Indium

Indium (49) [In]

Chemische Formel: In
Ordnungszahl: 49
Serie: Metalle
Aussehen:
silbrig glänzend grau
Masseanteil Erdhülle: 0,1 ppm

Aggregatszustand:
fest
Dichte:
7,31 g·cm−3
Schmelzpunkt:
156,5985 °C

Siedepunkt: 2000 °C
Mohshärte: 1,2

Molares Volumen: 15,76 · 10−6 m3/mol

Schmelzwärme: 3,26 kJ/mol

Verdampfungswärme: 225 kJ/mol
CAS: 7440-74-6

GHS Gefahrenstoffkennzeichnung:

H: 228-315-332-335
P: 210-261-305+351+338

EU-Gefahrenstoffkennzeichnung:

R: 11
S: 9-16-29-33

 
entzündlich
Achtung
 
entzündlich
(Pulver)

Geschichte

Im Jahre 1863 wurde das Element Indium von den deutschen Chemikern Theodor Hieronymus Richter (1825-1898) und Ferdinand Reich (1799-1882)an der Bergakademie Freiberg entdeckt. Sie untersuchten eine in der Umgebung gefundene Sphalerit-Probe spektralanalytische nach Thallium. Dabei fanden sie im Absorptionsspektrum anstatt der erwarteten Thallium-Linien eine bisher noch unbekannte indigoblaue Spektrallinie und damit ein bisher unbekanntes Element. Kurz darauf gelang ihnen zunächst die Herstellung von Indiumchlorid und Indiumoxid und schließlich auch des reinen Metalls durch eine Reduktion von Indiumoxid mit Wasserstoff. Wegen der indigoblauen Spektrallinie benannten sie es nach der Farbe Indigo und führten passend dazu das Symbol In ein.
Eine größere Menge des neu entdeckten metalls wurde der Öffentlichkeit erstmals im Jahr 1867 im Rahmen der Weltausstellung in Paris vorgeführt.

Indium Barren gegossen

Physikalische und Chemische Eigenschaften

Indium ist ein silbern glänzendes und relativ weiches Schwermetall mit einem niedrigen Schmelzpunkt von 156,60 °C. Es ist weicher als Blei und kann problemlos mit einem Messer geschnitten und mit der Hand verformt werden. Ähnlich wie auch bei Zinn kommt es beim Verbiegen eines Indiumstabes zu einem knisternden Geräusch. Unterhalb einer Sprungtemperatur von 3,41 Kelvin ist Indium supraleitend. Flüssiges Indium benetzt Glas dauerhaft und festes Indium hinterlässt graue Spuren auf Papier.

 

Chemisch hat Indium einige Ähnlichkeiten zu den Gruppennachbarn Gallium und Thallium. So ist auch Indium wie die beiden anderen Elemente ein unedles Metall, das bei hohen Temperaturen mit vielen Nichtmetallen reagieren kann. An der Luft ist es bei Raumtemperatur stabil und gegen Wassser beständig, da sich wie bei Aluminium eine dichte Oxidschicht bildet, die das Material umhüllt und vor weiterer Oxidation schützt. Erst bei hohen Temperaturen findet eine Reaktion zu Indium(III)-oxid statt (Verbrennung).

Mineralsäuren wie Salpetersäure oder Schwefelsäure greifen Indium an. Indium ist bei Normaltemperatur das in Quecksilber am besten lösliche Metall.

Bei sehr hohen Temperaturen reagiert Indium sogar mit Phosphor, Selen, Schwefel, Stickstoff und Wasserstoff. Indiumverbindungen sind zu meist dreiwertig und ähneln den entsprechenden Aluminiumverbindungen.

Indium ingots

Verwendung

Indium ist ein vielseitig verwendbares Metall. Sein Einsatz ist aber durch die Seltenheit und den damit verbundenen hohen Preis beschränkt. Der größte Teil des geförderten Indiums wird nicht als reines Metall eingesetzt, sondern zu einer Reihe von Verbindungen weiterverarbeitet. Allein für die Produktion von Indiumzinnoxid wurden im Jahr 2001 65 % der Gesamtproduktion an Indium verwendet. Auch andere Verbindungen, wie Indiumphosphid und Indiumarsenid werden aus dem produzierten Indium gewonnen.

Als Legierungsbestandteil erhöht es die Härte und die Korrosionsbeständigkeit in anderen Metallen. In Dentallegierungen und in Lötzinn wird es aufgrund seiner Weichheit und des niedrigen Schmelzpunktes verwendet. Gallium-Indium-Legierungen eignen sich für Hochtemperatur-Thermometer oder für Temperatursicherungen in Feuerschutzanlagen. Indium-Kupfer-Mangan-Legierungen dienen zum Bau von Spulen und Transformatoren. Weitere Anwendungen finden sich in der Schmuckindustrie, in metallischen Klebmassen, in Glasfarben und Spiegeln zur Benetzung von Glas mit einer Metallschicht. Indiumantimonit, Indiumarsenid oder Indiumselenid stellen wichtige intermetallische Verbindungen für Halbleitermaterialien in Phototransistoren, Solarzellen oder Lasern dar.

Wegen des hohen Einfangquerschnittes für langsame als auch für schnelle Neutronen ist das Metall ein geeignetes Material für Steuerstäbe in Kernreaktoren. Auch als Neutronendetektoren kann Indium in Form von Folien verwendet werden. Indium ist gasdicht und auch bei niedrigen Temperaturen leicht zu verformen und wird daher Dichtungen in Kryostaten eingesetzt.

 

 

Indium metal nuggets

Toxikologie und Gefahren

Während von Indiummetall keine toxischen Effekte bekannt sind, zeigte es sich jedoch, dass Indiumionen in eingen Indiumverbindungen im Tierversuch mit Ratten und Kaninchen embryonentoxische und teratogene Effekte besitzen. Bei Indiumnitrat wurde eine Toxizität für Wasserorganismen (aquatische Toxizität) festgestellt.

 

Kompaktes Indiummetall ist nicht brennbar. Im feinverteilten Zustand als Pulver oder Staub ist es dagegen wie viele Metalle leichtentzündlich und brennbar. Auch ein Einatmen von Stäuben sollte vermieden werden. Brennendes Indium darf wegen der Explosionsgefahr durch entstehenden Wasserstoff nicht mit Wasser gelöscht werden, sondern muss mit Metallbrandlöschern (Klasse D) gelöscht werden.

Indium Barren Konvolut