De metalen van de platinagroep: een herziening van de lijst, eigenschappen en toepassingen

Platinagroepmetalen - zes edel kostbare chemische elementen die naast elkaar zijn geplaatst in het periodiek systeem. Allen zijn overgangsmetalen uit de groepen 5-6, 8-10 periode.

Platinum Group Metals: List

De groep bestaat uit de volgende zes chemische elementen gerangschikt in volgorde van toenemend atoomgewicht:

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

Platinagroep metalen hebben een zilver-witte tint, behalve osmium, welke kleur is blauwachtig wit. Chemische paradoxale gedrag doordat ze zeer resistent tegen de meeste reagentia, maar worden gebruikt als katalysatoren of versnellen gemakkelijk regelen van de oxidatie, reductie en hydrogeneringsreacties.

Ruthenium en osmium gekristalliseerd in hexagonaal dicht samengepakt systeem, andere hebben een vlakken gecentreerde kubische structuur. Dit blijkt uit de grotere hardheid van ruthenium en osmium.

Geschiedenis van de ontdekking

Hoewel de platina-goud artefacten gedateerd op 700 voor Christus. e., de aanwezigheid van metaal is min of meer toevallige dan regelmatigheid. De jezuïeten in de zestiende eeuw, genoemd dichte grijze keien in verband met alluviale goud-deposito's. Deze stenen kunnen niet worden gesmolten, maar ze vormen een legering met goud, het edelmetaal bros, en het was onmogelijk om schoon te maken. Stones begon te bellen naar platina del Pinto - pellets van zilver materiaal van de rivier de Pinto, een zijrivier van de rivier San Juan in Colombia.

Kneedbaar platina, dat kan worden verkregen na een gesloten metalen reiniging, werd uitgekozen door de Franse natuurkundige Shaba in 1789. Van het een beker werd gemaakt, gepresenteerd aan paus Pius VI. Op de opening van palladium in 1802, zei dat de Engels chemicus William Wollaston, die de chemische naam. platinagroep metalen element na de stervormige. Wollaston later ingediende de ontdekking van een stof in platina erts. Hij riep hij rhodium te wijten aan de roze kleur van de metaalzouten. Het openen van iridium (genoemd naar de godin van de regenboog Iris als gevolg van de bonte zijn zouten) en osmium (van het Griekse woord "geur" als gevolg van de geur van chloor van haar vluchtige oxide) werden gemaakt door de Britse scheikundige Smithson Tennant in 1803. Franse wetenschappers Hippolyte Victor Collet-Deskoti, Antoine-Fransua Furkrua en Nicolas-Lui Voklen die twee metalen tegelijk. Ruthenium, geïsoleerd en geïdentificeerd door het laatste element dankt zijn naam aan de Latijnse naam van de Rus de Russische chemicus Karl Karlovich Klaus in 1844.

In tegenstelling tot dergelijke gemakkelijk in een betrekkelijk zuivere toestand geïsoleerd door eenvoudige fire raffineren middelen zoals goud, zilver en metalen van de platinagroep vereisen complexe waterige chemische behandeling. Deze methoden niet beschikbaar waren tot in de late 19e eeuw, dus de identificatie en isolatie van de platina-groep bleef achter het zilver en goud voor duizenden jaren. Daarnaast heeft het hoge smeltpunt van deze metalen het gebruik ervan beperkt tot onderzoekers in Groot-Brittannië, Frankrijk, Duitsland en Rusland geen methoden voor platinum conversie hebben zich ontwikkeld tot een vorm geschikt voor verwerking. De edelmetalen van de platinagroep begon te worden gebruikt in sieraden sinds 1900. Hoewel dit gebruik is nog steeds actueel, veel van zijn industriële overtroffen. Palladium is uitgegroeid tot een zeer populair materiaal voor de contacten in telefoon relay-systemen en andere draadloze communicatie, zorgen voor een lange levensduur en hoge betrouwbaarheid, en platina, vanwege zijn weerstand tegen erosie vonk, tijdens de Tweede Wereldoorlog begon te worden gebruikt in bougies gevechtsvliegtuigen.

Na de oorlog moleculaire verlenging omzettingswerkwijzen aardolieraffinage een enorme vraag naar katalytische eigenschappen bezeten door metalen uit de platinagroep is gemaakt. Door de jaren 1970, is het verbruik nog meer verhoogd wanneer de auto de emissienormen in de VS en andere landen heeft geleid tot het gebruik van deze chemische stoffen in de katalytische omzetting van uitlaatgassen.

erts

Afgezien van beperkte alluviale afzettingen van platina, palladium en osmiridium (een legering van iridium en osmium), nauwelijks erts, dat een belangrijke component chemisch element zijn - een platinagroep metaal. Mineralen worden gewoonlijk in sulfide ertsen, met name pentlandiet (Ni, Fe) _{9S 8.} De meest voorkomende laurite RuS _2, irarsite, (Ir, Ru, Rh, Pt) AsS, osmiridium (Ir, Os), cooperite, (PTS) en Bragg (Pt, Pd) S.

'S werelds grootste borg van platinametalen - Bushveld complex in Zuid-Afrika. Grote voorraden grondstoffen zijn geconcentreerd in deposito's van Sudbury in Canada en Norilsk-Talnakh in Siberië. In de VS, de grootste deposito's van platina groep mineralen bevinden zich in Stillwater, Montana, maar hier zijn ze veel kleiner zijn dan in Zuid-Afrika en Rusland. 'S werelds grootste platina-producenten zijn Zuid-Afrika, Rusland, Zimbabwe en Canada.

Winning en raffinage

Major Zuid-Afrikaanse en de Canadese mijnen geëxploiteerd door mijnbouw methode. Vrijwel alle van de platinagroep worden uit koper of nikkel sulfidemineralen via flotatie gescheiden. Smelten concentraat een mengsel dat uit koper en nikkel sulfiden gewassen in een autoclaaf. Uitlogen het vaste residu bevat 15-20% platinametalen.

Soms tot flotatie via decantering. Het resultaat is een concentraat dat 50% platinametaal, die de noodzaak elimineert van smelten.

mechanische eigenschappen

De platinagroep metalen zijn significant verschillende mechanische eigenschappen. Platina en palladium zijn heel zacht en zeer buigzaam. Met deze metalen en hun legeringen zowel warme als koude kan worden uitgevoerd. Rhodium wordt eerst behandeld met een warme, en dan kan het worden behandeld met koude vrij frequent gloeien. Iridium en ruthenium moet worden verwarmd, koud bewerken, ze niet geven.

Osmium - de vaste stof en de groep de hoogste smelttemperatuur, maar de neiging tot oxidatie stelt zijn eigen beperkingen. Iridium is zeer corrosiebestendig van de platinametalen, rhodium en gewaardeerd voor het behoud van de eigenschappen bij hoge temperaturen.

structurele toepassingen

Zo schoon uitgegloeid platina is zeer zacht, is het gevoelig voor krassen en beschadigingen. Te verhogen zijn hardheid gefuseerd met meerdere andere elementen. Platina sieraden is erg populair in Japan, waar het "Hackin" wordt genoemd en "witte goud". Legeringen voor sieraden met 90% Pt en 10% Pd, die gemakkelijk te hanteren en solderen. Toevoeging van ruthenium verbetert de hardheid van de legering, terwijl de oxidatieweerstand. De legeringen van platina, palladium en koper worden gebruikt in de vervalste producten, omdat ze moeilijker platina-palladium en goedkoper.

Smeltkroezen voor productie monokristallen in de halfgeleiderindustrie, dient corrosiebestendigheid en stabiliteit bij hoge temperaturen. Voor deze toepassing is het meest geschikt platina, platina-rhodium en iridium. Platina-rhodium legering voor de vervaardiging van thermokoppels die worden gebruikt voor het meten van hoge temperaturen tot 1800 ° C. Palladium wordt toegepast hetzij in zuivere of gemengde vorm elektrische inrichtingen (50% consumptie), in dentale legeringen (30%). Rhodium, ruthenium en osmium worden zelden gebruikt in zuivere vorm - ze dienen als doteermiddel tot overige platinagroep metalen.

katalysatoren

Ongeveer 42% van de platina die in het Westen, wordt gebruikt als katalysator. Hiervan wordt 90% gebruikt in auto uitlaatsystemen, waarbij de hittebestendige pellets en honingraten bekleed met platina (en palladium en rhodium) omzetting van onverbrande koolwaterstoffen, koolmonoxide en stikstofoxiden te bevorderen in water, kooldioxide en stikstof.

Een legering van platina en 10% rhodium in de vorm van een gloeiende metalen raster als katalysator bij de reactie tussen ammoniak en lucht stikstofoxiden en salpeterzuur produceren. Bij het voeren van ammoniak met methaan mengsel kan worden bereid blauwzuur. Bij het verfijnen van platina op het oppervlak van het alumina korrels in de reactor is een katalysator voor de omzetting van langketenige vertakte moleculen olie in isoparaffinen die gewenst zijn in een mengsel van superbenzine.

electroplating

Alle platinagroep metalen kunnen galvanisch worden aangebracht. Vanwege de hardheid en glans van de bekleding wordt meestal toegepast rhodium. Hoewel de waarde op vergelijkbare diktes groter dan platina lagere dichtheid maakt het gebruik van kleinere hoeveelheid materiaal.

Palladium - platinagroep metalen, die gemakkelijker te gebruiken voor het bekleden. Vanwege de sterkte van het materiaal aanzienlijk toe. Ruthenium is toepassing in apparaten bestemd voor de behandeling van wrijving bij lage druk gevonden.

chemische verbindingen

Organische complexen van metalen uit de platinagroep zoals alkilplatiny complexen als katalysatoren bij de polymerisatie van olefinen, de productie van polypropeen en polyetheen, alsmede de oxydatie van etheen naar aceetaldehyde.

platinazouten worden steeds meer gebruikt bij kankerchemotherapie. Bijvoorbeeld, ze deel uitmaken van het geneesmiddel, zoals "Carboplatine" en "cisplatine". Rutheniumoxide bekleed elektrodes voor de productie van chloor en natriumchloraat. Rhodiumsulfaat en rhodium fosfaat gebruikt in elektrolytische baden.