Úvod
Osmium (chemická značka Os) je tvrdý, křehký a lesklý přechodný kov s modrobílým až stříbrným zbarvením. Je známý především jako prvek s nejvyšší hustotou na Zemi. Jeho protonové číslo je 76 a v periodické tabulce se řadí do 8. skupiny, mezi takzvané platinové kovy. V přírodě je extrémně vzácný a obvykle se nachází ve slitinách s dalšími platinovými kovy, nejčastěji s iridiem. Získává se jako vedlejší produkt při zpracování niklových, měděných a platinových rud. Díky své mimořádné tvrdosti se využívá ve speciálních slitinách.
Vlastnosti
Osmium, s chemickou značkou Os a protonovým číslem 76, je modravě bílý, extrémně tvrdý a křehký kov, který vyniká nejvyšší známou hustotou ze všech přírodních prvků, dosahující přibližně 22,59 g/cm³. Patří do skupiny platinových kovů a má jeden z nejvyšších bodů tání (přes 3000 °C) a varu. Je chemicky velmi stálé, mimořádně odolné vůči korozi a působení většiny kyselin, včetně lučavky královské za běžných teplot. Charakteristickou vlastností je tvorba těkavého a vysoce toxického oxidu osmičelého (OsO₄) při zahřívání na vzduchu, který má štiplavý zápach připomínající chlór.
Vznik názvu
Název osmium pochází z řeckého slova „osme“, což v překladu znamená „zápach“ nebo „vůně“. Prvek tak pojmenoval jeho objevitel Smithson Tennant v roce 1803. Důvodem byl velmi výrazný a štiplavý zápach jeho těkavého oxidu, který připomíná chlór a vzniká při zpracování platinových rud.
Objev
Objev osmia je spojen s anglickým chemikem Smithsonem Tennantem v roce 1803 v Londýně. Při zkoumání surové platiny rozpouštěné v lučavce královské si všiml černého, nerozpustného zbytku, který byl dříve mylně považován za grafit. Tennant provedl důkladnou analýzu této látky a dospěl k závěru, že obsahuje dva nové, dosud neznámé prvky. První pojmenoval iridium a druhý osmium. Název „osmium“ odvodil z řeckého slova „osme“, což znamená „zápach“, kvůli charakteristickému a nepříjemnému pachu jeho těkavého oxidu, který vznikal během experimentů s alkalickým tavením.
Výskyt v přírodě
Osmium je jedním z nejvzácnějších stabilních prvků v zemské kůře. V přírodě se nevyskytuje v ryzí formě, ale téměř vždy ve slitinách s ostatními platinovými kovy, zejména s iridiem ve formě minerálu osmiridium nebo iridosmin. Jeho hlavními zdroji jsou ložiska niklových a měděných rud, kde doprovází platinu, především v Jižní Africe, Rusku a Kanadě. Získávání je složitý a nákladný proces, probíhající jako vedlejší produkt při rafinaci těchto kovů. Z koncentrátů platinových kovů se osmium odděluje destilací svého těkavého oxidu osmičelého, který je následně redukován vodíkem na čistý kovový prášek.
Využití
Osmium, díky své mimořádné tvrdosti a odolnosti proti opotřebení, nachází uplatnění ve specializovaných slitinách. Historicky se jeho slitiny používaly na hroty plnicích per, osičky přesných přístrojů jako jsou kompasy a hodinky, a na gramofonové jehly. Pro svou vysokou teplotu tání a odolnost vůči korozi je cenné pro výrobu elektrických kontaktů, které snesou vysokou zátěž. V chemickém průmyslu slouží jako účinný katalyzátor. V přírodě se osmium v čisté formě prakticky nevyskytuje. Nachází se téměř výhradně ve formě přírodních slitin, nejčastěji s iridiem, které se nazývají osmiridium. Tyto slitiny se nacházejí v usazeninách vodních toků nebo v horninách bohatých na platinové kovy.
Sloučeniny
Člověkem vyrobené sloučeniny osmia mají klíčové, avšak specifické využití. Nejznámější je oxid osmičelý (OsO₄), extrémně jedovatá a těkavá látka s charakteristickým zápachem. V elektronové mikroskopii se používá jako kontrastní činidlo pro barvení biologických vzorků, zejména tukových tkání, které zviditelňuje. V organické chemii je nepostradatelným katalyzátorem pro specifické oxidace, například při tvorbě diolů z alkenů. Další umělé sloučeniny jako halogenidy nebo osmičnany jsou využívány především v laboratorním výzkumu. V přírodě je situace zcela odlišná. Osmium se zde vyskytuje téměř výhradně v kovové formě jako slitina a tvorba jeho přirozených chemických sloučenin je naprosto výjimečná a geologicky bezvýznamná.
Zajímavosti
Osmium drží prvenství jako nejhustší přirozeně se vyskytující prvek na Zemi. Krychle o hraně deseti centimetrů by vážila přes dvacet dva a půl kilogramu, tedy zhruba dvakrát více než stejně velká kostka olova. Přestože je extrémně tvrdé, je zároveň velmi křehké, což značně komplikuje jeho obrábění a zpracování do požadovaných tvarů. Vyznačuje se unikátním modrobílým až modrošedým leskem. Jeho kovová forma je chemicky velmi netečná, ale v práškové formě může reagovat s kyslíkem. Poměr izotopů rhenia a osmia se využívá v geochronologii k datování hornin a meteoritů, což pomáhá odhalovat historii naší sluneční soustavy.
