Каталог
  

Платиновые металлы список


Платиновые металлы

Платиновые металлы, платиноиды, химические элементы второй и третьей триад VIII группы периодической системы Менделеева. К ним принадлежат: рутений (Ruthenium) Ru, родий (Rhodium) Rh, палладий (Palladium) Pd (лёгкие платиновые металлы, плотность ~12 г/см3); осмий (Osmium) Os, иридий (Iridium) lr, платина (Platinum) Pt (тяжёлые платиновые металлы, плотность ~22 г/см3). Серебристо-белые тугоплавкие металлы; благодаря красивому внешнему виду и высокой химической стойкости платиновые металлы наряду с Ag и Au называют благородными металлами.

  Историческая справка. Имеются указания, что самородная платина в древности была известна в Египте, Эфиопии, Греции и Южной Америке. В 16 в. исп. конкистадоры обнаружили в Южной Америке вместе с самородным золотом очень тяжёлый белый тусклый металл, который не удавалось расплавить. Испанцы назвали его платиной — уменьшительным от исп. plata — серебро. В 1744 исп. морские офицер Антонио де Ульоа привёз образцы Pt в Лондон. Они вызвали живой интерес учёных Европы. Самостоятельным металлом Pt, которую первоначально считали белым золотом, была признана в середине 18 в.

  В 1803 английский учёный У. Х. Волластон обнаружил в самородной платине палладий, получивший это название от малой планеты Паллады (открытой в 1802), и родий, названный так по розовато-красному цвету его солей (от греч. rhódon — роза). В 1804 английский химик Смитсон Теннант в остатке после растворения самородной Pt в царской водке открыл ещё 2 металла. Один из них получил название иридий вследствие разнообразия окраски его солей (от греч. íris, род. падеж íridos — радуга), другой был назван осмием по резкому запаху его четырёхокиси (от греч. osmá — запах). В 1844 К. К. Клаус при исследовании остатков от аффинажа (очистки) уральской самородной Pt в Петербургском монетном дворе открыл ещё один платиновый металл — рутений (от позднелат. Ruthenia — Россия).

  С. А. Погодин.

  Распространение в природе. Платиновые металлы принадлежат к наиболее редким элементам, их среднее содержание в земной коре (кларки) точно не установлено, ориентировочные значения приведены в таблице. Самые редкие в земной коре — Rh и lr (1×10-7% по массе), наиболее распространён Os (5×10-6%). Содержание платиновых металлов повышено в ультраосновных и основных изверженных породах, происхождение которых связано с глубинными магматическими процессами. К этим породам приурочены месторождения платиновых металлов. Ещё выше среднее содержание платиновых металлов в каменных метеоритах, которые считаются аналогами средней мантии Земли (кларки платиновых металлов в каменных метеоритах составляют n×10-4 — n×10-5% по массе). Для земной коры характерно самородное состояние платиновых металлов, а у Rh, Pd, Os и Pt известны также немногочисленные соединения с серой, мышьяком и сурьмой. Установлено около 30 минералов платиновых металлов, больше всего их у Pd (13) и Pt (9). Все минералы образовались на больших глубинах при высоких температурах и давлениях (см. Платиновые руды, Платина самородная). Платина и другие платиновые металлы встречаются в виде примеси во многих сульфидах и силикатах ультраосновных и основных пород. Геохимия платиновых металлов в биосфере почти не изучена, их содержание в гидросфере и живом веществе не установлено. Некоторые осадочные марганцевые руды обогащены Pt (до 1×10-3%), в углях наблюдалась концентрация Pt и Pd (1×10-6%); повышенное содержание платиновых металлов отмечалось в фосфоритах (вятских), в золе деревьев, растущих на месторождениях Pt.

  А. И. Перельман.

  Физические и химические свойства. Физические и механические свойства платиновых металлов сопоставлены в таблице. В дополнение необходимо указать, что Ru и Os очень тверды и хрупки (возможно вследствие присутствия примесей). Rh и lr обладают меньшими твёрдостью и хрупкостью, а Pd и Pt ковки, поддаются прокатке, волочению, штамповке при комнатной температуре. Интересна способность некоторых платиновых металлов (Ru, Pd, Pt) поглощать водород. Особенно это свойственно Pd, объём которого поглощает до 900 объёмов h3. При этом Pd сохраняет металлический вид, но растрескивается и становится хрупким. Все платиновые металлы парамагнитны. Магнитная восприимчивость cs×10-6 электро-магнитных единиц при 18 °С равна 0,05 у Os; 0,50 у Ru; 5,4 у Pd; у Rh, lr и Pt она несколько более 1,0.

  Согласно давно установившейся традиции, платиновые металлы принято помещать в VIII группу периодической системы элементов. В соответствии с этим следовало ожидать, что все платиновые металлы должны иметь высшую степень окисления +8. Однако это наблюдается только у Ru и Os, прочие же платиновые металлы проявляют валентность не выше +6. Объясняется это тем, что у атомов Ru и Os остаются незаполненными соответственно внутренние подуровни 4f и 5f. Поэтому для атомов Ru и Os возможно возбуждение не только с подуровней 5s и 6s на подуровни 5p и 6p, но и с подуровней 4d и 5d на подуровни 4f и 5f. Вследствие этого в атомах Ru и Os появляется по 8 непарных электронов и валентность +8. Электронные конфигурации атомов Rh, lr, Pd, Pt такой возможности не допускают. Поэтому в некоторых вариантах таблицы Менделеева эти элементы (а также Со и Ni) выносят за пределы VIII группы. Все платиновые металлы легко образуют комплексные соединения, в которых имеют различные степени окисления и различные координационные числа. Комплексные соединения платиновых металлов, как правило, окрашены и очень прочны.

  Химические свойства платиновых металлов имеют много общего. Все они в компактном виде (кроме Os) малоактивны. Однако в виде т. н. черни (мелкодисперсного порошка) платиновые металлы легко адсорбируют S, галогены и др. неметаллы. (Чернь обычно получают восстановлением платиновых металлов из водных растворов их соединений.) Компактные Ru, Rh, Os, lr, будучи сплавлены с Pt, Zn, Pb, Bi, переходят в раствор при действии царской водки, хотя она не действует на эти платиновые металлы, взятые отдельно.

  Семейство платиновых металлов можно разделить на 3 диады (двойки), образованные двумя стоящими один под другим лёгким и тяжёлым платиновыми металлами, а именно: Ru, Os; Rh, lr; Pd, Pt.

  При нагревании с O2 и сильными окислителями Ru и Os образуют легкоплавкие кристаллы — четырёхокиси (тетроксиды) — оранжевую RuO4 и желтоватую OsO4. Оба соединения летучи, пары их имеют неприятный запах и весьма ядовиты. При действии восстановителей превращаются в низшие окислы RuO2 и OsO2 или в металлы. Со щелочами RuO4 образует рутенаты, например рутенат калия K2RuO по реакции:

RuO4 + 2KOH = K2RuO4 + 1/2O2 + h3O.

При действии хлора K2RuO4 превращается в перрутенат калия:

K2RuO4 + 1/2Cl2 = KRuO4 + KCI.

Четырёхокись OsO4 даёт с KOH комплексное соединение K2[OsO4(OH)2]. С фтором и др. галогенами Ru и Os легко реагируют при нагревании, образуя соединения типа RuF3, RuF4, RuF5, RuF6. Осмий даёт подобные же соединения, кроме OsF3; существование OsF8 не подтверждено. Весьма интересны комплексные соединения Ru с ксеноном Xe [RuF6] (канадский химик Н. Бартлетт, 1962), а также с молекулярным азотом — [(NO)(Nh4)4 N2Ru (Nh4)4 NO] CI (советский химик Н. М. Синицын, 1962) и [Ru (Nh4)5N2] Cl2 (канадский химик А. Аллен, 1965).

  На компактные Rh и lr царская водка не действует. При прокаливании в O2 образуются окислы Rh3O3 и Ir2O3, разлагающиеся при высоких температурах.

Pd легко растворяется при нагревании в HNO3 и концентрированной h3SO4 с образованием нитрата Pd (NO3)2 и сульфата PdSO4. На Pt эти кислоты не действуют. Царская водка растворяет Pd и Pt, причём образуются комплексные кислоты — тетрахлоропалладиевая кислота h3[PdCl4] и гексахлороплатиновая — коричнево-красные кристаллы состава h3[PtCl6]×6h3O Из её солей наибольшее значение для технологии платиновых металлов имеет хлороплатинат аммония (Nh5)2[PtCl6] — светло-жёлтые кристаллы, малорастворимые в воде и почти не растворимые в концентрированных растворах Nh5CI. При прокаливании они разлагаются по реакции:

При этом Pt получается в мелкораздробленном виде (т. н. платиновая губка, или губчатая платина).

  Получение. Разделение платиновых металлов и получение их в чистом виде очень сложно вследствие большого сходства их химических свойств; это требует большой затраты труда, времени, дорогих реактивов. Для получения чистой Pt исходные материалы — самородную платину, платиновые шлихи (тяжёлые остатки от промывки платиноносных песков), лом (негодные для употребления изделия из Pt и её сплавов) обрабатывают царской водкой при подогревании. В раствор переходят: Pt, Pd, частично Rh, lr в виде комплексных соединений h3[PtCl6], h3[PdCl4], Нз [RhCl6] и h3[IrCl6], а также Fe и Cu в виде FeClз и CuCl2. Нерастворимый в царской водке остаток состоит из осмистого иридия, хромистого железняка (FeCrO2), кварца и др. минералов.

  Из раствора осаждают Pt в виде (Nh5)2[PtCl6] хлористым аммонием. Но чтобы в осадок вместе с Pt не выпал lr в виде аналогичного нерастворимого соединения (Nh5)2[lrCl6] (остальные платиновые металлы Nh5Cl не осаждает), предварительно восстанавливают Ir (+4) до Ir (+3) (например, прибавлением сахара C12h32O11 по способу И. И. Черняева). Соединение (Nh5)3[IrCl6] растворимо и не загрязняет осадка.

  Хлороплатинат аммония отфильтровывают, промывают концентрированным раствором Nh5CI (в котором осадок практически не растворим), высушивают и прокаливают. Полученную губчатую платину спрессовывают, а затем оплавляют в кислородно-водородном пламени или в электрической печи высокой частоты. Из фильтрата, оставшегося после осаждения (Nh5)2[PtCl6], и из осмистого иридия извлекают прочие платиновые металлы путём сложных химических операций. В частности, для перевода в растворимое состояние нерастворимых в царской водке платиновых металлов и осмистого иридия используют спекание с перекисями BaO2 или Na2O2. Применяют также хлорирование — нагревание смеси Pt-концентратов с NaCl и NaOH в струе хлора.

  В результате аффинажа получают труднорастворимые комплексные соединения: гексахлорорутенат аммония (Nh5)3[RuCl6], дихлорид тетрамминдиоксоосмия [OsO2(Nh4)4] Cl2, хлорпентамминдихлорид родия [Rh (Nh4)5CI] Cl2, гексахлороиридат аммония (Nh5)2[lrCl6] и дихлордиаммин палладия [Pd (Nh4)2] Cl2. Прокаливанием перечисленных соединений в атмосфере h3 получают платиновые металлы в виде губки, например

[OsO2(Nh4)4] Cl2 + 3h3 = Os + 2h3O + 4Nh4 + 2HCI

[Pd (Nh4)2] Cl2 + h3 = Pd + 2Nh4 + 2HCI.

Губчатые платиновые металлы сплавляют в вакуумной электрической печи высокой частоты.

Применяют и др. способы аффинажа, в частности основанные на использовании ионитов.

  Основным источником получения платиновых металлов служат сульфидные медно-никелевые руды, месторождения которых находятся в СССР (Норильск, Красноярский край), Канаде (округ Садбери, провинция Онтарио), ЮАР и др. странах. В результате сложной металлургической переработки этих руд благородные металлы переходят в т. н. черновые металлы — нечистые никель и медь. Платиновые металлы собираются почти полностью в черновом Ni, a Ag и Au — в черновой Cu. При последующем электролитическом рафинировании Ag, Au и платиновые металлы осаждаются на дне электролитической ванны в виде шлама, который отправляют на аффинаж.

Свойства платиновых металлов

Свойство

Ru

Rh

Pd

Os

lr

Pt

Атомный номер

44

45

46

76

77

78

Атомная масса

101,07

102,9055

11906,4

190,2

192,22

195,09

Среднее содержание в земной коре, % по массе

(5·10-7)

1·10-7

1·10-6

5·10-6

1·10-7

5·10-7

Массовые числа природных изотопов (в скобках указано распространение

96, 98, 99, 100, 101,102 (31, 61), 104

103 (100)

102, 104, 105 (22,23), 106 (27,33), 108 (26,71), 110 (11,8)

184, 186, 187, 188, 189, 190 (26,4), 192 (41,0)

191 (38,5) 193 (61,5)

190, 192 (оба слабо радиоактивны), 194 (32,9), 196(25,2), 198 (7,19)

Кристаллическая решётка, параметры в  (при 20 °С)

Гексагональ- ная плотнейшей упаковки* a =2,7057

c =4,2815

Гранецент- рированная кубическая

a =3,7957

Гранецент- рирован- ная кубическая

a =3,8824

Гексаго- нальная плотней- шей упаковки a =2,7533

c =4,3188

Гране- центри- рованная кубичес- кая

a =3,8312

Гране- центри- рован- ная кубичес- кая

a =3,916

Атомный радиус,

1,34

1,34

1,37

1,36

1,36

1,39

Ионный радиус,  (по Л. Полингу)

Ru4+ 0,67

Rh5+ 0,68

Pd4+ 0,65

Os4+ 0,65

lr4+ 0,68

Pt4+ 0,65

Конфигурация внешних электронных оболочек

4d75s1

4d85s1

4d10

5d66s2

5d76s2

5d96s1

Состояния окисления (наиболее характерные набраны полужирным шрифтом)

1,2,3,4,5,6,7,8

1,3,4

2,3,4

2,3,4,6,8

1,2,3,4,6

2,3,4

Плотность (при 20 °С), г/см3

12,2

12,42

11,97

22,5

22,4

21,45

Температура плавления, °С

2250

1960

1552

ок. 3050

2410

1769

Температура кипения, °С

ок. 4900

ок. 4500

ок. 3980

ок. 5500

ок. 5300

ок. 4530

Линейный коэффициент теплового расширения

9,1×10-6 (20°С)

8,5×10-6

(0—100 °С)

11,67×10-6 (0°С)

4,6×10-6°

6,5×10-6 (0—100°С)

8,9×10-6

(0°С)

Теплоёмкость, кал/(г ×°С)

0,057 (0°C)

0,059

(20 °C)

0,058 (0°С)

0,0309 (°С)

0,0312

0,0314 (0°С)

кдж/(кг ×К.)

0,0312

0,247

0,243

0,129

0,131

0,131

Теплопроводность кал/(см ×сек °С)

0,36

0,17

0,17

вт/(м ×К)

151

71

71

Удельное электросопротивление, ом×см×10-6 (или ом×см×10-8)

7,16-7,6 (0°C)

4,7 (0°C)

10,0 (0°C)

9,5 (0°C)

5,40

(25°C)

9,81 (0°C)

Температурный коэффициент электросопротивления

44,9×10-4

(0—100°C)

45,7×10-4

(0—100°C)

37,7×10-4 (0—100°C)

42×10-4

(0—100°C)

39,25×10-4 (0—100°C)

39,23×10-4

(0—100°C)

Модуль нормальной упругости, кгс/мм2**

47200

32000

12600

58000

52000

17330

Твёрдость по Бринеллю, кгсlмм2

220

139

49

400

164

47

Предел прочности при растяжении, кгс/мм2

48

18,5

23

14,3

Относительное удлинение при разрыве, %

15

24—30

2

31

* Для Ru обнаружены полиморфные превращения при температурах 1035, 1190 и 1500°С.

** Все механические свойства даны для отожжённых платиновых металлов при комнатной температуре; 1 кгс/мм2 = 10 Мн/м2. Некоторые параметры не приводятся как установленные неточно.

  Применение. Из всех платиновых металлов наибольшее применение имеет Pt. До 2-й мировой войны 1939—45 свыше 50% Pt служило для изготовления ювелирных изделий. В последние 2—3 десятилетия около 90% Pt потребляется для научных и промышленных целей. Из Pt делают лабораторные приборы — тигли, чашки, термометры сопротивления и др., — применяемые в аналитических и физико-химических исследованиях. Около 50% потребляемой Pt (частично в виде сплавов с Rh, Pd, lr, см. Платиновые сплавы) применяют как катализаторы в производстве азотной кислоты окислением Nh4, в нефтехимической промышленности и мн. др. Pt и её сплавы используются для изготовления аппаратуры для некоторых химических производств. Около 25% Pt расходуется в электротехнике, радиотехнике, автоматике, телемеханике, медицине. Применяется Pt и как антикоррозионное покрытие (см. Платинирование).

  lr применяют главным образом в виде сплава Pt + 10% lr. Из такого сплава сделаны международные эталоны метра и килограмма. Из него изготовляют тигли, в которых выращивают кристаллы для лазеров, контакты для особо ответственных узлов в технике слабых токов. Из сплава lr с Os делают опоры для стрелок компасов и др. приборов.

  Способностью сорбировать h3 и катализировать многие химические реакции обладает Ru; он входит в состав некоторых сплавов, обладающих высокой твёрдостью и стойкостью против истирания и окисления.

  Rh благодаря своей способности отражать около 80% лучей видимой части спектра, а также высокой стойкости против окисления является хорошим материалом для покрытия рефлекторов прожекторов и зеркал точных приборов. Но главная область его применения — сплавы с Pt, из которых изготовляют лабораторную и заводскую аппаратуру, проволоку для термоэлектрических пирометров и др.

  Pd в виде черни применяется преимущественно как катализатор во многих химических производствах, в частности в процессах гидрогенизации. Из Pd изготовляют ювелирные изделия. Раствор h3[PdCl4] — чувствительный реактив на окись углерода. Полоска бумаги, пропитанная им, чернеет уже при содержании 0,02 мг/л СО в воздухе вследствие выделения Pd в виде черни по реакции:

h3[PdCI4] +h3O + CO = 4HCI + CO2 + Pd.

  Аффинаж платиновых металлов сопровождается выделением ядовитых Cl2 и NOCI, что требует хорошей вентиляции и возможной герметизации аппаратуры. Пары легколетучих RuO4 и OsO4 вызывают общее отравление, а также тяжёлые поражения дыхательных путей и глаз (вплоть до потери зрения). При попадании этих соединений на кожу она чернеет (вследствие восстановления их до RuO2, OsO2, Ru или Os) и воспаляется, причём могут образоваться трудно заживающие язвы. Меры предосторожности: хорошая вентиляция, резиновые перчатки, защитные очки, поглощение паров RuO4 и OsO4 растворами щелочей.

  Лит.: Некрасов Б. В., Основы общей химии, т. 3, М., 1970, с. 170—204; Рипан P., Четяну И., Неорганическая химия, т. 2, Химия металлов, пер. с рум., М., 1972, с. 615—675; Плаксин И. Н., Иридий, в кн.: Краткая хим. энциклопедия, т. 2, М., 1963; Леонова Т. Н., Осмий, Палладий, там же, т. 3, М., 1964; её же, Платина, Родий, Рутений, там же, т. 4, М., 1965; Химия рутения, М., 1965; Федоров И. А., Родий, М., 1966; Звягинцев О. Е., Аффинаж золота, серебра и металлов платиновой группы, 3 изд., М., 1945; Черняев И. И., Комплексные соединения переходных металлов, М., 1973; Аналитическая химия платиновых металлов, М., 1972; «Известия Сектора платины и других благородных металлов», в. 1—32, Л. — М., 1920—1955 (в. 1—3 вышли под заглавием «Известия Института по изучению платины и других благородных металлов»); Platinum group metals and compounds. Wash., 1971.

  С. А. Погодин.

  В организме платиновые металлы представлены главным образом элементом рутением, а также искусственными радиоизотопами рутения и родия. Морские и пресноводные водоросли концентрируют радиоизотопы рутения в сотни и тысячи раз (по сравнению со средой), ракообразные — в десятки и сотни, моллюски — до десятков, рыбы и головастики лягушек — от единиц до сотен. 106Ru интенсивно мигрирует в почве, накопляясь в корнях наземных растений. У наземных млекопитающих радиоизотопы Ru всасываются через пищеварительный тракт, проникают в лёгкие, отлагаются в почках, печени, мышцах, скелете. Радиоизотопы Ru — составная часть радиоактивного загрязнения биосферы.

  Лит.: Булдаков Л. А., Москалев Ю. И., Проблемы распределения и экспериментальной оценки допустимых уровней Cs137, Sr90 и Ru106, М., 1968.

  Г. Г. Поликарпов.

___

www.xumuk.ru

Металлы платиновой группы

Металлы платиновой группы (МПГ, Платиновая группа, Платиновые металлы, Платиноиды) — коллективное обозначение шести переходных металлических элементов (рутений, родий, палладий, осмий, иридий, платина), имеющих схожие физические и химические свойства, и, как правило, встречающихся в одних и тех же месторождениях. В связи с этим, имеют схожую историю открытия и изучения, добычу, производство и применение. Металлы платиновой группы являются благородными и драгоценными металлами. В природе, чаще всего встречаются, в полиметаллических (медно-никелевых) рудах, а также в месторождениях золота и платины. Иногда, металлы платиновой группы подразделяют на две триады: рутений, родий и палладий — лёгкие платиновые металлы, а платина, иридий и осмий — тяжёлые платиновые металлы.

Платина и металлы её группы встречаются в природе в весьма рассеянном состоянии. Геохимически все эти элементы связаны с ультраосновными и основными породами. Известно около полусотни минералов платиновой группы. Платина, иридий, палладий в горных породах и месторождениях развиты как в самородном виде, так и в виде твёрдых растворов и интерметаллических соединений с Fe, Ni, Cu, Sn, реже Au, Os, Pb, Zn, Ag.Генетические группы и промышленные типы месторождений1. Магматическиеа. хромит-платиновые месторождения (уральский тип)б. месторождения комплексных платина-хромит-медно-никелевых руд (бушвельдский тип)в. ликвационные медь-никель-платиновые месторождения (норильский тип)2. Гидротермальные3. РоссыпиВсе платиновые металлы светло-серые и тугоплавкие, платина и палладий пластичны, осмий и рутений хрупкие. Красивый внешний вид благородных металлов обусловлен их инертностью.Платиновые металлы обладают высокой каталитической активностью в реакциях гидрирования, что обусловлено высокой растворимостью в них водорода. Палладий способен растворить до 800—900 объёмов водорода, платина — до 100.Все платиновые металлы химически довольно инертны, особенно платина. Они растворяются лишь в «царской водке» с образованием хлоридных комплексов:Промышленное производство платины первоначально велось в Америке. Лишь в 1819 году платиновые россыпи были впервые обнаружены на Урале близ Екатеринбурга. С тех пор Россия становится ведущим производителем платины, а, с момента открытия, и платиноидов.

В настоящее время, почти 90 % всего объема производства металлов платиновой группы разделено между платиной и палладием, остальные добываются и продаются в небольших количествах. 95 % запасов и 90 % производства МПГ сосредоточены в двух крупных месторождениях — Бушвельдском комплексе, находящемся на территории Южно-Африканской Республики, и в Норильском рудном районе, расположенном в России. В рудах Бушвельда содержание платины втрое выше, чем палладия, в то время как в Норильске наблюдается обратное соотношение.

Поэтому, ЮАР является крупнейшим мировым производителем платины, а Россия — палладия.

Запасы

Содержание платиновых металлов в земной коре (кларк) оценивается, как 10−8 % для платины, 10−9 % для палладия и 10−11 % для остальных платиновых металлов.

Общие запасы металлов платиновой группы на начало 2009 года оцениваются в 100 млн кг. Причем распределены они, также неравномерно: ЮАР (63,00 млн кг разведанных запасов при 70,00 млн кг общих), Россия (6,20/6,60), США (0,90/2,00), Канада (0,31/0,39).

В России почти вся добыча металлов платиновой группы целиком сосредоточена в рамках «Норильского никеля» (15 % мирового производства платины и 55 % производства палладия)

.

С середины 1970−х годов главной сферой применения платины и палладия стала автомобильная промышленность.В электротехнической промышленности из металлов платиновой группы изготовляют контакты с большой степенью надёжности (стойкость против коррозии, устойчивость к действию образующейся на контактах кратковременной электрической дуги). В технике слабых токов при малых напряжениях в цепях используются контакты из сплавов золота с платиной, золота с серебром и платиной. Для слаботочной и средненагруженной аппаратуры связи широко применяют сплавы палладия с серебром (от 60 до 5 % палладия).Магнитные сплавы металлов платиновой группы с высокой коэрцитивной силой употребляют при изготовлении малогабаритных электроприборов. Сопротивления (потенциометры) для автоматических приборов и тензометров делают из сплавов металлов платиновой группы (главным образом палладия с серебром, реже с другими металлами). У них малый температурный коэффициент электрического сопротивления, малая термоэлектродвижущая сила в паре с медью, высокое сопротивление износу, высокая температура плавления, они не окисляются.Металлы платиновой группы идут на изготовление деталей, работающих в агрессивных средах — технологические аппараты, реакторы, электрические нагреватели, высокотемпературные печи, аппаратуру для производства оптического стекла и стекловолокна, термопары, эталоны сопротивления и др.При изготовлении инструментов металлы платиновой группы позволяют получить уникальные свойства по прочности, корозостойкости и долговечности.Металлы платиновой группы используются в чистом виде, как биметалл и в сплавах (см. Платиновые сплавы). Химические реакторы и их части делают целиком или только покрывают фольгой из металлов платиновой группы. Покрытые платиной аппараты применяют при изготовлении чистых химических препаратов и в пищевой промышленности. Когда химической стойкости и тугоплавкости платины или палладия недостаточно, их заменяют сплавами платины с металлами, повышающими эти свойства: иридием (5-25 %), родием (3-10 %) и рутением (2-10 %). Примером использования металлов платиновой группы в этих областях техники является изготовление котлов и чаш для плавки щелочей или работы с соляной, уксусной и бензойной кислотами; автоклавов, дистилляторов, колб, мешалок и др.Сплавы иридия с осмием, а также золота с платиной и палладием используют для изготовления компасных игл, напаек «вечных» перьев.Высокие каталитические свойства некоторых металлов платиновой группы позволяют применять их в качестве катализаторов, например, платину применяют при производстве серной и азотной кислот.В некоторых странах металлы платиновой группы используются в медицине, в том числе и в качестве небольших добавок к лекарственным препаратам.

http://ru.wikipedia.org/wiki/Металлы_платиновой_группы

Для сравнения с графиком цены золота

Источник данных

Page 2
Доля расходов на НИОКР в ВВП (GERD - gross domestic expenditure on R&D)Научный продукт (количество научных публикаций по отношению к миру)

http://www.economist.com/node/17460678

индекс S&P, оценённый в унциях золота

http://www.businessinsider.com/chart-of-the-day-stocks-to-gold-ratio-2010-11индекс Dow Jones, также оценённый в унциях золота (условно говоря, сколько нужно золота, чтобы купить акцию Dow)

http://blogs.wsj.com/marketbeat/2010/11/10/heres-that-gold-versus-the-dow-chart-you-wanted/?utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed:+wsj/marketbeat/feed+(WSJ.com:+MarketBeat+Blog)Ещё в одном исследовании говорится, что график показывает «борьбу виртуальных активов против реальных

http://home.earthlink.net/~intelligentbear/com-dow-au.htmТам же приводится мнение, что справедливой оценкой сегодня для золота и индекса Dow Jones были бы значения 1700 долларов за унцию и 10.000 пунктов соответственно.

http://ttolk.ru/?p=400

график ДОУ в тройских унциях, начиная с 1995 года

http://www.2stocks.ru/finmarket/?p=5626также - хранить в Доу и в золоте

http://bulochnikov.livejournal.com/228733.html

Графики ДОУ в трунциях золота с комментариямиДанные по ДОУ за достаточно долгий период.

http://www.analyzeindices.com/dow-jones-history.shtml.

http://www.wrenresearch.com.au/downloads/). Далее, я воспользовался Екселем, чтобы перевести текстовые файлы по ссылкам в цифровые и составить графики. Один график ДОУ в тройских унциях золота с 1896 по 2008 годы по годам. С моими комментариями на графике. И второй график ДОУ в тройских унциях золота с 1968 года по 2010 год помесячно. Тенденция оказалась ещё более интересная. До отвязки доллара от золота пузыри было надувать невозможно. ДОУ в трунциях хотя и колебался, но в целом был стабилен. Примерно к 1950 году демиурги поняли (или обнаглели настолько) что начали игру с ДОУ и золотом. Они надували ДОУ и опускали золото, воспользовавшись любым информационным поводом. Вначале надували, воспользовавшись корейской войной. Потом стали надувать просто так, а войнами пользовались, чтобы сдуть пузыри на акциях. Вот этот график ДОУ в долларах.

А вот график ДОУ/трунц по годам с моими комментариями:

А вот график ДОУ/трунц помесячный:

http://bulochnikov.livejournal.com/232373.html

iv-g.livejournal.com

Платиноиды – металлы платиновой группы.

О драгоценных и полудрагоценных камнях Комментарии и отзывы о сайте подробней... Большинство из нас благородными металлами привыкли считать лишь золото, серебро и платину. Между тем, металлы платиновой группы, иначе называемые платиноидами, тоже считаются благородными. Подобный «аристократизм» связан прежде всего с комплексом физико-химических свойств иридия, осмия, родия, палладия и рутения. Заметную роль играет и сходство в строении атомов перечисленных элементов. Объединяющим фактором служит и малая концентрация платиноидов в земной коре. Испытывая склонность к классификации всего на свете, человек разделил платиноиды на две триады. Первая подгруппа зовется триадой легких платиновых металлов. К ним относятся рутений, родий и палладий. Собственно платина, а также иридий и осмий принадлежат к триаде тяжелых платиновых металлов. Подобное разделение – отнюдь не условность: сплав иридия и осмий мог бы стать культовым у бодибилдеров, потому как более плотных металлов не существует. Но цена велика, да и промышленники без боя платиноидов не отдадут. Потому что драгоценными эти металлы являются не столько из-за ювелирной востребованности, сколько из-за великой практической ценности.

Платиноиды на Земле

Выделенные из платиновых руд в первом десятилетии ΧΙΧ века, благородные металлы с той поры не стали ни более частыми, ни более доступными. Они по-прежнему присутствуют в земной коре в следовых концентрациях. Их по-прежнему непросто найти и сложно добыть. Правда, платина, иридий и палладий изредка встречаются в виде самородков. Зато осмий, родий и рутений самородков не образуют никогда, и присутствуют в минералах в виде так называемых твердых растворов. Наилучшими источниками платиновых металлов служат минералы, образованные соединениями редких элементов. Палладистая платина содержит от 7 до 40% палладия. Станнопалладинит иногда включает в себя до 45% палладия (остальное – олово и медь). Невьянскит может содержать иридий и осмий в равных долях, хотя обычно иридия в этом минерале больше. Рутений и родий встречаются как составная часть арсенидов (соединений мышьяка) и сульфидов платины. По геологическому типу месторождения платиноидов могут быть магматическими, комплексно-рудными, отложениями солевых растворов, а также россыпями. Средняя концентрация платиновых металлов в породах земной коры крайне невелика. Платины и палладия в теле планеты немного больше, чем остальных металлов группы. Теоретически в разведанных месторождениях находится не более 100 тысяч тонн платиноидов.

Свойства металлов платиновой группы

Самой низкой температурой плавления среди платиноидов обладает палладий (1554˚С); самой высокой – осмий (3027˚С). Тугоплавкость – общее свойство благородных металлов, родственных платине. Внешне драгоценные металлы похожи друг на друга: их цвет можно характеризовать как малозаметные вариации светло-серого оттенка. Окисные пленки на поверхности слитков не образуются: так проявляется себя инертность этих химических элементов, особенно заметная у платины. Физические качества различны. Платина и палладий весьма пластичны, и в чистом виде хорошо куются. Осмий и рутений хрупки. Иридий и родий тверды, хотя их сопротивляемость абразивному износу не особенно велика. Каждый из платиноидов способен быть катализатором в реакциях с присоединением водорода. Это свойство обусловлено способностью металлов растворять в себе молекулярный водород. Палладий – чемпион: он может принять в себя до 950-ти объемов водорода! Теряя форму и растрескиваясь при этом – но все же поглощая и поглощая газ! Подобное свойство металла кажется любопытным, но малоприменимым. На самом же деле природа подарила людям, мечтающим о переходе на водородное топливо, готовый фильтр для газа. Запаянная трубка из палладия, будучи разогретой до 500-600˚С, способна удерживать любые примеси и пропускать через свои стенки чистый водород. Подобная мера позволяет подавать в камеру сгорания горючий, а не гремучий (взрывоопасный из-за наличия примешанного кислорода) газ.

Платиноиды нужны человечеству!

Люди не были бы людьми, если б сокровища планеты не примерили первым делом лично на себя. Все драгоценные металлы платиновой группы сегодня используются в ювелирном деле! Правда, в разной степени. Ранее имели место попытки чеканки монет высокого номинала из платины, однако сегодня подобные опыты просто невозможны: высокая цена грамма платины и ее «родственников» позволяет выпускать только так называемые инвестиционные (реализуемые на несколько порядков дороже номинала) монеты. В 1989-м году в Советском Союзе была выпущена монета номиналом в 25 рублей, выполненная из чистого палладия. Россия продолжила традицию выпуска инвестиционных монет из палладия. Автомобили с катализаторами, позволяющими дожигать продукты окисления углеводородного топлива до относительно безопасных соединений, невозможны без соединений платины и палладия. Высоковольтная электротехника, в свою очередь, нуждается в контактах, устойчивых к разрушительному действию разрядной дуги. Сегодня никакой реальной альтернативы платине и ее группе металлов в энергетике нет! Проводники и контакты, снабженные покрытиями из сплавов благородных металлов, повышают ресурс и качество работы аппаратуры среднего вольтажа. Сплавы палладия с серебром незаменимы в слаботочной электронике. Инструменты и оборудование, предназначенные для работы в агрессивных средах, более двухсот лет делаются из платиновых металлов. Прочность, коррозионная устойчивость, долговечность – вот главные характеристики изделий из платиноидов. Небольшие добавки палладия к титану резко повышают коррозионную стойкость металла. Является палладий и легирующей добавкой к стали. Платиновая фольга – эффективное покрытие внутренних поверхностей химических реакторов и пищевого оборудования. Сопротивляемость чистой платины повышается при сплавлении ее с иридием, родием и рутением. Емкости и детали, выполненные из четырех драгоценных металлов, десятилетиями служат в производственных циклах изготовления кислот и щелочей. Иридий с осмием – идеальное сочетание для немагнитных частей профессиональных компасов. Иглы, на которых балансируют стрелки точных приборов – иридиево-осмиевые. Биологически активные соединения платиновых металлов находят применение в официальной медицине. Все камни

finesell.ru

Платиновые металлы

Электронные конфигурации внешнего и предвнешнего уровней атомов элементов и возможные степени окисления их представлены ниже.

V период Ru Rh Pd

5s14d7 5s14d8 5s04d10

VI период Os Ir Pt

(4f) 6s25d6 6s25d7 6s15d9

Характерные степени окисления:

Ru Rh Pd

+4, +6,+8 +3, +4 +2, +4

Os Ir Pt

(+4),+6,+8 +3,+4 +2,+4

Физические свойства

Элемент

R,ат.Å

d,г/см3

I,эВ

Тплавл., °С

Ткипен. , °С

% в з.к.

Ru

1,32

12,80

7,5

2400

~4200

5∙10–7

Rh

1,34

12,42

7,7

1966

~3900

1∙10–7

Pd

1,37

12,03

8,3

1555

~3170

1∙10–6

Os

1,33

22,7

8,7

~2700

~4600

5∙10–6

Ir

1,35

22,65

9,2

2454

~4500

1∙10–6

Pt

1,38

21,45

8,8

1774

~3800

2∙10–5

Нахождение в природе и получение. Pt – встречается в самородном виде и ей обычно сопутствуют все платиновые металлы. Процесс получения отдельных металлов состоит из сложных химических операций отделения платиновых металлов друг от друга.

Химические свойства. В ряду стандартных электродных потенциалов они (благородные металлы) практически замыкают ряд напряжений:

Pd – 2ē = Pd2+ φ° = + 0,83 B

Наиболее активны Os,Ru,

Наименее - Ir, Pt.

Pt - 2ē = Pt2+ φ° = + 1,2

Электронные аналоги: Ru - Os, Rh - Ir, Pd - Pt

Отношение к кислороду. При прокаливании металлов при высокой температуре (t° = 600 - 800°C)образуется смесь оксидов с металлами:

MeO2, MeO4 - (Os, Ir)

Me2O3, MeO - (Rh, Pd)

MeO3 - (Ru, Os, Ir, Pt)

Соединения с галогенами

Фториды: PtF4, OsF4, IrF5, RuF5, IrF6, OsF6, OsF8

Хлориды: PtCl4, PdCl2, RuCl3, (MeCl3) -для прочих металлов.

Отношение к кислотам:

Самый активный - Os:

Os + 8HNO3 = OsO4 + 8NO2 + 4h3O

стружка концентр.

Os + 4h3SO4 OsO4 + 4SO2 + 4h3O

концентр.

Pd - очень медленно растворяется в конц. HNO3 и h3SO4, быстро в царской водке:

Pd + 2h3SO4 = PdSO4 + SO2 + 2h3O

3Pd + 18HCl +4HNO3=3h3[PdCl6]+ 4NO + 8h3O

Pt - растворяется только в царской водке:

3Pt + 18HCl + 4HNO3 = 3h3[PtCl6] + 4NO + 8h3O

Rh и Ir - в компактном состоянии не реагируют с кислотами, даже с царской водкой. Для переведения в раствор малоактивных платиновых металлов существуют методы высокотемпературного хлорирования в присутствии NaCl При этом образуются комплексные соли Rh, Ir, Ru и их легко переводят в раствор

Применяют электрохимическое растворение.

Отношение к щелочам.

Ru, Os - реагируют со щелочами в присутствии сильных окислителей, образуются рутенаты K2RuO4 и осматы типа K2OsO4..

5Ru + 4KOH+6KNO3 = 5K2RuO4 + 3N2 + 2h3O

5 Ru+8OH– – 6ē = RuO42– +4h3O

3 2NO3– + 6HOH +10ē = N2 + 12OH–

Соединения платиновых металлов обладают:

- характерной окраской

- окислительными свойствами

- неустойчивостью к нагреванию

- склонностью к комплексообразованию

Оксиды, образующиеся при нагревании металлов с О2, легко разлагаются:

2OsO2 OsO4 + Os 2Ir2O3 Ir + 3IrO2

2PdO2 2PdO + O2 2PdO 2Pd + O2

Гидроксиды получают косвенно:

- при сложных ОВР

- электролизе

- гидролизе комплексных соединений

Все - нерастворимы, кристаллогидраты, например,

PtO2∙2h3O или h3[Pt(OH)6] и др.

Соединения в различных степенях окисления

+2 Производные 2-х валентных элементов особенно характерны для Pd и Pt: Pd(NO3)2, PdCl2∙2h3O, гидроксиды обладают основными свойствами.

+3 Соединения 3-х валентных элементов - характерны для Rh,Ir. Их гидроксиды - Rh(OH)3 -желтый и Ir(OH)3 - зеленый, нерастворимы в h3O , при нагревнии°

дают оксиды Э2О3. Существует много комплексных соединений

+4 Диоксиды типа ЭО2 существуют для всех металлов особенно характерны для Pt, гидроксид Pt(OH)4 - амфотерен:

Pt(OH)4 + 3NaOH = Na2[Pt(OH)6]

Pt(OH)4 + 6HCl =4h3O + h3[PtCl6]

Pt(IV) - образует аммиачные комплексы [Pt(Nh4)6]Г, (Г- галоген).

Платинохлористоводородрая к-та h3[PtCl6] - осаждает ионы Nh5+, K+,Rb+ и Cs

+6 Производные 6-ти валентных элементов наиболее характерны для Os и Ru. При сплавлении металлов с КОН в присутствии окислителя – образуются осматы и рутенаты: K2OsO4∙2h3O, K2RuO4∙h3O

+8 Известны для Os и Ru . Os + F2OsF8

порошок

OsF8 - обладает окислительными свойствами , разлагается водой:

OsF8 + 4h3O = OsO4 + 8HF

OsO4 и RuO4 - легкоплавкие и легколетучие кристаллические вещества, пары ядовиты, в воде хорошо растворимы, но не показывают кислой реакции. Сильные окислители.

Применение

1. Термопары Pt - Rh, Rh - Ir.

2. Ru - сплавы большой твердости (электрич. контакты)

3. Rh - для покрытия контактов и для получения отражателей в прожекторах

4. Os - Ir сплавы с платиной - обладают высокой твердостью и упругостью - для ответственных деталей

5.Pt-пластична и легко подвергается обработке, мал коэффициент линейного расширения, спаивается со стеклом.

6. Катализаторы

7. Pt - посуда и аппаратура.

studfiles.net


Смотрите также