Indio: proprietà, composti, usi

L’indio è un metallo del blocco p appartenente a Gruppo 13 e al 5° Periodo avente configurazione elettronica [Kr] 4d10 5s2 5p1.
I chimici tedeschi Ferdinand Reich e Hieronymus Theodor Richter che ricercavano tracce di tallio in un minerale contenente zinco lo scoprirono  nel 1863.

La caratterizzazione di questo materiale tramite metodi spettroscopici consentì di trovare, nello spettro a righe, una linea brillante di colore indaco che rivelò l’esistenza di un nuovo elemento in quanto sapevano che il tallio era caratterizzato da una linea verde.

Proprietà dell’indio

E’ un metallo di colore bianco argentato, duttile e tenero al punto che, come il sodio, può essere tagliato con un coltello.
Ha proprietà intermedie tra il gallio e il tallio che appartengono al suo stesso gruppo. Come lo stagno se una sbarra di indio è piegata emette un rumore caratteristico noto come grido dello stagno a causa delle modifiche che avvengono nella struttura cristallina.

Ha numeri di ossidazione +3, +2, +1, -1, -2 e -5 sebbene quelli più diffusi sono +3 e +1. Esso si dissolve negli acidi ma non reagisce con l’ossigeno a temperatura ambiente.

Reagisce a caldo con arsenico, antimonio, fosforo,zolfo, selenio, tellurio e con gli alogeni.

Composti

I composti contenenti questo metallo  nello stato di ossidazione +3 sono elettron-deficienti pertanto agiscono da acidi di Lewis. Possono quindi formare addotti con molecole, come la piridina che presenta un doppietto elettronico solitario sull’azoto.

L’ossido di indio In2O3 è infatti abitualmente ottenuto dalla decomposizione termica dell’idrossido di indio (III) secondo la reazione:
2 In(OH)3 → In2O3 + 3 H2O

L’ossido di indio si presenta come un solido amorfo di colore giallo a basse temperature mentre a temperature elevate esibisce una forma cristallina di colore rosso-bruno.

Reagisce a caldo con l’ammoniaca per dare il nitruro di indio secondo la reazione:
In2O3 + 2 NH3 → 2 InN + 3 H2O

Da soluzioni contenenti i suoi sali in ambiente basico si ottiene l’idrossido di indio che precipita sotto forma di cristalli di colore bianco.

Reagisce con gli alogeni per dare i rispettivi alogenuri:
2 In + 3 Cl2 → 2 InCl3

Il cloruro  può essere ottenuto anche per reazione dell’indio con HCl 6M secondo la reazione:
2 In +6 HCl → 2 InCl3 + 3 H2

I composti in cui l’elemento ha numero di ossidazione +1 sono poco comuni ; l’ossido di indio (I) viene ottenuto dalla decomposizione termica dell’ossido di indio (III) a 700°C:
In2O3 →  In2O + O2

Usi

Dopo la prima guerra mondiale si riscontrò che esso ha la capacità di stabilizzare leghe non-ferrose  e fu pertanto utilizzato per tali scopi.

Solo successivamente  fu usato nella produzione di leghe a bassa temperatura di fusione: con il gallio forma una lega che ha una temperatura di fusione che dipende dalla composizione. Ad esempio, una lega contenente il 24% di indio e il 76% di gallio fonde a 16°C e viene utilizzata in alternativa al mercurio.

Come il gallio, ha la capacità di bagnare il vetro pertanto può essere utilizzato, una volta fatto evaporare, di formare specchi simili a quelli fatti con l’argento ma più resistenti alla corrosione. I film sottili di ossido di stagno e indio sono usati per i display a cristalli liquidi.

Da circa trent’anni  è stato valorizzato per le sue applicazione nel campo dei semiconduttori essendo in grado, ad esempio, di dopare il germanio e quindi viene usato nei transistor al germanio; l’ossido di indio (III) e il solfuro di indio (III) trovano utilizzo nei resistori, fotoconduttori e nei termistori ad alta precisione.

Uno dei composti più interessanti  è il fosfuro  InP, simile all’arseniuro di gallio, ottenuto per reazione del fosforo bianco e ioduro di indio che è usato nel campo dell’elettronica ad alta potenza e ad alta frequenza presentando una velocità dell’elettone superiore.

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