Platinagruppemetallene: en gjennomgang av liste, egenskaper og bruksområder

Platina-gruppemetaller - er seks edel edle kjemiske elementer som er sidestilt i den periodiske tabellen. Alle er overgangsmetaller fra grupper 5-6, 8-10 periode.

Platinum Gruppe Metals: List

Gruppen består av de følgende seks kjemiske elementer som er anordnet i rekkefølge etter økende atomvekt:

• Ru - ruthenium.
• Rh - Rhodium.
• Pd - palladium.
• Os - Os.
• Ir - iridium.
• Pt - platina.

Platinagruppemetaller har en sølv-hvit fargetone, med unntak av osmium, hvilken farge er blå-hvit. Deres kjemiske paradoksal oppførsel ved at de er svært motstandsdyktige mot de fleste reagenser, men blir anvendt som katalysatorer eller akselererer lett å kontrollere hastigheten for oksidasjon, reduksjon og hydrogeneringsreaksjoner.

Ruthenium og osmium er krystallisert i heksagonal tettpakket system, mens andre har en kubisk flatesentrert struktur. Dette gjenspeiles i den større hardhet av ruthenium og osmium.

History of oppdagelse

Selv om platina-gull gjenstander datert til 700 BC. e., i nærvær av metall er det heller tilfeldig enn regularitet. Jesuittene i det XVI århundre, nevnte tette grå småstein forbundet med elve gull forekomster. Disse steinene kan ikke smeltes, men de danner en legering med gull, blir barrer sprø, og det var umulig å rengjøre. Stones begynte å kalle platina del Pinto - pellets sølv materiale fra Pinto River, en sideelv til elven San Juan i Colombia.

Formbare platina, som kan oppnås bare etter en fullstendig metallrensing, ble identifisert ved den franske fysiker Shaba i 1789. Fra det ble gjort en kopp, presentert for pave Pius VI. På åpningen av palladium i 1802, sa den engelske kjemikeren William Wollaston, som heter kjemisk. platinagruppemetallelement etter asteroide. Wollaston deretter erklært oppdagelsen av en annen substans som er tilstede i malmen platina. Det han kalte rhodium på grunn av den rosa fargen på metallsalter. Åpning iridium (oppkalt etter gudinnen av regnbuen Iris grunn av spraglete dets salter) og osmium (fra det greske ordet "lukt" på grunn av klor lukten av sin flyktige oksid) ble gjort av den britiske kjemikeren Smithson Tennant i 1803. Franske forskere Hippolyte Victor Collet-Deskoti, Antoine-Fransua Furkrua, og Nicolas-Lui Voklen identifisert to metaller samtidig. Ruthenium, isolert og identifisert av det siste elementet fikk sitt navn fra det latinske navnet på den russiske russiske kjemiker Karl Karlovich Klaus i 1844.

I motsetning til en slik lett isoleres i en relativt ren tilstand ved hjelp av enkle brann raffineringsmidler, såsom gull, sølv og metaller fra platinagruppen krever komplisert vandige, kjemiske behandlingsmasse. Disse metodene var ikke tilgjengelig før slutten av det 19. århundre, slik at identifisering og isolering av platina gruppe ligget bak sølv og gull i tusenvis av år. I tillegg har høyt smeltepunkt av disse metallene begrenset deres bruk før forskere i Storbritannia, Frankrike, Tyskland og Russland ikke har utviklet metoder for platina konvertering til en form egnet for behandling. Som edle metaller av platinagruppen begynte å bli brukt i smykker siden 1900. Selv om denne bruken er fortsatt relevant i dag, mye av sin industrielle gått. Palladium har blitt et svært populært materiale for kontakter i telefon relé systemer og annen trådløs kommunikasjon, noe som sikrer en lang levetid og høy pålitelighet, og platina, på grunn av sin motstand mot gnist erosjon, under andre verdenskrig begynte å bli brukt i tennplugger kampfly.

Etter krigen molekyl forlengelse konvertering metoder i raffineringsindustrien har et enormt behov for katalytiske egenskaper som besittes av metaller fra platinagruppen. Ved 1970-tallet, har forbruket økt enda mer når utslipps bil standarder i USA og andre land har ført til bruk av disse kjemikaliene i katalytisk konvertering av avgasser.

malm

Bortsett fra små elveavsetninger av platina, palladium og osmiridium (en legering av iridium og osmium), praktisk talt ingen malm, noe som har vært en hovedkomponent grunnstoff - et platinagruppemetall. Mineraler er vanligvis inneholdes i sulfidmalmer, særlig pentlanditt (Ni, Fe) ₉ S _8. Den vanligste laurite RuS _2, irarsite, (Ir, Ru, Rh, Pt) AsS, osmiridium (Ir, Os), cooperite, (PTS) og Bragg (Pt, Pd) S.

Verdens største forekomst av platina gruppe metaller - Bushveld komplekset i Sør-Afrika. Store lagre av råvarer er konsentrert i forekomster av Sudbury i Canada og Norilsk-Talnakh i Sibir. I USA er de største forekomster av platina gruppe mineraler som ligger i Stillwater, Montana, men her er de mye mindre enn i Sør-Afrika og Russland. Verdens største platina produsenter er Sør-Afrika, Russland, Zimbabwe og Canada.

Gruvedrift og raffinering

Major sørafrikanske og kanadiske gruven drives av gruvedrift metode. Praktisk talt alt av platinagruppemetaller ekstraheres fra kobber eller nikkel sulfidmineraler ved hjelp av flotasjon separasjon. Smelte konsentrat frembringer en blanding som vaskes ut av kobber og nikkel sulfider i en autoklav. Utlutning av faste rest inneholder fra 15 til 20% platinametaller.

Noen ganger opp til flotasjon ved hjelp av gravitasjonsseparasjon. Resultatet er et konsentrat inneholdende 50% av platinametall, noe som eliminerer nødvendigheten av smelting.

mekaniske egenskaper

Platinagruppemetallene er signifikant forskjellige mekaniske egenskaper. Platina og palladium er ganske myk og svært formbare. Med disse metaller og legeringer kan kjøres både varm og kald. Rhodium først behandles med en varm, og så den kan behandles med kald ganske hyppig gløding. Iridium og ruthenium bør være oppvarmet, kaldbearbeiding, har de ikke gi etter.

Osmium - det faste stoff og gruppen har den høyeste smeltetemperatur, men dens tendens til oksydasjon medfører sine egne begrensninger. Iridium er mest korrosjonsbestandige av platinametaller, rhodium og verdsatt for bevaring av deres egenskaper ved høye temperaturer.

strukturelle applikasjoner

Som ren glødet platina er veldig myk, er det utsatt for riper og skader. For å øke dens hardhet er smeltet sammen med en flerhet av andre elementer. Platinum smykker er veldig populært i Japan, der det heter "hackin" og "hvitt gull". Legeringer for smykker inneholdende 90% Pt og 10% Pd, som er lett å håndtere og lodding. Tilsetning av ruthenium forbedrer hardheten av legeringen, og samtidig opprettholde den oksydasjonsbestandighet. Legeringene av platina, palladium og kobber er brukt i det smidde produkt, fordi de er vanskeligere platina-palladium og mindre kostbart.

Smeltedigler benyttet for å fremstille enkeltkrystaller i halvlederindustrien, krever korrosjonsmotstandsevne og stabilitet ved høye temperaturer. For denne anvendelse er det best egnet platina, platina-rhodium og iridium. Platina-rhodium-legering som brukes i produksjonen av termoelementer som benyttes for måling av høye temperaturer opp til 1800 ° C. Palladium anvendes enten i ren eller i blandet form i elektriske apparater (50% forbruk), i dentale legeringer (30%). Rhodium, ruthenium og osmium er sjelden brukes i sin rene form - de tjener som dopemiddel for de andre platinametaller.

katalysatorer

Omtrent 42% av det platina som produseres i vesten, blir brukt som katalysator. Av disse er 90% brukt i bil eksosanlegg, karakterisert ved at de ildfaste pellets eller bikaker belagt med platina (og palladium og rhodium) fremmer omdannelse av ubrente hydrokarboner, karbonmonoksyd og nitrogenoksyder til vann, karbondioksid og nitrogen.

En legering av platina og 10% rhodium i form av en glødende metallgitter virker som en katalysator ved reaksjonen mellom ammoniakk og luft til å danne nitrogenoksider og salpetersyre. Ved mating av ammoniakk med metanblanding kan fremstilles blåsyre. Ved raffinering platina på overflaten av aluminiumoksydgranuler i reaktoren er en katalysator for omdannelse av langkjedede forgrenede molekyler av olje i isoparafiner som er ønsket i en blanding av høyoktan bensin.

galvanisering

Alle platinagruppemetaller kan påføres galvanisk. På grunn av hardheten og glansen av belegget blir oftest anvendt rhodium. Selv om dens verdi ved sammenlignbare tykkelser større enn platina lavere tetthet tillater bruk av mindre materialvekt.

Palladium - metall fra platinagruppen, som er enklere å bruke for belegget. På grunn av styrken av materialet øker betraktelig. Ruthenium har funnet anvendelse i apparater som er beregnet for behandling av friksjon ved lavt trykk.

kjemiske forbindelser

Organiske komplekser av platinagruppemetaller såsom alkilplatiny kompleksene som anvendes som katalysatorer ved polymerisering av olefiner, fremstilling av polypropylen og polyetylen, såvel som oksydasjon av etylen til acetaldehyd.

platina-salter blir i økende grad brukt i kreftkjemoterapi. For eksempel, de er en del av det medikament som "Karboplatin" og "Cisplatin". Rutheniumoksyd belagte elektroder som brukes i produksjon av klor og natriumklorat. Rhodium sulfat og fosfat rhodium anvendes i elektropletteringsbad.