Tieto kovy platinovej skupiny: a preskúmanie zoznamu, vlastnosti a aplikácie

Kovy platinovej skupiny - je šesť ušľachtilý drahé chemické prvky, ktoré sú vedľa seba v periodickej tabuľke. Všetky sú prechodné kovy zo skupiny 5-6, 8-10 obdobie.

Kovy platinovej skupiny: Zoznam

Skupina sa skladá z nasledujúcich šiestich chemických prvkov, usporiadaných v poradí rastúcej atómovej hmotnosti:

• Ru - ruténium.
• Rh - ródium.
• Pd - paládium.
• Os - Os.
• Ir - irídium.
• Pt - platina.

Kovy skupiny platiny majú striebristo biely odtieň, s výnimkou osmia, ktorá farba je modrasté. Ich chemické paradoxné správanie v tom, že sú vysoko odolné voči väčšine činidiel, ale sú používané ako katalyzátory alebo urýchlenie ľahko riadenia rýchlosti oxidácie, redukcie a hydrogenácie.

Ruténium a osmium sa kryštalizuje v hexagonálnej tesne usporiadanej systému, zatiaľ čo iné majú kubickú štruktúru plošne centrované. To sa odráža vo väčšej tvrdosti ruténium a osmium.

História objavu

Hoci platiny a zlata artefakty datovaný až 700 pred naším letopočtom. napr., v prítomnosti kovu, je to skôr náhodné než pravidelnosťou. Jezuiti v XVI storočí, zmienil husté šedej okruhliaky spojené s naplavených ložísk zlata. Tieto kamene nemôže byť roztavený, ale tvorí zliatinu s zlaté a drahých kovov krehne, a nebolo možné vyčistiť. Stones začali volať Platina del Pinto - granulky strieborného materiálu z rieky Pinto, prítok rieky San Juan v Kolumbii.

Poddajný platiny, ktorý je možné získať len po kompletné čistenie kovov, bol vybraný francúzsky fyzik Shaba v roku 1789. Z nej bolo vykonané pohár, bola predložená pápeža Pia VI. O otvorení paládia v roku 1802, povedal, že anglický chemik William Wollaston, kto vymenoval chemikálie. kovu platiny prvok po planétky. Wollaston následne vyhlásený objav iné látky prítomné v rude platiny. To zavolal ródium vďaka ružovej farbe kovových solí. Otvorenie irídium (pomenované po bohyňa dúhy Iris kvôli rozmanitá jej soli) a osmium (z gréckeho slova "zápach", pretože zápach chlóru jej prchavého oxidu) boli vyrobené podľa britského chemika Smithson Tennant v roku 1803. Francúzski vedci Hippolyte Victor Collet-Deskoti, Antoine-Fransua Furkrua a Nicolas-Lui Voklen identifikované dva kovy súčasne. Ruténium, izolované a identifikované posledný prvok dostal svoje meno z latinského názvu Ruskej federácie ruského chemika Karl Karlova Klaus v roku 1844.

Na rozdiel od napríklad ľahko izolovať v relatívne čistom stave jednoduchým požiarnej rafinačných činidiel, ako je zlato, striebro a kovy platinovej skupiny vyžadujú komplexné vodnej chemické ošetrenie. Tieto metódy neboli k dispozícii až do konca 19. storočia, takže identifikácia a izolácia platinovej skupiny zaostával za striebro a zlato pre tisíce rokov. Okrem toho vysoký bod topenia týchto kovov má obmedzené ich použitie, kým vedci v Británii, Francúzsku, Nemecku a Rusku nevyvinuli metódy pre konverziu platiny do formy vhodnej na spracovanie. Vzhľadom k tomu, drahé kovy skupiny platiny sa začal používať v šperky od roku 1900. Hoci toto použitie je stále relevantné aj dnes, veľa z jeho priemyselnej prekonaný. Palladium sa stal veľmi obľúbeným materiálom pre kontakty relé systémov telefónnych a ďalších bezdrôtových komunikácií, zaručuje dlhú životnosť a vysokú spoľahlivosť, a platinu, pretože jeho odporu voči iskra erózie, počas druhej svetovej vojny začal byť používaný v zapaľovacích sviečok bojových lietadiel.

Po vojne metódy molekulárnej konverzie predĺženie pri rafinácii ropy vytvorila obrovský požiadavka na katalytické vlastnosti vykazujú, kovy zo skupiny platiny. By 1970, spotreba sa ešte zvýši, ak emisné normy automobilov v Spojených štátoch amerických a ďalších krajinách viedlo k používaniu týchto chemikálií v katalytické konverziu výfukových plynov.

ruda

S výnimkou malých naplavených usadenín z platiny, paládia a osmiridium (zliatiny irídium a osmium), prakticky bez rudy, ktoré boli hlavnou zložkou chemický prvok - kov zo skupiny platiny. Minerály sú obvykle obsiahnuté v sulfidovej rudy, najmä pentlandit (Ni, Fe) ₉ S _8. Najbežnejšie Lauria rus _2, irarsite, (Ir, Ru, Rh, Pt) ASS, osmiridium (Ir, Os), Cooperite, (PTS) a Bragg (Pt, Pd) S.

Najväčší svetový vklad kovov platinovej skupiny - Bushveld komplex v Južnej Afrike. Veľké zásoby surovín sú sústredené v vkladov Sudbury v Kanade a Norilsk-Talnakh na Sibíri. V Spojených štátoch, najväčšie nálezisko minerálov platinovej skupiny sú umiestnené v Stillwater, Montana, ale tu sú oveľa menšie, než v Južnej Afrike a Rusku. Najväčší svetoví výrobcovia platiny sú Juhoafrická republika, Rusko, Zimbabwe a Kanada.

Ťažba a rafinácie

Major South African a kanadský baňa prevádzkuje banským spôsobom. Prakticky všetky skupiny platinových kovov sa extrahujú z medi alebo niklu sulfidových minerálov pomocou separácie flotácia. Tavenie koncentrát vytvára zmes, ktorá sa vymyje z medi a niklu sulfidov v autokláve. Lúhovanie pevný zvyšok obsahuje 15 až 20% kovov platinovej skupiny.

Niekedy sa do flotačné pomocou gravitačné separácie. Výsledkom je koncentrát obsahujúci 50% kovové platiny, čo eliminuje nutnosť tavenie.

mechanické vlastnosti

Tieto kovy platinovej skupiny sú výrazne odlišné mechanické vlastnosti. Platina a paládium sú pomerne mäkké a veľmi poddajný. S týmito kovy a ich zliatiny môže byť prevádzkovaný ako teplé a studené. Ródium sa najprv pôsobí horúci, a potom sa môže nechať reagovať s studenou pomerne časté žíhanie. Irídium a ruténium by mal byť vyhrievaný, tvárnenie za studena, ale nedávajú dovnútra.

Osmium - pevná látka a skupina má najvyššiu teplotu tavenia, ale jeho sklon k oxidácii ukladá svoje obmedzenia. Iridium je najviac odolné proti korózii z platinových kovov, ródium a ocenil pre zachovanie ich vlastností pri vysokých teplotách.

konštrukčné aplikácie

Ako čisté žíhaný platina je veľmi mäkký, že je náchylná k poškriabaniu a poškodeniu. Pre zvýšenie jej tvrdosť je fúzovania s množstvom ďalších prvkov. Platinum šperky je veľmi populárny v Japonsku, kde to je volané "Hackin" a "biele zlato". Zliatiny pre šperky, obsahujúci 90% Pt a 10% Pd, ktorý je ľahko ovládateľná a spájkovanie. Pridanie ruténia zlepšuje tvrdosť zliatiny, pri zachovaní odolnosti proti oxidácii. Zliatiny platiny, paládia a medi sú použité v kovanom výrobku, pretože sú ťažšie, platina, paládium a menej nákladná.

Tégliky používané na výrobu monokryštálov v polovodičovom priemysle, vyžadujú odolnosť proti korózii a stabilitu pri vysokých teplotách. Pre túto aplikáciu je najvhodnejšie platina, platina-ródium a irídium. zliatina platiny a ródia používajú pri výrobe termočlánkov, ktoré sa používajú na meranie vysokých teplôt až do 1800 ° C, Palladium sa používa buď v čistej alebo v zmiešanej forme v elektrických zariadení (spotreba 50%), v dentálnych zliatin (30%). Ródium, ruténium a osmium sú zriedka používajú vo svojej čistej forme - slúži ako prímes do iných kovov platinovej skupiny.

katalyzátory

Asi 42% z platiny vyrobené na západe, sa použije ako katalyzátor. Z nich 90% sa používa v automobilových výfukových systémov, vyznačujúci sa tým, že žiaruvzdorné pelety alebo voštiny tvarovaný platinou (a paládium a ródium) podporujú konverziu nespálených uhľovodíkov, oxidu uhoľnatého a oxidov dusíka na vodu, oxid uhličitý a dusík.

Zliatina platiny a 10% ródia vo forme rozžeraveným kovovou mriežkou slúži ako katalyzátor reakcie medzi amoniakom a vzduchu za vzniku oxidov dusíka a kyselina dusičná. Pri kŕmení amoniaku zmesou metánu možno pripraviť kyseliny kyanovodíkovej. Pri rafinácii platinu na povrchu granúl oxidu hlinitého v reaktore je katalyzátorom pre konverziu rozvetvených molekúl s dlhým reťazcom oleja v isoparafiny, ktoré sú prípadne v zmesi s vysokým oktánovým číslom benzínu.

Galvanizérství

Všetky kovy platinovej skupiny môžu byť použité galvanicky. Vzhľadom k tvrdosti a lesku povlaku je najčastejšie aplikovaná ródium. Aj keď jeho hodnota u porovnateľných hrúbkach vyšších ako platiny nižšou hustotou umožňuje použitie nižšej hmotnosti materiálu.

Palladium - kov platinovej skupiny, čo je jednoduchšie použiť pre povlak. Vzhľadom k pevnosti materiálu značne zvyšuje. Ruténium našiel uplatnenie v nástroje určené na liečbu trenie pri nízkom tlaku.

chemické zlúčeniny

Organické komplexy kovov skupiny platiny, ako je alkilplatiny komplexy použité ako katalyzátory pri polymerizácii olefínov, pri výrobe polypropylénu a polyetylénu, rovnako ako oxidácii etylénu na acetaldehyd.

platinové soli sú stále viac využívané v chemoterapii rakoviny. Napríklad, oni sú súčasťou tejto drogy ako "karboplatina" a "CISPLATIN". oxid ruténia potiahnuté elektródy použité vo výrobe chlóru a chlorečnan sodný. Ródium síran a fosforečnan ródia používajú v galvanických kúpeľov.