Platīna grupas metāli: pārskats saraksta, īpašībām un pielietojumiem

Platīna grupas metāli - ir seši cēli dārgmetālu ķīmiskie elementi, kas tiek pretstatītas periodiskā tabula. Visi ir pārejas metāli grupu 5-6, 8-10 periodā.

Platīna grupas metāli: saraksts

Grupa sastāv no šādām sešām ķīmiskiem elementiem, sakārto pieaugošā atomsvara:

• Ru - rutēniju.
• Rh - Rodijs.
• Pd - pallādija.
• Os - Os.
• Ir - Iridium.
• Pt - platīns.

Platīna grupas metāli ir sudrabaini balta nokrāsa, izņemot osmiju, kura krāsa ir zilgani balts. Viņu ķīmisko paradoksāli uzvedība, jo tās ir ļoti izturīgas pret lielāko daļu reaģentiem, bet tiek izmantoti par katalizatoru vai paātrināt viegli kontrolēt ātrumu oksidācijas, samazināšanas un hidrogenējot reakcijas.

Rutēnijs un osmijs tiek izkristalizēta sešstūru cieši iepakotu sistēmu, bet citi ir skaldnē centrētu struktūru. Tas ir atspoguļots lielāku cietību rutēnijs un osmijs.

Vēsture atklāšana

Lai gan platīna zelta artefakti datēta ar 700 BC. e., klātbūtnes metāla tas ir diezgan nejauša nekā pareizību. Jezuīti XVI gadsimtā, minēja blīvu pelēks oļiem, kas saistītas ar sanesu zelta noguldījumiem. Šie akmeņi nevar izkusis, bet tie veido sakausējums ar zeltu, zelta cenas kļūst trausls, un tas bija iespējams tīrīt. Akmeņi sāka zvanot Platina del Pinto - granulas sudraba materiālu no Pinto upe, pieteka upes San Juan Kolumbijā.

Kaļamā platīna, kuru var iegūt tikai pēc pilnīgas metāla tīrīšanai, tika izcelts ar franču fiziķis Shaba 1789.. No tā tika tasi, iepazīstināja pāvesta Pija VI. Uz atklāšanas pallādija 1802., teica angļu ķīmiķis Viljams Volastona, kurš nosaukts vielas. platīna-grupa metāla elements pēc asteroīda. Wollaston vēlāk deklarēja atklājumu citas vielas radītā platīna rūdas. To viņš aicināja rodiju sakarā ar rozā krāsu metāla sāļu. Sākuma irīdijs (nosaukta dievietes varavīksnes Iris, jo no raiba tā sāļi) un osmijs (no grieķu vārda "smaržu", jo hlora smaržu tās gaistošas oksīda) veica britu ķīmiķis Smitsona Tennant 1803. Franču zinātnieki Hippolyte Victor Collet-Deskoti, Antoine-Fransua Furkrua, un Nicolas-Lui Voklen identificēt divus metālus vienlaicīgi. Rutēnijs, izolēts un identificē ar pēdējo elementu ieguva savu nosaukumu no latīņu nosaukuma krievu krievu ķīmiķis Kārlis Karlovich Klaus 1844..

Atšķirībā no, piemēram viegli izolēta relatīvi tīrā stāvoklī, vienkārši uguns šķīdinātājiem, piemēram, zelta, sudraba un metālu no platīna grupas nepieciešama sarežģīta ūdens ķīmisko apstrādi. Šīs metodes nebija pieejami, līdz 19.gadsimta beigās, un tā identifikāciju un izolācija platīna grupas atpalika sudraba un zelta tūkstošiem gadu. Turklāt augsta kušanas temperatūra no šiem metāliem, ir ierobežota to izmantošanu līdz pētnieki Lielbritānijā, Francijā, Vācijā un Krievijā nav izstrādātas metodes platīna pārvēršanai formā, kas piemērota apstrādei. Tā kā dārgmetālu platīna grupas sāka izmantot rotaslietas kopš 1900.. Lai gan šis lietojums joprojām ir aktuāla, daudz no tā rūpniecības pārspēts. Palladium ir kļuvis ļoti populārs materiāls kontaktpersonas telefona releju sistēmu un citu bezvadu sakaru, nodrošinot ilgu kalpošanas laiku un augstu uzticamību, un platīna, jo tā izturību dzirksteles eroziju, Otrā pasaules kara laikā sāka izmantot aizdedzes sveces kaujas lidmašīnas.

Pēc kara molekulārie paplašinājums konversijas metodes naftas rafinēšanas ir radījusi milzīgu pieprasījumu pēc katalītiskās īpašības glabājis metāliem no platīna grupas. Līdz 1970, patēriņš ir vēl vairāk palielinājusies, kad auto emisiju standarti ASV un citās valstīs ir izraisījusi izmantošanu šīm ķīmiskajām vielām, kas katalītiskās pārveidošanas izplūdes gāzu.

rūda

Izņemot mazās aluviālie nogulumi platīna, palādija un osmiridium (sakausējuma irīdija un osmijs), praktiski bez rūdas, kas ir galvenais komponents ķīmiskais elements - platīna grupas metāliem. Minerāli, parasti tiek ietverti sulfīda rūdu, īpaši pentlandite (Ni, Fe) ₉ S _8. Visizplatītākais laurite rus _2, irarsite, (IR, Ru, Rh, Pt) ass, osmiridium (IR, Os), cooperite, (IA) un Bragg (Pt, Pd) S.

Pasaulē lielākais depozīts platīna grupas metāli - tropiskajiem mežiem klātajiem komplekss Dienvidāfrikā. Lieli krājumi izejvielu tiek koncentrēti noguldījumiem Sudbury Kanādā un Noriļskij-Talnakh Sibīrijā. ASV, kas ir lielākais noguldījumu platīna grupas minerāli atrodas Stillwater, Montana, bet šeit tie ir daudz mazāki nekā Dienvidāfrikā un Krievijā. Pasaulē lielākais platīna ražotājiem ir Dienvidāfrika, Krievija, Zimbabve un Kanādā.

Kalnrūpniecības un pārstrādes

Major Dienvidāfrikas un Kanādas raktuves vada kalnrūpniecības metodi. Praktiski visi no platīna grupas metāli tiek iegūti no vara vai niķeļa sulfīda minerālvielas, izmantojot flotācijas atdalīšanu. Kušanas koncentrātu maisījumu, kas tiek izvadīts no vara un niķeļa sulfīdu autoklāvā. cieto atlikumu izskalošanās satur no 15 līdz 20% platīna grupas metāliem.

Dažreiz pat flotācijas izmantojot nostādināšana. Rezultāts ir koncentrāts, kas satur 50% no platīna metāla, kas novērš nepieciešamību kausēšanai.

mehāniskās īpašības

Platīna grupas metāli ir ievērojami atšķirīgas mehāniskās īpašības. Platīna un pallādija ir diezgan mīksts un ļoti plastiska. Ar šiem metāli un to sakausējumi var palaist gan karstu un aukstu. Rodijs vispirms apstrādā ar karstu, un tad to var ārstēt ar aukstu diezgan bieži apdedzināšanai. Iridium un rutēniju jāsilda, aukstā darbu, viņi nedod.

Osmijs - cieto un grupai ir augstākais kušanas temperatūra, bet tā tendence oksidāciju uzliek savus ierobežojumus. Iridium ir visvairāk izturīgs pret koroziju no platīna metālu, rodijs un appreciated saglabāšanai to īpašības augstā temperatūrā.

strukturālās pieteikumi

Kā tīrs rūda platīns ir ļoti mīksts, tas ir uzņēmīgi pret skrāpējumiem un bojājumiem. Lai palielinātu tā cietība ir sapludināta ar daudziem citiem elementiem. Platinum rotaslietas ir ļoti populāra Japānā, kur tā tiek saukta par "Hackin" un "baltā zelta". Sakausējumi rotaslietas, kas satur 90% Pt un 10% Pd, kas ir viegli apstrādāt un lodēšanas. Pievienotas rutēniju uzlabo cietības sakausējuma, saglabājot oksidācijas pretestību. Par platīns, pallādijs un vara sakausējumi tiek izmantoti kalta produkts, jo tie ir grūtāk platīna-pallādija un mazāk dārgi.

Tīģeļi izmanto ražošanai monokristālu pusvadītāju nozarē, ir nepieciešams korozijas izturību un stabilitāti pie augstām temperatūrām. Par šo pieteikumu, tas ir vislabāk piemērota, platīna, platīna-rodiju un irīdijs. Platinum-rodija sakausējums izmanto ražošanā termopāriem, ko izmanto, lai mērītu augstu temperatūru līdz 1800 ° C Palladium tiek izmantots vai nu tīra vai jauktā veidā elektriskās ierīces (50% patēriņu) in zobu sakausējumiem (30%). Rodijs, rutēnijs un osmijs tiek reti izmanto tīrā veidā - tie kalpo kā piemaisījumu ar citiem platīna grupas metāliem.

katalizatori

Par 42% no platīna ražots Rietumos, tiek izmantots kā katalizators. No tiem, 90% tiek izmantots automašīnu izplūdes sistēmas, atšķiras ar to, ugunsizturīgu granulu vai medus pārklātas ar platīna (un pallādija, un rodija) veicina pārveidošanu nesadegušo ogļūdeņražu, oglekļa monoksīda un slāpekļa oksīdu ūdenī, oglekļa dioksīdu un slāpekļa.

Sakausējums no platīna un 10% rodija formā sarkanu karstā metāla režģi kalpo kā katalizatoru reakcijā starp amonjaka un gaisu, lai ražotu slāpekļa oksīdu un slāpekļskābi. Kad barošanas amonjaka ar metāna maisījumu var pagatavot ciānūdeņražskābe. Kad rafinēšana platīnu uz alumīnija oksīda virsmas granulu reaktorā ir katalizators, lai pārveidotu garo ķēžu sazarotās molekulām eļļas izoparafīnā kas ir vēlamas maisījumā, kas satur augstu oktāna benzīnu.

Elektrogalvanizācija

Visi platīna grupas metāli var piemērot galvaniski. Sakarā ar cietības un spīdumu pārklājumu visbiežāk piemēro rodiju. Lai gan tā vērtība salīdzināmām biezums augstāka nekā platīna zemāku blīvumu ļauj izmantot mazāku svaru materiāla.

Palladium - platīna grupas metāls, kas ir vieglāk izmantot, lai pārklātu. Sakarā ar izturību būtiski materiālo palielinās. Rutēnija ir atradis pieteikumu instrumentiem, kas paredzēti, lai ārstētu berzes pie zema spiediena.

ķīmiskie savienojumi

Organic kompleksi platīna grupas metāliem, tādiem kā alkilplatiny kompleksu, ko izmanto kā katalizatorus polimerizācijas olefīnu, ražošanas polipropilēna un polietilēna, kā arī oksidējoties etilēna uz acetaldehīda.

platīna sāļi tiek arvien vairāk izmanto vēža ķīmijterapijas. Piemēram, tie ir daļa no narkotiku, piemēram, "ar karboplatīna" un "cisplatīnu". Rutēnija oksīds pārklāts elektrodi, ko izmanto, lai ražotu hlora un nātrija hlorātu. Rodijs sulfāts un rodija fosfāts, ko izmanto galvanizācijas vannas.