इंडियम के बारे में तथ्य

इंडियम एक चमकदार रेशमी धातु है जो इतनी नरम और निंदनीय है कि इसे नाखूनों से खुरच कर लगभग किसी भी आकार में मुड़ा जा सकता है। प्रकृति में, इंडियम काफी दुर्लभ है और लगभग हमेशा अन्य खनिजों में एक ट्रेस तत्व के रूप में पाया जाता है - विशेष रूप से जस्ता और सीसा में - जिससे यह आमतौर पर एक बायप्रोडक्ट के रूप में प्राप्त होता है। रॉयल सोसाइटी ऑफ केमिस्ट्री के अनुसार, पृथ्वी की पपड़ी में इसकी अनुमानित मात्रा 0.1 मिलियन प्रति मिलियन (पीपीएम) है, जो चांदी या पारा से थोड़ी अधिक है।

इंडियम का धातु के लिए एक कम गलनांक होता है: 313.9 डिग्री फ़ारेनहाइट (156.6 डिग्री सेल्सियस)। इस तापमान से ऊपर किसी भी चीज में, यह बैंगनी या इंडिगो की लौ से जलता है। इंडियम का नाम एक शानदार इंडिगो लाइट से लिया गया है जो एक स्पेक्ट्रोस्कोप में दिखाई देता है।

केवल तथ्य

• परमाणु संख्या (नाभिक में प्रोटॉन की संख्या): 49
• परमाणु प्रतीक (तत्वों की आवर्त सारणी पर): में
• परमाणु भार (परमाणु का औसत द्रव्यमान): 114.8.8
• घनत्व: 7.31 ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर
• कमरे के तापमान पर चरण: ठोस
• गलनांक: 313.88 डिग्री F (156.6 डिग्री C)
• क्वथनांक: 3,761.6 F (2,072 C)
• आइसोटोप की संख्या (न्यूट्रॉन की एक अलग संख्या के साथ एक ही तत्व के परमाणु): 35 जिनके आधे जीवन ज्ञात हैं; 1 स्थिर; 2 स्वाभाविक रूप से होने वाली
• सबसे आम आइसोटोप: इन -११५

खोज

इंडियम की खोज 1863 में जर्मन रसायनज्ञ फर्डिनेंड रीच द्वारा जर्मनी के फ्रीबर्ग स्कूल ऑफ माइंस में की गई थी। रीच एक जस्ता खनिज मिश्रण के नमूने का अध्ययन कर रहा था जो उसने सोचा था कि हाल ही में खोजे गए तत्व थैलियम हो सकता है। सल्फर के अधिकांश को हटाने के लिए अयस्क को भूनने के बाद, उन्होंने शेष सामग्रियों में हाइड्रोक्लोरिक एसिड को लागू किया। इसके बाद उन्होंने पीले रंग का ठोस रंग देखा। उन्हें संदेह था कि यह एक नए तत्व का सल्फाइड हो सकता है, लेकिन चूंकि वह रंग अंधा था, इसलिए उन्होंने साथी जर्मन रसायनज्ञ हायरॉनाम टी। रिक्टर को नमूने के स्पेक्ट्रम की जांच करने के लिए कहा। रिक्टर ने एक शानदार वायलेट-रंग वाली रेखा का उल्लेख किया, जो किसी भी ज्ञात तत्व की वर्णक्रमीय रेखा से मेल नहीं खाता था।

एक साथ काम करते हुए, दो वैज्ञानिकों ने नए तत्व के एक नमूने को अलग किया और इसकी खोज की घोषणा की। उन्होंने लैटिन शब्द के बाद नए तत्व इंडियम का नाम दिया कुल्फा, अर्थ वायलेट। रॉयल सोसाइटी ऑफ केमिस्ट्री (आरएससी) के अनुसार, रिच को पता चला कि रिक्टर ने खोजकर्ता होने का दावा किया था, दुर्भाग्य से, उनके रिश्ते में खटास आ गई।

उपयोग

इंडियम की खोज के बाद एक सदी से अधिक, तत्व अभी भी सापेक्ष अस्पष्टता में है क्योंकि किसी को नहीं पता था कि इसके साथ क्या करना है। आज इंडियम टिन ऑक्साइड (ITO) के रूप में दुनिया की अर्थव्यवस्था के लिए महत्वपूर्ण है। ऐसा इसलिए है क्योंकि टच स्क्रीन, फ्लैट स्क्रीन टीवी और सौर पैनल में एलसीडी (लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले) की बढ़ती आवश्यकता को पूरा करने के लिए आईटीओ सबसे अच्छी सामग्री है।

आईटीओ में कई गुण हैं जो इसे एलसीडी और अन्य फ्लैट पैनल डिस्प्ले के लिए एकदम सही बनाते हैं: यह पारदर्शी है; बिजली का संचालन करता है; कांच का दृढ़ता से पालन करता है; जंग का विरोध करता है; और रासायनिक और यंत्रवत् स्थिर है।

आईटीओ का उपयोग आमतौर पर कांच और दर्पण के लिए पतली कोटिंग बनाने के लिए किया जाता है। जब विमान या कारों के विंडशील्ड के ऊपर लेपित किया जाता है, उदाहरण के लिए, आईटीओ ग्लास को डी-आइस या डी-मिस्ट की अनुमति देता है, और यह एयर कंडीशनिंग आवश्यकताओं को कम कर सकता है।

आरएससी के अनुसार, एलसीडी की बढ़ती मांग ने हाल के वर्षों में इंडियम की कीमतों में काफी वृद्धि की है। हालांकि, रीसाइक्लिंग और विनिर्माण दक्षता ने आपूर्ति और मांग के बीच एक अच्छा संतुलन बनाने में मदद की है।

इंडियम का उपयोग आमतौर पर मिश्र धातु बनाने के लिए किया जाता है और अक्सर इसे "धातु विटामिन" के रूप में संदर्भित किया जाता है, जिसका अर्थ है कि इंडियम के छोटे स्तर मिश्र धातु में एक कठोर अंतर कर सकते हैं, आरएससी के अनुसार। उदाहरण के लिए, सोने और प्लैटिनम मिश्र धातुओं में थोड़ी मात्रा में इण्डियम को जोड़ने से वे बहुत कठिन हो जाते हैं। इंडियम मिश्र धातुओं का उपयोग उच्च गति वाले मोटर्स और अन्य धातु सतहों के बीयरिंगों को कोट करने के लिए किया जाता है। इसकी कम पिघलने वाली मिश्र धातु का उपयोग स्प्रिंकलर हेड्स, फायर-डोर लिंक और फ्यूज़िबल प्लग में भी किया जाता है।

इंडियम धातु बहुत कम तापमान पर असामान्य रूप से नरम और निंदनीय रहता है, जिससे यह अत्यंत ठंड की स्थिति में आवश्यक साधनों में उपयोग के लिए एकदम सही है, जैसे क्रायोजेनिक पंप और उच्च वैक्यूम सिस्टम। एक और अद्वितीय गुण इसकी चिपचिपाहट है, जो इसे मिलाप के रूप में बहुत उपयोगी बनाता है।

इंडियम का उपयोग विभिन्न विद्युत उपकरणों जैसे कि रेक्टीफायर्स (एक प्रत्यावर्ती धारा को एक प्रत्यक्ष में परिवर्तित करने वाले), थर्मिस्टर्स (तापमान पर निर्भर एक विद्युत अवरोधक) और फोटोकॉन्डक्टर (प्रकाश के संपर्क में आने पर उनकी विद्युत चालकता बढ़ाने वाले उपकरण) बनाने में किया जाता है।

स्रोत और बहुतायत

इंडियम प्रकृति में शायद ही कभी पाया जाता है और आमतौर पर जस्ता, लोहा, सीसा और तांबे के अयस्कों में पाया जाता है। यह अमेरिकी भूगर्भीय सर्वेक्षण (यूएसजीएस) के अनुसार पृथ्वी की पपड़ी में 61 वाँ सबसे सामान्य तत्व है और चाँदी या पारा से लगभग तीन गुना अधिक है। यह पृथ्वी की पपड़ी में लगभग 0.1 भाग प्रति मिलियन (पीपीएम) बनाने का अनुमान है। केमिकुल के अनुसार वजन के हिसाब से इंडियम 250 बिलियन प्रति बिलियन (पीपीपी) होने का अनुमान है। एनसाइक्लोपीडिया ब्रिटानिका के अनुसार, प्राकृतिक इंडियम आइसोटोप I-115 (95.72 प्रतिशत) और I-113 (4.28 प्रतिशत) का मिश्रण है।

अधिकांश वाणिज्यिक इंडियम कनाडा से आता है और प्रति वर्ष लगभग 75 टन है। धातु के भंडार 1,500 टन से अधिक होने का अनुमान है। Lenntech के अनुसार, कभी-कभी खेती की गई मिट्टी को गैर-खेती की गई मिट्टी की तुलना में कुछ स्तरों के साथ 4 पीपीएम के उच्च स्तर तक समृद्ध पाया जाता है।

किसे पता था?

• इंडियम धातु एक उच्च पिच वाली "चीख," को झुका देता है। "टिन क्राय" के समान, यह चीख एक कर्कश ध्वनि की तरह लगती है।
• इंडियम गैलियम के समान है कि यह आसानी से ग्लास को साफ कर देता है और कम पिघलने वाली मिश्र धातु बनाने के लिए बहुत उपयोगी है। एक मिश्र धातु जिसमें 24 प्रतिशत इंडियम और 76 प्रतिशत गैलियम होता है, कमरे के तापमान पर तरल होता है।
• प्रथम बड़े पैमाने पर इंडियम अनुप्रयोग यूएसजीएस के अनुसार द्वितीय विश्व युद्ध में उच्च प्रदर्शन वाले विमान इंजन में बीयरिंग के लिए एक कोटिंग था।
• लेन्नेच के अनुसार, रूस के एक क्षेत्र में असंगठित इंडियम धातु के नमूने पाए गए हैं।

बेहतर बैटरी

जर्नल एंगवैंडर केमी में प्रकाशित एक अध्ययन के अनुसार, इंडियम कोटिंग एक दिन अधिक शक्तिशाली और लंबे समय तक चलने वाली रिचार्जेबल लिथियम बैटरी का नेतृत्व कर सकती है। इंडियम कोटिंग चार्ज करते समय लिथियम की अधिक समान जमा करने की पेशकश करेगा, किसी भी नकारात्मक पक्ष-प्रतिक्रियाओं को बफर करेगा और भंडारण बढ़ाएगा।

लिथियम-आयन बैटरी एक प्रकार की रिचार्जेबल बैटरी है जो आमतौर पर पोर्टेबल तकनीकों में उपयोग की जाती है, जैसे सेल फोन और लैपटॉप कंप्यूटर। निर्वहन के दौरान, लिथियम आयन नकारात्मक इलेक्ट्रोड (एनोड) से सकारात्मक इलेक्ट्रोड (कैथोड) में चले जाते हैं। जबकि बैटरी चार्ज हो रही है, लिथियम आयन विपरीत दिशा में यात्रा करते हैं - नकारात्मक इलेक्ट्रोड कैथोड बन जाता है, और सकारात्मक इलेक्ट्रोड एनोड बन जाता है।

वर्तमान में, लिथियम आयन बैटरी ग्रेफाइट से बने एनोड का उपयोग करती हैं जो बैटरी चार्ज होने पर लिथियम को स्टोर करने के लिए उपयोग की जाती हैं। ग्रेफाइट का उपयोग करने का एक आशाजनक विकल्प - धातु एनोड होगा - जैसे कि लिथियम धातु - जो कि अधिक से अधिक भंडारण क्षमता प्रदान कर सकता है। हालांकि, धातु के एनोड का उपयोग करने के साथ एक बड़ी समस्या यह है कि बैटरी चार्ज करते समय धातु का असमान जमाव होता है। यह डेंड्राइट्स के गठन की ओर जाता है (एक शाखाओं में बंटने वाली पेड़ जैसी संरचना के साथ एक क्रिस्टल द्रव्यमान)। लंबे समय तक उपयोग के बाद, ये डेन्ड्राइट इतने बड़े हो जाते हैं कि वे बैटरी को शॉर्ट-सर्किट कर देते हैं।

धातु संबंधी एनोड के साथ एक और समस्या यह है कि वे प्रतिक्रियाशील धातु इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट (वह सामग्री जो सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड के बीच बिजली प्रवाहित करने की अनुमति देती है) के बीच अवांछनीय पक्ष-प्रतिक्रियाओं का कारण बनती है। ये प्रतिक्रियाएं बैटरी के जीवन को काफी कम कर सकती हैं।

Rensselaer पॉलिटेक्निक इंस्टीट्यूट और कॉर्नेल विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक नया विकल्प पेश किया है: एक इंडियम नमक समाधान में लिथियम कोटिंग। जब इलेक्ट्रोड उपयोग में होता है तो इंडियम परत एक समान और आत्म-चिकित्सा होती है। विज्ञान दैनिक में अध्ययन प्रेस विज्ञप्ति के अनुसार, इसकी रासायनिक संरचना समान रहती है, और चार्ज / डिस्चार्ज चक्रों के दौरान यह बरकरार रहता है। डेंड्राइट भी समाप्त हो गए हैं, जिससे सतह चिकनी और कॉम्पैक्ट बनी हुई है।