![]() |
|
|
ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫ
(платиноиды), семейство из 6 химический элементов VIII гр. периодической системы, включающее
рутений (ат.
н. 44), родий (45), палладий (46), осмий (76), иридий
(77), платину (78). Вместе с Au и Ag составляют группу благородных
металлов. Подразделяются на легкие (Ru-Pd) и тяжелые (Os-Pt). Распространенность в природе
и природные источники. Содержание ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫм. в земной коре (% по массе): Pt 5•10-7,
Pd 1•10-6, Ir 1•10-7, Rh 1•10-7, Os 5•10-6,
Ru 5•10-7 (по Виноградову). Руды ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫ м. бывают коренные и россыпные,
а по составу - собственно платиновые и комплексные (многие коренные месторождения
медных и медно-никелевых сульфидных руд, россыпные месторождения Au с Pt, а
также Au с осмистым Ir). Известно более 100 минералов ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫм., они бывают двух
типов. В россыпях встречаются самородные Pd и Pt и различные сплавы, в т.ч. с другими
ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫм., Fe, реже-с Au (содержат также и др. металлы), капр. палладиевая платина,
железистая платина (Pt, Fe), изоферроплатина Pt3Fe, плати-нистый
палладий, осмистый иридий, иридиевая платина Pt4Ir2Fe,
платинистый иридий Ir4Pt, осмистый иридий Ir2Os, ауроосмид
(Ir, Os, Au) и др. Минералы второго типа-различные соединения ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫм. с S, Fe, As,
Bi, Pb, напр, спериллит PtAs2, куперит PtS, брэгтит (Pt, Pd, Ni)S,
стибиопалладинит Pd3Sb, лаурит RuS2, холлингуореит (Rh,
Pt, Pd, Ir)(AsS)2 и др. Минералы этого типа встречаются в виде твердых
растворов в медно-никелевых сульфидных рудах, являющихся основные пром. источником ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫм.
На долю вторичных источников ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫм. (лом, отработанные катализаторы и др.) приходится
от 10 до 33% ежегодного мирового производства этих металлов. Некоторые изотопы Pd,
Ru и Rh накапливаются в продуктах деления U и Pu в ядерных реакторах. ХАРАКТЕРИСТИКА ПЛАТИНОВЫХ
МЕТАЛЛОВ
* Ионные радиусы даны по
Шеннону при координац. числе 6. ** DHпл
и DHисп приведены при температурах соответственно плавления и кипения. Мировые прогнозные ресурсы
ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫм. (без социалистич. стран) оцениваются в 75050 т (1985), в т.ч. в ЮАР 62000,
США 9300, Зимбабве 3100, Канаде 500, Колумбии 150 т. В основные это запасы Pt (65%)
и Pd (30-32%). Свойства. ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫ м.-светло-серые
или серебристые тугоплавкие, труднолетучие металлы (см. табл.); Rh, Pd, Ir,
Pt кристаллизуются в гранецентрир. кубич. решетке, Os и Ru- в гексагональной
плотноупакованной. По механические свойствам ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫм. заметно различаются: Pt-мягкая, пластичная,
легко вытягивается в тончайшую проволоку и прокатывается в фольгу, почти так
же пластичен Pd; Os и Ru-хрупкие, Ir-твердый и прочный. Наиб. характерные степени
окисления для палладия +2, платины +2 и +4, иридия +2 и +3, осмия +4, +6 и +8,
родия +3, рутения +3, +4 и +8. ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫм. обладают исключительно высокой каталитических
активностью, чаще других как катализаторы используют Pt и Pd. Палладий и в меньшей
степени Pt хорошо растворяют H2, Pd растворяет H2 лучше
всех металлов (до 800 объемов). ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫм. отличаются химический инертностью,
наиболее химически стойка Pt. Палладий растворим в горячих конц. HNO3 и
H2SO4, Pt и Pd и в меньшей степени RU- в царской водке,
Ru в присутствии окислителей взаимодействие с H2SO4 и HClO4,
Rh медленно реагирует с конц. H2SO4, HBr, Pt медленно
взаимодействие с кипящей H2SO4 и горячей HNO3, медленно
растворим в конц. HBr
и HI. Все ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫ м. растворим в царской водке после оглавления с KHSO4 или
спекания с неорганическое пероксидами. ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫ м. взаимодействие при нагревании со щелочами в присутствии
O2. С O2 воздуха ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫм. образуют тончайшие оксидные пленки
на поверхности: Os при 500-6000C, Ru выше 4500C, Pt при 900-10000C,
Ir и Rh около 2000 0C. Os может гореть на воздухе, a HNO3
окисляется до OsO4. Известны сотни простых
и тысячи комплексных соединений ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫм. В растворах существуют только комплексные ионы
ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫм. Устойчивость высоких степеней окисления ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫм. в комплексных соединений уменьшается
в рядах Ru > Rh > Pd и Os > Ir > Pt. ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫ м., особенно в низких степенях
окисления, представляют собой мягкие льюисовские кислоты по Пирсону; в водных растворах
устойчивость галргенидных комплексов уменьшается в ряду F - <Cl
- < Вг - <I -, а в случае многоатомных
лигандов, в т.ч. органических,-в ряду донорных атомов О < N < S Получение. Способ
извлечения и разделения ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫ м. существенно зависит от типа исходного сырья. Переработка
россыпей сводится к добыче песка и его обогащению гравитац. методами. Переработка
медно-никелевых сульфидных руд обычно включает операции механические и флотац. обогащения,
пирометаллургич. переработки концентратов и гидрометаллургич. рафинирования
(аффинаж). При переработке медно-никелевых
сульфидных руд ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫм. концентрируются в различные полупродуктах производства; большая
часть, особенно Pd и Pt, концентрируется в анодных шламах (после электролитич.
рафинирования Cu и Ni); из них получают концентраты ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫм., которые направляют на
аффинажные заводы. Схемы аффинажа ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫм. включают после-доват. операции обработки
концентрата химический реагентами. Например, для выделения Pd и Pt концентраты ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫ м.
обрабатывают царской водкой. К фильтрату, содержащему Pt, Pd и Au, добавляют
FeSO4 и осаждают Au. Из раствора, содержащего Pd и Pt в виде [PtCl6]2-
и [PdCl4]2-, добавлением NH4Cl осаждают (NH4)2[PtCl6],
который прокаливают до платиновой губки, затем повторяют растворение в царской
водке, осаждение и прокаливание. Раствор, содержащий Pd, обрабатывают водным NH3
и соляной кислотой, при этом осаждается Pd(NH3)2Cl2;
переосаждение повторяют до получения чистого вещества, которое прокаливают до палладиевой
губки. Из оставшегося после обработки царской водкой концентрата, используя
последоват. операции сплавления, растворения и осаждения, получают чистые (NH4)3[RhCl6],
(NH4)3[RuCl6], (NH4)2[IrCl6],
которые прокаливают в атмосфере H2 до Rh, Ru, Ir. В ряде схем аффинажа
используют экстракц. методы. Высокочистые ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫ м. получают методом зонной плавки,
вытягиванием монокристаллов из расплава. Определение. При
анализе проб, содержащих от 10-8-10-7 до ~10% ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫ м., часто
необходимо предварит. кон-центрирование и разделение ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫм. Чаще всего для этого
используются метод пробирной плавки (см. Пробирный анализ), сорбц. и
экстракц. концентрирование. Метод пробирной плавки основан на высокотемпературном
извлечении ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫ м. расплавленными Pb, Ag, Cu, сплавами Pb с Ag, Cu с Ni, NiS. При сорбц. методах концентрирования
наиболее применение находят сорбенты с комплексообразующими группами. Для разделения
ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫм. в виде заряженных комплексов с неорганическое и органическое лигандами используют хроматографич.
методы. Экстракц. методы основаны на избират. извлечении органическое растворит о-лями из
водных растворов соединений ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫм. с экстрагентами. Для концентрирования Ru и Os используют
избират. отгонку и экстракцию оксидов MO4. Для анализа проб с низким
содержанием ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫм. (горные породы, руды и продукты их переработки, технол. растворы,
морская вода и рассолы, речная вода, сбросные воды, реактивы) используют нейтронно-активац.,
атомно-эмис сионный,
атомно-абсорбц., ренттенофлуоресцентный, спектемпературофотометрич. методы анализа.
Для сплавов, концентратов ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫ м., отработанных катализаторов, вторичного сырья
ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫ м. применяют рентгенофлуоресцентный, кулонометрич., атомно-абсорбц., гравиметрич.
методы. Примеси благородных и неблагородных металлов в ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫ м. определяют масс-спектро-метрич.,
атомно-эмиссионным и атомно-абсорбционными методами. Применение. П.м.
применяют в виде индивидуальных металлов и их сплавов друг с другом, а также
с Au, Ag, Со, Cu и др. Сплавы ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫм. обладают большей твердостью, прочностью и
устойчивостью к коррозии по сравнению с индивидуальными металлами. Осн. области
применения ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫ м. и их сплавов: катализаторы гидрирования, дегидрирования, окисления,
дожигания выхлопных газов автомобилей, в топливных элементах; легирующие добавки
в сплавах; материалы для высокотемпературных термопар, термометров сопротивления,
электрич. печей сопротивления, химически стойкой посуды, электродов, электрич.
контактов, мед. инструментов, стеклоплавильных аппаратов; основные компонентов резистивных
и конденсаторных материалов; тугоплавкие припои; компоненты постоянных магнитов
(например, сплав Pt-Co); защитные покрытия на металлах; ювелирная промышленость. История открытия ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫм. началась
в сер. 18 в., когда испанцы в Южной Америке обнаружили, что при промывке песка
вместе с золотом отмывались тяжелые серебристые песчинки, которых иногда было
больше золота. Такой "песок" загрязнял золото, т. к. по внешний виду
он напоминал серебро и в то же время был полностью "бесполезен",
его уничижительно назвали серебришком (plata - по-испански серебро). Однако
последующей исследование образцов "тяжелого песка" позволило выделить
пять новых элементов. На рубеже 18 и 19 вв. в Великобритании (У. Волластон,
С. Теннант), России (А. А. Мусин-Пушкин) и Франции (Л. Воклен, А. Фуркруа) разработаны
методы получения ковкой платины, в 1803 Волластон получил Pd, в 1804 он же выделил
Rh, а Теннант -Ir и Os. Значительно позднее, в 1844, после четырех лет исследований
уральской руды профессор Казанского университета К. К. Клаус выделил новый металл,
который он назвал рутением в честь России (ср.-век. лат. Ruthenia-Россия). Литература: Аналитическая
химия платиновых металлов, M., 1972; Ливинг-стон С., Химия рутения, родия, палладия,
осмия, иридия, платины, пер. с англ., M., 1978; Пробоотбирание и анализ благородных
металлов. Справочник, 2 изд., M., 1978; Платина, ее сплавы и композиционные
материалы, M., 1980; Юделевич И. Г., Старцевa E. А., Атомно-абсорбционное определение
благородных металлов, Новосиб., 1981; Благородные металлы. Справочник, M., 1984;
Металлургия благородных металлов, 2 изд., M., 1987; Griffith W. R., The chemistry
of the rares platinum metals (Os, Ru, Ir and Rh), ed. by A. Cotton, G. Wilkinson,
L., 1967. O. M. Петрухин. Химическая энциклопедия. Том 3 >> К списку статей |
[каталог] [статьи] [доска объявлений] [обратная связь] |
|
Введение в химию окружающей среды. Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей
среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги
заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в
разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности.
Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и
атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на
химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах.
Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии
университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга
читателей.
Химия и технология редких и рассеянных элементов. Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов
химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии
лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во
второй
части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана,
лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В
третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия,
тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание
уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В
технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика
рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов
производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие
составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по
1972 год включительно.
|
|