispielsweise für mehrporige Spinndüsen verwendet, durch die eine Kunststoffschmelze extrudiert wird, um Fasern, wie z. B. Rayon, zu bilden. Osmium-Iridium wird für Kompasslager und für Waagen verwendet. ⓘ

Aufgrund ihrer Widerstandsfähigkeit gegen Lichtbogenerosion eignen sich Iridiumlegierungen ideal für elektrische Kontakte von Zündkerzen, und Zündkerzen auf Iridiumbasis werden insbesondere in der Luftfahrt eingesetzt. ⓘ

Reines Iridium ist extrem spröde und lässt sich nur schwer schweißen, da die Wärmeeinflusszone reißt. Es kann jedoch durch Zugabe geringer Mengen von Titan und Zirkonium (0,2 % von jedem dieser Stoffe scheinen gut zu funktionieren) verformbarer gemacht werden. ⓘ

Die Hitze- und Korrosionsbeständigkeit macht Iridium zu einem wichtigen Legierungselement. Bestimmte langlebige Teile von Flugzeugtriebwerken werden aus einer Iridiumlegierung hergestellt, und eine Iridium-Titan-Legierung wird wegen ihrer Korrosionsbeständigkeit für Tiefseerohre verwendet. Iridium wird auch als Härtebildner in Platinlegierungen verwendet. Die Vickershärte von reinem Platin beträgt 56 HV, während Platin mit 50 % Iridiumanteil über 500 HV erreichen kann. ⓘ

Geräte, die extrem hohen Temperaturen standhalten müssen, werden häufig aus Iridium hergestellt. Beispielsweise werden Hochtemperaturtiegel aus Iridium im Czochralski-Verfahren zur Herstellung von Oxid-Einkristallen (z. B. Saphiren) verwendet, die in Computerspeichergeräten und Festkörperlasern zum Einsatz kommen. Die Kristalle, wie z. B. Gadoliniumgalliumgranat und Yttriumgalliumgranat, werden durch Schmelzen von vorgesinterten Chargen von Mischoxiden unter oxidierenden Bedingungen bei Temperaturen bis zu 2.100 °C gezüchtet. ⓘ

Iridiumverbindungen werden als Katalysatoren im Cativa-Verfahren für die Carbonylierung von Methanol zur Herstellung von Essigsäure verwendet. ⓘ

Iridium ist ein guter Katalysator für die Zersetzung von Hydrazin (in heißen Stickstoff und Ammoniak), was in der Praxis in Raketentriebwerken mit geringer Schubkraft verwendet wird; weitere Einzelheiten finden sich im Artikel über Monotreibstoffraketen. ⓘ

Das Radioisotop Iridium-192 ist eine der beiden wichtigsten Energiequellen für den Einsatz in der industriellen γ-Radiographie zur zerstörungsfreien Prüfung von Metallen. Darüber hinaus wird ¹⁹²Ir als Gammastrahlungsquelle für die Behandlung von Krebs mittels Brachytherapie verwendet, einer Form der Strahlentherapie, bei der eine versiegelte radioaktive Quelle in oder neben dem zu behandelnden Gebiet platziert wird. Zu den spezifischen Behandlungen gehören die Hochdosis-Prostata-Brachytherapie, die Gallengang-Brachytherapie und die intrakavitäre Gebärmutterhals-Brachytherapie. ⓘ

Die Verwendung von Iridium(III)-Komplexen für die Bildgebung von Mitochondrien wurde untersucht. ⓘ

Wenn Iridium(III) an Albumin gebunden wird, entsteht ein lichtempfindliches Molekül, das in Krebszellen eindringen kann. Dieses Molekül kann in einem als photodynamische Therapie bekannten Verfahren zur Zerstörung von Krebszellen eingesetzt werden. ⓘ

Wissenschaftlich

Internationaler Prototyp eines Meterstabs ⓘ

Eine Legierung aus 90 % Platin und 10 % Iridium wurde 1889 verwendet, um den Internationalen Prototyp des Meters und des Kilogramms zu konstruieren, der vom Internationalen Büro für Maße und Gewichte in der Nähe von Paris aufbewahrt wird. Der Meterstab wurde 1960 durch eine Linie im Atomspektrum von Krypton als grundlegende Längeneinheit ersetzt, aber der Kilogrammprototyp blieb bis zum 20. Mai 2019, als das Kilogramm anhand der Planck-Konstante neu definiert wurde, der internationale Standard für die Masse. ⓘ

Iridium wird häufig als Beschichtung für nichtleitende Materialien zur Vorbereitung auf die Beobachtung in Rasterelektronenmikroskopen (REM) verwendet. Der Zusatz einer Iridiumschicht von 2 bis 20 nm (7,9×10-8 bis 7,87×10-7 Zoll) trägt dazu bei, dass insbesondere organische Materialien die Beschädigung durch den Elektronenstrahl überstehen, und verringert die statische Aufladung im Zielbereich des Brennpunkts des REM-Strahls. Eine Beschichtung mit Iridium erhöht auch das Signal-Rausch-Verhältnis bei der Sekundärelektronenemission, was für die Verwendung von REMs zur röntgenspektrographischen Analyse der Zusammensetzung unerlässlich ist. Zwar können auch andere Metalle zur Beschichtung von Objekten für den Einsatz im REM verwendet werden, doch ist Iridium die bevorzugte Beschichtung, wenn die Proben mit einer Vielzahl von Abbildungsparametern untersucht werden sollen. ⓘ

Iridium wurde in den radioisotopischen thermoelektrischen Generatoren von unbemannten Raumfahrzeugen wie Voyager, Viking, Pioneer, Cassini, Galileo und New Horizons verwendet. Iridium wurde für die Verkapselung des Plutonium-238-Treibstoffs im Generator gewählt, weil es den Betriebstemperaturen von bis zu 2.000 °C standhalten kann und eine hohe Festigkeit aufweist. ⓘ

Eine weitere Anwendung betrifft Röntgenoptiken, insbesondere Röntgenteleskope. Die Spiegel des Chandra-Röntgenobservatoriums sind mit einer 60 nm (2,4×10-6 Zoll) dicken Iridiumschicht beschichtet. Iridium erwies sich als die beste Wahl für die Reflexion von Röntgenstrahlen, nachdem auch Nickel, Gold und Platin getestet worden waren. Die Iridiumschicht, die bis auf wenige Atome glatt sein musste, wurde durch Abscheidung von Iridiumdampf im Hochvakuum auf einer Grundschicht aus Chrom aufgebracht. ⓘ

Iridium wird in der Teilchenphysik für die Erzeugung von Antiprotonen, einer Form von Antimaterie, verwendet. Antiprotonen werden erzeugt, indem ein hochintensiver Protonenstrahl auf ein Konversionstarget geschossen wird, das aus einem Material mit sehr hoher Dichte bestehen muss. Zwar kann stattdessen auch Wolfram verwendet werden, doch hat Iridium den Vorteil, dass es bei den Schockwellen, die durch den Temperaturanstieg infolge des einfallenden Strahls entstehen, stabiler ist. ⓘ

Oxidative Addition an Kohlenwasserstoffe in der Organoiridiumchemie ⓘ

Die Aktivierung von Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen (C-H-Aktivierung) ist ein Forschungsgebiet, das sich mit Reaktionen zur Spaltung von Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen befasst, die traditionell als nicht reaktiv angesehen wurden. Die ersten Erfolge bei der Aktivierung von C-H-Bindungen in gesättigten Kohlenwasserstoffen, die 1982 veröffentlicht wurden, verwendeten metallorganische Iridiumkomplexe, die eine oxidative Addition mit dem Kohlenwasserstoff eingehen. ⓘ

Iridiumkomplexe werden als Katalysatoren für die asymmetrische Hydrierung untersucht. Diese Katalysatoren wurden bei der Synthese von Naturstoffen eingesetzt und sind in der Lage, bestimmte schwierige Substrate, wie z. B. nicht funktionalisierte Alkene, enantioselektiv zu hydrieren (wobei nur eines der beiden möglichen Enantiomere entsteht). ⓘ

Iridium bildet eine Vielzahl von Komplexen, die für die Triplettsynthese von grundlegendem Interesse sind. ⓘ

Historische

Füllfederhalter mit der Bezeichnung Iridium Point ⓘ

Iridium-Osmium-Legierungen wurden in Füllfederhalterspitzen verwendet. Die erste größere Verwendung von Iridium erfolgte 1834 in Federn, die auf Gold montiert waren. Seit 1944 wurde der berühmte Parker 51 Füllfederhalter mit einer Feder aus einer Ruthenium-Iridium-Legierung (mit 3,8 % Iridium) ausgestattet. Bei modernen Füllfederhaltern wird das Material der Spitze immer noch als "Iridium" bezeichnet, obwohl es nur noch selten Iridium enthält; andere Metalle wie Ruthenium, Osmium und Wolfram haben seinen Platz eingenommen. ⓘ

Eine Iridium-Platin-Legierung wurde für die Zündlöcher oder Lüftungsschlitze von Kanonen verwendet. Einem Bericht über die Pariser Ausstellung von 1867 zufolge wurde eines der von Johnson und Matthey ausgestellten Stücke "in einer Whitworth-Kanone für mehr als 3000 Schuss verwendet und zeigt noch kaum Anzeichen von Verschleiß. Diejenigen, die die ständigen Schwierigkeiten und Kosten kennen, die durch die Abnutzung der Entlüftungsstutzen von Kanonen im aktiven Dienst verursacht werden, werden diese wichtige Anpassung zu schätzen wissen". ⓘ

Das Pigment Iridiumschwarz, das aus sehr fein verteiltem Iridium besteht, wird verwendet, um Porzellan intensiv schwarz zu färben; es wurde gesagt, dass "alle anderen schwarzen Porzellanfarben neben ihm grau erscheinen". ⓘ

Vorsichtsmaßnahmen

Iridium in massiver metallischer Form ist biologisch unbedeutend oder gesundheitsgefährdend, da es nicht mit Geweben reagiert; im menschlichen Gewebe sind nur etwa 20 Teile Iridium pro Billion vorhanden. Wie bei den meisten Metallen kann der Umgang mit fein verteiltem Iridiumpulver gefährlich sein, da es reizend ist und sich in der Luft entzünden kann. Über die Toxizität von Iridiumverbindungen ist sehr wenig bekannt, vor allem weil es so selten verwendet wird, dass nur wenige Menschen damit in Berührung kommen, und wenn, dann nur mit sehr geringen Mengen. Lösliche Salze, wie die Iridiumhalogenide, könnten jedoch durch andere Elemente als Iridium oder durch das Iridium selbst gefährlich sein. Zugleich sind die meisten Iridiumverbindungen unlöslich, was die Aufnahme in den Körper erschwert. ⓘ

Ein Radioisotop von Iridium, ¹⁹²
Ir, ist wie andere radioaktive Isotope gefährlich. Die einzigen gemeldeten Verletzungen im Zusammenhang mit Iridium betreffen die versehentliche Exposition gegenüber der Strahlung von ¹⁹²
Ir, das in der Brachytherapie verwendet wird. Die hochenergetische Gammastrahlung von ¹⁹²
Ir kann das Krebsrisiko erhöhen. Externe Exposition kann zu Verbrennungen, Strahlenvergiftung und Tod führen. Das Verschlucken von ¹⁹²Ir kann zu Verbrennungen der Magen- und Darmschleimhaut führen. ¹⁹²Ir, ^192mIr und ^194mIr lagern sich in der Regel in der Leber ab und können sowohl durch Gammastrahlung als auch durch Betastrahlung eine Gesundheitsgefahr darstellen. ⓘ

Eigenschaften

Iridium 8,3 g lichtbogengeschmolzen ⓘ

Iridiumfolie ⓘ

Chemische Eigenschaften

Bei Rotglut oxidiert Iridium unvollständig zu schwarzem IrO₂, das oberhalb 1140 °C wieder zerfällt. Auch ist Iridium wie Osmium in der Hitze und vor allem bei höherem Sauerstoffgehalt als Oxid IrO₃ flüchtig. An kalten Stellen jedoch scheidet es sich im Gegensatz zum Osmium als Metall oder IrO₂ wieder ab. In Pulverform ist es ein entzündbarer Feststoff, der durch kurzzeitige Einwirkung einer Zündquelle leicht entzündet werden kann. Die Entzündungsgefahr ist umso größer, je feiner der Stoff verteilt ist. In kompakter Form ist es nicht brennbar. In Mineralsäuren, auch in Königswasser, ist es beständig. In Chlorid-Schmelzen wird es jedoch bei Gegenwart von Chlor zu Doppelchloriden umgesetzt, z. B. Na₂[IrCl₆]. ⓘ

Verwendung

Iridium ist oft Bestandteil von Legierungen, denen es Härte und/oder Sprödigkeit verleiht. Platin-Iridium-Legierungen setzt man bei Präzisionsmessungen, in der Medizin und dem Maschinenbau ein. ⓘ

Weitere Verwendung findet es:

• als Bestandteil der Legierung des Ur-Kilogramms sowie des dritten Ur-Meters,
• zur Umhüllung von Plutoniumdioxid in Isotopenbatterien,
• in Form von Behältern und Tiegeln für Hochtemperaturanwendungen,
• als elektrischer Kontakt,
• in Schmuck als Platin-Iridium-Legierung (PtIr 800 und PtIr 900) für stark beanspruchte Teile (Trauringe, Krawattennadeln, Verschlüsse, Mechaniken und Federn),
• bei Zündkerzen-Elektroden,
• in Schreibfedern, vorne an der Spitze für Füllfederhalter wird meist eine Os/Ir-Legierung eingesetzt,
• in Legierung mit Platin als Zerstäuberspitze in der Flammen-Atomabsorptionsspektrometrie,
• bei der Messung der Oberflächenspannung nach der Du-Noüy-Ringmethode, wo es in Legierung mit Platin wegen seiner optimalen Benetzbarkeit eingesetzt wird,
• in Sputter-Targets zur Erzeugung von elektronenableitenden Beschichtungen von elektrischen Nichtleitern in der hochauflösenden Rasterelektronenmikroskopie,
• als UV-Schutzschicht auf hochwertigen Sonnenbrillen,
• in Dentallegierungen,
• zunehmend als Katalysator chemischer Reaktionen (industriell wichtiger Einsatz bei der Synthese der Essigsäure),
• wegen seiner hohen Dichte und seines hohen Schmelzpunktes als Target in der Kernphysik, beispielsweise zur Antiprotonenerzeugung im CERN.
• In den Farbstoffen von organischen Leuchtdioden, zur Erzeugung von Singulett-Triplett-Übergängen
• als Bestandteil eines Elektrolyseur (zur Erzeugung von Wasserstoff)
• In Elektrodenmaterial von Elektro-Chlorierungssystemen zur Ballastwasserbehandlung von Schiffen mit dem Schiffe über 400t bis 2024 verpflichtend ausgerüstet sein müssen. ⓘ

Sicherheitshinweise

Metallisches Iridium ist wegen seiner Beständigkeit ungiftig. Als Pulver oder Staub ist es leicht entzündlich, in kompakter Form nicht brennbar. Iridiumverbindungen müssen als toxisch eingestuft werden. ⓘ

Verbindungen

Viele Iridiumsalze sind farbig: Mit Chlor bildet es olivgrünes Iridium(III)-chlorid oder dunkelblauschwarzes, nicht ganz definiertes Iridium(IV)-chlorid. Mit Fluor reagiert es zu gelbem, leichtflüchtigem Iridium(VI)-fluorid beziehungsweise gelbgrünem Iridium(V)-fluorid. Die für Iridium bereits vor Jahren vorhergesagte Oxidationsstufe +IX konnte 2014 durch das synthetisierte [IrO₄]⁺ auch experimentell bestätigt werden. Es handelt sich um das einzige Element, bei welchem diese Oxidationsstufe in einer Verbindung bekannt ist. Neben den Oxiden und Halogeniden des Iridiums sind zahlreiche oktaedrische, diamagnetische Iridium(III)-komplexe, wie Aminkomplexe und Chlorokomplexe bekannt. Die Reduktion von Iridium(III)-chlorid in Alkohol in Gegenwart von π-Akzeptorliganden führt zu quadratisch planaren Iridium(I)-Komplexen, von denen der Vaskas Komplex am besten untersucht ist. Durch Reduktion von Iridium(III)-chlorid mit Kohlenmonoxid erhält man die Iridiumcarbonyle wie das kanariengelbe [Ir₄(CO)₁₂] und das rote [Ir₆(CO)₁₆]. Iridiumkomplexe können in der homogenen Katalyse, insbesondere bei Hydrierungsreaktionen, eingesetzt werden. ⓘ