Plaatina grupi metallid: ülevaade nimekiri, omadused ja rakendused

Plaatinarühmiti - on kuus üllas väärtuslikku keemilisi elemente, mis on asetatud kõrvuti perioodilise tabeli. Kõik on siirdemetallid rühmade 5-6, 8-10 perioodil.

Plaatinarühmiti: Nimekiri

Rühm koosneb järgnevast kuuest keemilised elemendid paigutatud suurenemise järjekorras aatommass:

• Ru - ruteeniumi.
• Rh - roodium.
• Pd - pallaadium.
• Os - Os.
• Ir - iriidium.
• Pt - plaatina.

Plaatinarühmiti on hõbevalge toon, välja arvatud osmium, mis värvi on sinakasvalge. Nende keemilised paradoksaalse käitumise poolest, et nad on väga vastupidavad Kõige reaktiive, kuid kasutatakse katalüsaatoreid või kiirendades kergesti kiiruse reguleerimiseks oksüdeerimine, redutseerimine ja hüdrogeenimisreaktsioone.

Ruteenium ja osmium on kristalliseerunud kuusnurkne tihepakitud süsteemi, samas kui teised on tahktsentreeritud kuubilise struktuuriga. See kajastub kõvemad ruteenium ja osmium.

Ajalugu avastus

Kuigi plaatina-kuld esemeid dateeritakse 700 eKr. e., olemasolu metallist on pigem juhuslik kui korrektsuse. Jesuiitide XVI sajandil mainitud tiheda halli veeris seostatakse alluviaalsetest kulla hoiused. Need kivid ei saa sulanud, kuid need moodustavad sulam kulda, väärismetallikangidega muutub rabedaks, ja see oli võimatu puhastada. Stones hakkasid helistama plaatina del Pinto - graanulid hõbe materjali Pinto jõe lisajõgi jõe San Juan Colombia.

Malleable plaatina, mida võib saada alles pärast täielikku metallide puhastamine oli esile Prantsuse füüsik Shaba 1789. Sellest tehti tassi, mida esitleti Pius VI. Avamise pallaadiumi 1802, ütles inglise keemik William Wollaston, kes nimetas kemikaali. plaatinat rühma metalli elemendi pärast asteroidi. Wollaston hiljem kuulutas avastuse teise aine esineb plaatina maagi. See kutsus ta roodium tõttu roosa värvi metallide soolad. Avamine iriidiumi (nime jumalanna vikerkaar Iris sest kirev selle soolad) ning osmium (kreeka sõnast "lõhn", sest kloori lõhn oma lenduvate oksiid) tegi Briti keemik Smithson Tennant 1803. Prantsuse teadlased Hippolyte Victor Collet-Deskoti, Antoine-Fransua Furkrua ja Nicolas-Lui Voklen kindlaks kaks metall üheaegselt. Ruteenium, isoleeritud ja eristab viimase elemendi sai oma nime ladina nimi vene Vene keemik Karl Karlovich Klaus 1844.

Erinevalt näiteks kergesti eraldatavad suhteliselt puhtas olekus lihtsate leekrafineerimine aineid nagu kuld, hõbe ja metall plaatinarühma nõuavad kompleksi vesi- keemilise töötlemise. Need meetodid ei ole saadaval kuni 19. sajandi lõpust, nii et identifitseerimiseks ja isoleerimiseks plaatina rühma jäävad maha hõbeda ja kulla tuhandeid aastaid. Lisaks kõrge sulamistemperatuuriga metalle on piiratud nende kasutamine kuni teadlased Suurbritannias, Prantsusmaal, Saksamaal ja Venemaal ei ole töötanud meetodid plaatina muutmine sobivas vormis töötlemiseks. Kuna väärismetallide plaatina grupi hakati kasutama ehted alates 1900. Kuigi see kasutamine on endiselt aktuaalsed, palju oma tööstusliku ületas. Palladium on muutunud väga populaarne materjal kontaktid telefoni relee süsteemid ja muud traadita side, tagades pika eluea ja kõrge töökindluse ja plaatina, sest tema vastupanu säde erosiooni käigus algas Teine maailmasõda, mida kasutatakse süüteküünalde lahingulennukid.

Pärast sõda molekulaarsete pikendamise konverteerimise meetodid naftatöötlemisel on loonud tohutu nõudlus katalüütilised omadused valduses metallide plaatina rühma. Autor 1970, tarbimine kasvanud veelgi, kui auto heitmete kohta USA ja teiste riikide on viinud nende kasutamise kemikaalide katalüütilise muundamise heitgaasides.

maak

Arvatud väikese uhtsetetena plaatina, pallaadium ja osmiridium (sulam iriidiumi ja osmiumi), praktiliselt mingit maagi, mis on olnud peamine komponent keemiline element - plaatinast rühma metalli. Minerals paiknevad tavaliselt sulfiid maagid, eriti pentlandite (Ni, Fe) ₉ S _8. Kõige tavalisem Laurite Rus _2, irarsite, (Ir, Ru, Rh, Pt) AsS, osmiridium (Ir, Os), cooperite, (p) ja Bragg (Pt, Pd) S.

Maailma suurim tagatisraha plaatina rühma metallid - BUSHVELD kompleks Lõuna-Aafrikas. Suured toorainevarud on koondunud hoiused Sudbury Kanada ja Norilsk-Talnakh Siberis. USA suurim hoiuste plaatina rühma mineraalid asuvad Stillwater, Montana, kuid siin nad on palju väiksem kui Lõuna-Aafrikas ja Venemaal. Maailma suurim plaatina tootjad on Lõuna-Aafrika, Venemaa, Zimbabwe ja Kanadas.

Kaevandamine ja rafineerimise

Major Lõuna-Aafrika ja Kanada minu haldab kaevandamise meetodit. Peaaegu kõik plaatinarühmiti ekstraheeritakse vasest või niklist sulfiid mineraalid lehe ujuvilpüsimisele eraldamine. Melting Kontsentreeritud segu, mis uhutakse vase ja nikli sulfiide autoklaavis. Lekitamist tahke jääk sisaldab 15-20% plaatinarühmiti.

Mõnikord kuni ujuvilpüsimine kasutades gravitatsioonsepareerimine. Tulemuseks on kontsentraat, mis sisaldas 50% plaatina metall, jääb ära vajadus sulatamiseks.

mehaanilised omadused

Plaatina grupi metallid on oluliselt erinev mehaanilisi omadusi. Plaatina ja pallaadium on üsna pehme ja väga pehme. Nende metallide ja nende sulamite saab käivitada nii kuum ja külm. Roodium töödeldakse esmalt kuuma ja siis saab ravida külm üsna sagedased lõõmutamist. Iridium ja ruteeniumi tuleks kuumutada, külmtöötlemiseks, nad ei andnud alla.

Osmium - tahke ja rühm on kõrgeim sulamistemperatuuri, kuid selle kalduvus oksüdatsiooni paneb oma piirangud. Iriidiumi kõige korrosioonikindlast plaatina metall, roodium ja mõistetav säilitamiseks nende omadused kõrgetel temperatuuridel.

ehitusrakendustes

Nagu puhta lõõmutatud plaatina on väga pehme, siis on vastuvõtlikud kriimustuste ja kahjustuste suhtes. Et suurendada selle kõvadus on kondenseerunud hulga muid elemente. Platinum ehted on väga populaarne Jaapanis, kus seda nimetatakse "Hackin" ja "valge kuld". Sulamid ehted, mis sisaldavad 90% Pt ja 10% Pd, mis on lihtne käsitseda ja jootmiseks. Lisaks ruteenium parandab sulami kõvadust, hoides oksüdeerimiskindlust. Sulamite plaatina, pallaadium ja vask kasutatakse sepistatud tootena, kuna nad on kõvemad plaatinat pallaadium ja vähem kulukaks.

Tiiglite valmistamiseks kasutatud monokristallides pooljuhtide tööstuses, nõuavad korrosioonikindlust ja stabiilsus kõrgetel temperatuuridel. Selle rakenduse on kõige paremini plaatina, roodiumi ja iriidiumi. Plaatina-roodium sulami valmistamiseks kasutatavale termopaaride mida kasutatakse mõõtmiseks kõrgetel temperatuuridel kuni 1800 ° C. Palladium kasutatakse kas puhtal kujul või segavormis elektri seadmed (50% tarbimisest), hambapastades sulamid (30%). Roodium, ruteenium ja osmium kasutatakse harva puhtal kujul - neid kasutatakse lisandjaotuste teistele plaatinarühmiti.

katalüsaatorid

Ligikaudu 42% plaatina toodetud West, katalüsaatorina kasutatakse. Neist 90% kasutatakse autotööstuses väljalaskesüsteemidele, kusjuures tulekindlate kuulikeste või kärgedes kaetud plaatina (ja pallaadium ning roodium) edendada muundamiseks põlemata süsivesinike, süsinikmonooksiidi ja lämmastikoksiidide vette, süsinikdioksiid ja lämmastik.

Sulamist plaatina ja 10% roodium vormis tulipunane metallvõre toimib katalüsaatorina vahelises reaktsioonis ammoniaagi ja õhu toota lämmastikoksiidide ja lämmastikhape. Söötmisel ammoniaagi metaani segu võib valmistada Vesiniktsüaniidhappe. Piiritledes plaatina pinnal alumiiniumipinnale graanulid reaktoris on katalüsaator muundamisel pika ahelaga hargnenud molekulide õli isoparafiinidispersioonist mis sobivad segus kõrge oktaanarvuga bensiini.

galvaaniline

Kõik plaatinarühmiti saab rakendada galvaaniliselt. Kuna kõvadus ja läige kattes kõige sagedamini rakendatakse roodium. Kuigi selle raha võrreldavates paksused kõrgem kui plaatina väiksema tihedusega võimaldab kasutada väiksema kaaluga material.

Palladium - plaatinarühma metalli, mis on lihtsam kasutada kattega. Tänu materjali tugevusega suureneb märgatavalt. Ruteenium on leidnud rakendust instrumentide ravis ette nähtud hõõrdumise madalal rõhul.

keemilised ühendid

Orgaaniline komplekside plaatinarühmiti nagu alkilplatiny kompleksid kasutatakse katalüsaatoritena polümerisatsioonil olefiinide tootmiseks polüpropüleeni ja polüetüleeni, samuti oksüdeerumist etüleeni atseetaldehüüd.

plaatina soolad kasutatakse üha vähi keemiaravis. Näiteks, nad on osa ravimi nagu "karboplatiini" ja "tsisplatiini". Ruteeniumoksiidiga kaetud elektroodid tootmisel kasutatud kloori ja naatriumkloraadile. Roodium kohal ja roodium fosfaadi kasutatakse galvaanimisvannide.