ઑસ્મિયમ

ઑસ્મિયમ : આવર્તક કોષ્ટકના VIIIમા (પ્લૅટિનમ) સમૂહનું સૌથી વધુ ઘનતા ધરાવતું રાસાયણિક ધાતુતત્વ. સંજ્ઞા Os. અંગ્રેજ રસાયણજ્ઞ સ્મિથસન ટેનન્ટે 1904માં પ્લૅટિનમની ખનિજના અમ્લરાજમાં અદ્રાવ્ય અવશેષમાંથી ઇરિડિયમની સાથે ઑસ્મિયમ સૌપ્રથમ મેળવ્યું હતું.

પ્રાપ્તિ : ઑસ્મિયમ એ વિરલ ધાતુ છે. પૃથ્વીના પોપડામાં તેનું પ્રમાણ 10^–7% જેટલું છે. તે સિસેસ્કૉઇટ (80 % Os), ઇરિડૉસ્માઇડ અથવા ઑસ્મિરિડિયમ (25 % Os) જેવી પ્લૅટિનમ ધાતુઓ સાથેની મિશ્રધાતુઓ રૂપે મળી આવે છે. થોડા પ્રમાણમાં તે પ્લૅટિનમ તેમજ મુદ્રાધાતુઓ (coinage metals) સાથે મળી આવે છે. કૅનેડા તથા દ. આફ્રિકામાંથી મળી આવતી કૉપર-નિકલ ખનિજ ઑસ્મિયમનો અગત્યનો સ્રોત ગણાય છે.

નિષ્કર્ષણ : કૉપર અને નિકલના વિદ્યુતશુદ્ધીકરણ દરમિયાન ધનધ્રુવ આગળ મળતા અવપંકમાંથી પ્લૅટિનમ ધાતુઓના સંકેન્દ્રિતો પ્રાપ્ત થાય છે. આમાંથી બેઝ ધાતુઓ (base metals) દૂર કરી કીમતી ધાતુઓને દ્રાવણમાં લાવવા અમ્લરાજ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે. આથી ઇરિડિયમ, રહોડિયમ, ઑસ્મિયમ અને રહેનિયમ જેવી દુર્દ્રાવ્ય (refractory) ધાતુઓ ધરાવતા અવશેષ મળે છે. આ અવશેષને અપાતી માવજત કારખાના પ્રમાણે ભિન્ન ભિન્ન હોય છે; પણ તેમાં એક તબક્કે તેનું આલ્કલાઇન ગલન (દા. ત., Na₂O₂) દ્વારા ઉપચયન કરવામાં આવે છે, જેથી જલદ્રાવ્ય રૂથેનેટ અને ઑસ્મેટ મળે છે. આ દ્રાવણને ઍસિડિક બનાવી નિસ્યંદન કરતાં આ ધાતુઓના બાષ્પશીલ (volatile) ટેટ્રૉક્સાઇડ પ્રાપ્ત થાય છે. નિસ્યંદિત OsO₄ને આલ્કોહૉલ ધરાવતા સોડિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડમાં શોષી લેવામાં આવે છે. અવશોષિત(absorbate)ને એમોનિયમ ક્લોરાઇડ સાથે પકવવાથી ઑસ્માઇલટેટ્રામાઇન ક્લોરાઇડ [OsO₂(NH₃)₄Cl₂] અવક્ષિપ્ત થાય છે. આનું હાઇડ્રોજનમાં દહન કરવાથી ઑસ્મિયમ ધાતુ મળે છે. આયન-વિનિમય અને દ્રાવક-નિષ્કર્ષણ જેવી પદ્ધતિઓ પણ ધાતુના શુદ્ધ ક્ષારો મેળવવા વાપરી શકાય છે. ધાતુના ક્ષારો કે સંકીર્ણના ઍસિડયુક્ત દ્રાવણનું મૅગ્નેશિયમ, ઝિંક કે ઑક્ઝેલિક ઍસિડ વડે અપચયન કરવાથી પણ રજરૂપે Os મેળવી શકાય છે.

ગુણધર્મો : ઑસ્મિયમ એ ચાંદી જેવી ચળકતી સફેદ અને બરડ ધાતુ છે. તેના કેટલાક ભૌતિક ગુણધર્મો સારણી 1માં દર્શાવ્યા છે :

સારણી 1 : ઑસ્મિયમના કેટલાક ભૌતિક ગુણધર્મો

ગુણધર્મ	મૂલ્ય
પરમાણુક્રમાંક	76
પરમાણુભાર	190.23
ઇલેક્ટ્રૉનીય સંરચના	[Xe]4f145d66s2
કુદરતી સમસ્થાનિકો	7
ગલનબિંદુ (0સે.)	3045 (± 30)
ઉત્કલનબિંદુ (0સે.)	5025 (± 100)
ઘનતા (ગ્રા./ઘ.સેમી.) (200 સે.)	22.59
વિદ્યુત-ઋણતા	2.2
વિદ્યુત-અવરોધકતા (માઇક્રોઓહ્મ-સેમી.) (200 સે.)	8.12
સંયોજકતા	2, 3, 4, 6, 8

તે ઊંચા તાપમાને પણ તેના ઉપર કાર્ય કરી ન શકાય તેવી કઠિન ધાતુ છે.

સામાન્ય તાપમાને પણ તેના ઉપર ભૂરા રંગના ઑક્સાઇડ(OsO₂)ની ફિલ્મ બાઝે છે. હવામાં ગરમ કરતાં આ ઑક્સાઇડનું વિયોજન થાય છે, પણ તે પહેલાં OsO₄ અને OsO₃ના બાષ્પીભવનથી ધાતુ વજન ગુમાવે છે. આ બાષ્પશીલ ઑક્સાઇડો ઝેરી હોય છે. બિનઉપચયનકારી (nonoxidising) ઍસિડોની ઑસ્મિયમ ઉપર અસર થતી નથી. ફ્લોરિન (F₂) અને ક્લોરિન (Cl₂) જેવા ઉપચયનકારકો સિવાય ઑસ્મિયમ અધાતુઓ સાથે ઊંચા તાપમાને પણ મુશ્કેલીથી પ્રક્રિયા કરે છે. સાંદ્ર નાઇટ્રિક ઍસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરી તે (આછા પીળા અથવા રંગવિહીન) OsO₄માં ફેરવાય છે. ફ્લોરિન સાથે 300⁰ સે. તાપમાને પ્રક્રિયા કરી તે OsF₄ અને OsF₆ (આછો પીળો) બનાવે છે, જ્યારે ક્લોરિન સાથે 650-700⁰ સે.એ તે OsCl₃ અને OsCl₄ (કાળો) આપે છે.

OsO₄ને ઠંડા જલીય પોટૅશિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડમાં ઓગાળવાથી K₂[Os^VIIIO₄(OH)₂] (પરઑસ્મેટ)ના ઘેરા લાલ સ્ફટિકો ઉત્પન્ન થાય છે; જેના અપચયનથી જાંબલી K₂[Os^VIO₂(OH)₄] (ઑસ્મેટ) બને છે. પરઑસ્મેટ એમોનિયા સાથે પ્રક્રિયા કરી ‘ઑસ્મિયમેટ’ સંયોજનો K[OsO₃N] આપે છે, જે વધુ સ્થાયી છે. ઊંચા દબાણે OsO₄ અને CO વચ્ચેની પ્રક્રિયા દ્વારા કાર્બોનિલ સંયોજન Os₃(CO)₁₂ બને છે.

ઉપયોગો : અન્ય પ્લૅટિનમ ધાતુઓની માફક તે ઉદ્દીપનીય રીતે સક્રિય છે પણ તેના આ ગુણનો બહુ ઉપયોગ થતો નથી. કેટલાંક કાર્બનિક સંયોજનોના સંશ્લેષણમાં કાર્બન-કાર્બન દ્વિબંધના હાઇડ્રૉક્સિલેશન માટે OsO₄ વપરાય છે (દા. ત., કૉર્ટિસોનના સંશ્લેષણમાં). OsO₄નો ઉપયોગ સૂક્ષ્મદર્શિકી(microscopy)માં પેશીઓના અભિરંજન (staining) માટે પણ થાય છે (જૈવ પદાર્થ કાળો રંગ પકડે છે). ઑસ્મિયમ અને તેની મિશ્રધાતુઓ તેમની કઠિનતા તથા ઘસારા (wear) અને સંક્ષારણ-અવરોધકતા માટે ઉપયોગી છે. પ્લૅટિનમ સમૂહની ધાતુઓને કઠિન બનાવવા તેમાં ઑસ્મિયમ ઉમેરવામાં આવે છે. ફાઉન્ટન પેનની ટાંકના અગ્રભાગનું ટપકું (point) તથા ગ્રામોફોનની પિન માટે Os-Ir મિશ્રધાતુ વપરાય છે.

જયંતિલાલ જટાશંકર ત્રિવેદી