Iridium(IV)-oxid

Kristallstruktur
_ Ir^4+ 0 _ O^2−
Allgemeines
Name	Iridium(IV)-oxid
Andere Namen	Iridiumdioxid
Verhältnisformel	IrO2
Kurzbeschreibung	schwarzer Feststoff (Reinsubstanz)[1] blauschwarzer Feststoff (Dihydrat)[2]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 12030-49-8 30980-84-8 Iridiumdioxid-Dihydrat EG-Nummer 234-743-9 ECHA-InfoCard 100.031.572 PubChem 82821 ChemSpider 74736 Wikidata Q418812
Eigenschaften
Molare Masse	224,22 g·mol^−1 260,25 g·mol^−1 (Dihydrat)
Aggregatzustand	fest
Dichte	11,7 g·cm^−3[1]
Schmelzpunkt	geht bei 1200 °C in Iridiumtrioxid über[2]
Löslichkeit	nahezu unlöslich in Wasser[1]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[1] Gefahr H- und P-Sätze H: 272​‐​315​‐​319 P: 210​‐​280​‐​302+352​‐​305+351+338​‐​312[1]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Iridium(IV)-oxid oder Iridiumdioxid ist eine chemische Verbindung und ein Oxid des Iridiums, das bei 1200 °C in Iridiumtrioxid übergeht. Die Reinsubstanz ist ein schwarzer Feststoff, das Hydrat ein blauschwarzer Feststoff.

Gewinnung und Darstellung

Iridiumdioxid entsteht bei der Verbrennung von Iridium. Da Iridium äußerst reaktionsträge ist, sind dazu hohe Temperaturen und reiner Sauerstoff notwendig.

${\displaystyle \mathrm {Ir+\ O_{2}\longrightarrow \ IrO_{2}} }$

Es kann auch durch Oxidation von Iridium(III)-chlorid mit Sauerstoff bei 600 °C gewonnen werden.[3]

Einkristalle des Oxides lassen sich durch eine CVT-Methode (Chemical Vapor Transport) herstellen. Hierfür wird zunächst Iridium-Schwamm im Sauerstoffstrom bei 1000 °C zum polykristallinen Oxid umgesetzt. Dieses Oxid wird dann in einem 3-Zonen-Ofen im Sauerstoffstrom bei 1190 °C in ein flüchtiges Oxid überführt, welches sich dann in einer kälteren Region des Rohres bei 1090 °C wieder zu Sauerstoff und Iridium(IV)-oxid zersetzt, wobei millimetergroße Einkristalle der Zielverbindung entstehen. Für die Umsetzung von 2 g des polykristallinen Ausgangsmaterials wird eine Reaktionszeit von etwa 15 Tagen benötigt.[4]

${\displaystyle \mathrm {2\ IrO_{2}+O_{2}\rightleftharpoons 2\ IrO_{3(g)}} }$

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Iridium(IV)-oxid kristallisiert im tetragonalen Kristallsystem mit der Raumgruppe P4₂/mnm (Raumgruppen-Nr. 136)Vorlage:Raumgruppe/136 und den Gitterparametern a = 449,83 pm und c = 354,4 pm, in der Elementarzelle befinden sich zwei Formeleinheiten. Die Struktur entspricht damit der Rutil-Struktur.[5]

Chemische Eigenschaften

Beim Erhitzen von Iridium oder Iridiumdioxid auf 1200 °C bildet sich in Anwesenheit von Sauerstoff Iridiumtrioxid, das aber nur in der Gasphase stabil ist und nicht als Feststoff gewinnbar ist[2].

${\displaystyle \mathrm {2\ IrO_{2}+O_{2}{\xrightarrow {1200^{\circ }C}}2\ IrO_{3}} }$

Verwendung

Iridiumdioxid wird genutzt zur Beschichtung von elektrochromen Materialien oder metallischen Elektroden in der Medizintechnik zur Verbesserung der Korrosionseigenschaften und der biologischen Verträglichkeit.[6]

Einzelnachweise

1. Datenblatt Iridium(IV)-oxid, Pulver, 99 % bei Fisher Scientific, abgerufen am 15. Oktober 2023 (PDF).
2. A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, S. 1702.
3. Georg Brauer (Hrsg.) u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band III, Ferdinand Enke, Stuttgart 1981, ISBN 3-432-87823-0, S. 1734.
4. D. B. Rogers et al.: Single crystals of transition-metal dioxides - A. Ruthenium and iridium dioxides. In: F. A. Cotton (Hrsg.): Inorganic Syntheses. Band 13. McGraw-Hill Book Company, Inc., 1972, ISBN 978-0-470-13244-9, S. 135–145 (englisch). 
5. Jean D’Ans, Ellen Lax: Taschenbuch für Chemiker und Physiker. 3. Elemente, anorganische Verbindungen und Materialien, Minerale, Band 3. 4. Auflage, Springer, 1997, ISBN 978-3-540-60035-0, S. 496 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
6. Patent US4677989A: Iridium oxide coated electrodes for neural stimulation. Angemeldet am 6. Februar 1986, veröffentlicht am 7. Juli 1987, Anmelder: EIC Laboratories Inc, Erfinder: Lois S. Robblee.‌