Metale z grupy platynowców: przegląd listy, właściwości i zastosowań

metali z grupy platyny, – sześć szlachetne cenne pierwiastki chemiczne, które są umieszczone obok siebie w układzie okresowym. Wszystkie są metali przejściowych z grup 5-6, 8-10 latach.

Platinum Grupa Metale: Lista

Grupa składa się z sześciu następujących pierwiastków ułożone w kolejności od masy atomowej:

• Ru – ruten.
• Rh – rod.
• PD – pallad.
• Os – os.
• Ir – iryd.
• Pt – platyny.

metale z grupy platynowców mają srebrzysty białej barwy, z wyjątkiem osm, które jest koloru niebieskawo-białej. Ich chemiczne zachowanie się paradoksalne, że są one bardzo odporne na większość odczynników, lecz są one wykorzystywane jako katalizatory lub przyspieszania łatwo kontrolowania szybkości reakcji utleniania, redukcji i uwodornienia.

Ruten, osm krystalizuje się w sześciokątnym gęstego upakowania systemu, podczas gdy inne mają strukturę regularną ściennie centrowaną. Znajduje to odzwierciedlenie w większej twardości rutenu i osmu.

Historia odkrycia

Chociaż artefakty platynowo-złote datowane na 700 pne. e., w obecności metalu jest raczej przypadkowa niż regularnością. Jezuici w XVI wieku, wymienione gęste szare kamyczki związane z aluwialnych złóż złota. Te kamienie nie mogą być stopiony, ale tworzą one stop o złoto, złota staje się kruche, a to było niemożliwe do czyszczenia. Kamienie zaczął nazywać Platina del Pinto – granulki materiału srebrny od rzeki Pinto, dopływu rzeki San Juan w Kolumbii.

Plastyczny platyny, co można uzyskać tylko po całkowitym czyszczenie metali, został wyodrębniony przez Francuski lekarz Shaba 1789. Z niej powstał kubek, przedstawił papieża Piusa VI. Na otwarciu palladu w 1802 roku, powiedział, że angielski chemik William Wollaston, który nazwał chemiczną. grupy platyny metalu elementu po asteroida. Wollaston następnie ogłoszono odkrycie innej substancji obecnej w rudy platyny. Jest on nazywany rod ze względu na różowy kolor soli metali. Otwarcie iryd (nazwany na cześć bogini tęczy Iris ze względu na różnorodny jego sole) i osm (od greckiego słowa „zapachu” ze względu na zapach chloru jego lotnego tlenku) zostały wykonane przez brytyjskiego chemika Tennant Smithson w 1803 roku. Francuscy naukowcy Hippolyte Victor Collet-Deskoti Antoine-Fransua Furkrua i Nicolas-Lui Voklen zidentyfikowano dwa metale jednocześnie. Ruten, wyizolowany i zidentyfikowany przez ostatni element ma swoją nazwę od łacińskiej nazwy rosyjskiego rosyjski chemik Karl Karlovich Klaus w 1844 roku.

W przeciwieństwie do takiego łatwo wyizolować w stosunkowo czystej postaci za pomocą prostych środków uszlachetniających pożarowym, takie jak złoto, srebro i metale z grupy platynowców wymagają kompleksowego wodnej obróbce chemicznej. Metody te nie były dostępne dopiero pod koniec 19 wieku, więc identyfikacja i izolacja z grupy platynowców nadąża za srebro i złoto od tysięcy lat. Ponadto wysoka temperatura topnienia tych metali ograniczył ich zastosowanie, aż naukowcy w Wielkiej Brytanii, Francji, Niemiec i Rosji nie opracowali metody konwersji platyny w postaci nadającej się do dalszego przetwarzania. Jak metale szlachetne z grupy platynowców zaczęły być wykorzystywane w biżuterii od 1900 roku. Chociaż stosowanie jest nadal aktualne, wiele z jego przemysłowej przewyższał. Palladium stał się bardzo popularny materiał do kontaktów w systemach przekaźników telefonicznych i innych sposobów komunikacji bezprzewodowej, zapewniając długą żywotność i wysoką niezawodność i platynę, ze względu na jego odporność iskra erozji, w czasie II wojny światowej zaczął być używany w świec zapłonowych samolotów bojowych.

Po wojnie molekularne metody konwersji rozszerzenia w rafinacji ropy naftowej utworzyła ogromne zapotrzebowanie na katalityczne właściwości posiadanych przez metale z grupy platyny. Przez 1970, konsumpcja wzrosła jeszcze bardziej, gdy normy emisji spalin w Stanach Zjednoczonych i innych krajach doprowadziła do zastosowania tych chemikaliów w katalitycznej konwersji spalin.

ruda

Z wyjątkiem niewielkich złóż naniesionych z platyny, palladu i osmiryd (stop irydu i osmu), praktycznie bez rudy, które stanowi główny element składowy chemiczne – metal z grupy platynowców. Minerały są zazwyczaj zawarte w rudach siarczkowych, zwłaszcza pentlandyt (Ni, Fe) ₉ S _8. Najczęstszym laurite RuS ₂ irarsite (Ir, Ru, Rh, Pt) ośle osmiryd (Ir, Os), cooperite (PTS) i Bragga (Pt, Pd) S.

największy na świecie depozyt metali z grupy platynowców – kompleks Bushveld w RPA. Duże zapasy surowców są skoncentrowane w depozyty Sudbury w Kanadzie i Norylsk-Tałnach na Syberii. W Stanach Zjednoczonych, największe złoża minerałów z grupy platynowców są zlokalizowane w Stillwater, Montana, ale tutaj są one znacznie mniejsze niż w Afryce Południowej i Rosji. Największa na świecie producentów platyny są Republika Południowej Afryki, Rosja, Zimbabwe i Kanada.

Wydobycie i rafinacja

Główne RPA i Kanady kopalnia eksploatowane metodą górniczą. Praktycznie wszystkie metale z grupy platynowców są ekstrahowane z miedzi lub niklu siarczkowych minerałów z zastosowaniem rozdziału flotacji. Topnienia koncentrat wytwarza się mieszaninę, która wymywa się siarczki miedzi i niklu, w autoklawie. Ługowanie pozostałości stałej zawiera od 15 do 20% metalu z grupy platynowców.

Czasem do flotacji przy wykorzystaniu rozdzielania grawitacyjnego. Wynikiem jest koncentratem zawierającym 50% platyny z metalem, co eliminuje konieczność wytapiania.

właściwości mechaniczne

Do metali z grupy platynowców znacznie różniące się właściwości mechaniczne. Platyna i pallad są dość miękkie i bardzo plastyczny. Z te metale i ich stopy mogą być uruchamiane zarówno na ciepło i zimno. Rod najpierw działa się na gorąco, a następnie można go traktować zimną dość częstego wyżarzania. Iryd i ruten powinny być ogrzewane, na zimno, nie poddawaj się.

Osm – ciało stałe i grupa ma najwyższą temperaturę topienia, a tendencja do utleniania wprowadza swoje ograniczenia. Irydu jest najbardziej odporny na korozję metali platyny, rodu i cenione w celu zachowania ich właściwości w wysokich temperaturach.

zastosowań konstrukcyjnych

Jako czyste wyżarzaniu platyna jest bardzo miękki, nie jest podatna na zadrapania i zniszczenia. Aby zwiększyć ich twardość jest połączony z wieloma innymi elementami. Platyna biżuteria jest bardzo popularne w Japonii, gdzie jest nazywany „hackin” i „białego złota”. Stopy na biżuterię, zawierającego 90% Pt, 10% Pd, które jest łatwe w obsłudze i lutowania. Dodatek rutenu zwiększa twardość stopu, przy jednoczesnym zachowaniu odporności na utlenianie. Stopy platyny, palladu i miedzi stosuje się w odkuwki, ponieważ są one trudniej platyna, pallad i mniej kosztowne.

Tygle stosowane do wytwarzania monokryształów w przemyśle półprzewodników, wymagają odporności na korozję i trwałość w wysokich temperaturach. Dla tego zastosowania, a najlepiej platyna, platyna, rod i iryd. stopu platyna-rod, używane w produkcji termoelementów, które są używane do pomiaru wysokich temperatur do 1800 ° C, Palladu stosuje się zarówno w postaci czystej lub w postaci mieszaniny w urządzeniach elektrycznych (zużycie 50%), w stopów (30%). Rod, ruten, osm są rzadko stosowane w czystej formie – służą jako domieszki do innych metali z grupy platynowców.

katalizatory

Około 42% platyny wytwarzanego na Zachodzie, jest stosowany jako katalizator. Spośród nich, 90% są stosowane w systemach spalin samochodowych, znamienny tym, że granulat lub opornych na plastrach pokryte platyną (i pallad i rod) wywołać konwersję niespalone węglowodory, tlenek węgla i tlenki azotu, do wody, dwutlenku węgla i azotu.

Stopem platyny i 10% rodu w postaci czerwonej-gorącej metalowej siatki służy jako katalizator w reakcji amoniaku i powietrza do wytwarzania tlenków azotu i kwas azotowy. W przypadku podawania amoniaku z mieszaniny metanu można wytworzyć kwas cyjanowodorowy. Poprawiania platyna na powierzchni ziaren z tlenku glinu w reaktorze jest katalizator do konwersji długołańcuchowych rozgałęzionych cząsteczek oleju w izoparafiny, które są pożądane w mieszaninie wysokooktanowej benzyny.

galwanotechnika

Wszystkie metale z grupy platynowców może być nakładana galwanicznie. Z uwagi na twardość i połysk powłoki najczęściej stosuje się rod. Chociaż wartość porównywalnych grubościach większych niż platyna niższej gęstości umożliwia stosowanie mniejszej masy materiału.

Palladu – metali z grupy platynowców, co jest łatwiejsze w użyciu dla powłoki. Ze względu na wytrzymałość materiału znacznie zwiększa. Ruten znalazła zastosowanie w narzędzi przeznaczonych do obróbki tarcia przy niskim ciśnieniu.

związki chemiczne

organiczne kompleksy metali z grupy platyny, takie jak alkilplatiny kompleksy stosowane jako katalizatory do polimeryzacji olefin, przy produkcji polipropylenu i polietylenu, jak również utlenianie etylenu do aldehydu octowego.

sole platyny są coraz częściej stosowane w chemioterapii nowotworów. Na przykład, są one część leku, takich jak „karboplatyny” i „cisplatyną”. tlenek rutenu powlekane elektrod stosowanych do wytwarzania chloru i chloranu sodu. siarczan rodu i fosforan rodu stosowany w galwanizacji kąpieli.