Ang platinum grupo metal: isang pagsusuri ng listahan, mga katangian at mga aplikasyon

Platinum metal group - ay anim na marangal mahalagang elemento ng kemikal na kung saan ay juxtaposed sa periodic table. Ang lahat ay transition metal ng mga grupo ng 5-6, 8-10 na panahon.

Platinum Group Metal: Listahan

Ang grupo ay binubuo ng mga sumusunod na anim na mga sangkap kemikal na nakaayos sa pagkakasunud-sunod ng pagtaas ng atomic weight:

• Ru - ruteniyum.
• Rh - Rodyo.
• Pd - paleydyum.
• Os - Os.
• Ir - iridium.
• Pt - platinum.

Platinum pangkat riles ay may isang kulay-pilak-puti na kulay, na may pagbubukod sa osmium, na kung saan kulay ay mala-bughaw-puti. Ang kanilang mga kemikal makabalighuan pag-uugali sa na sila ay lubos na lumalaban sa pinaka-reagents, ngunit ginamit bilang catalysts o accelerating madaling kontrolado ang rate ng oksihenasyon, pagbabawas at hydrogenation reaksyon.

Ruteniyum at osmiyum ay crystallized sa hexagonal malapitan na naka-pack na sistema, habang ang iba ay magkaroon ng isang face-Iginitna kubiko istraktura. Ito ay makikita sa mas malaki katigasan ng ruteniyum at osmiyum.

Kasaysayan ng pagtuklas

Kahit na ang platinum-gold artifacts na may petsang sa 700 BC. e., ng pagkakaroon ng mga metal na ito ay sa halip hindi sinasadyang kaysa sa kaayusan. Ang mga Heswita sa XVI siglo, binanggit siksik grey pebbles na nauugnay sa naaanod ginto deposito. Ang mga bato ay hindi maaaring tunawin, ngunit bumubuo sila ng isang haluang metal na may ginto, ang bullion ay nagiging malutong, at ito ay imposible upang linisin. Stones nagsimulang pagtawag platina del Pinto - Bolitas na ng silver materyal mula sa Pinto River, isang sanga ng ilog San Juan sa Colombia.

Malambot platinum, na kung saan ay maaaring makuha lamang pagkatapos ng isang kumpletong paglilinis ng metal, ay singled out sa pamamagitan ng ang Pranses pisisista Shaba sa 1789. Mula sa mga ito ay ginawa ng isang tasa, na ipinakita sa Pope Pius VI. Sa pagbubukas ng palladium noong 1802, sinabi ng Ingles kimiko William Wollaston, na pinangalanang kemikal. platinum-group metal elemento sunod sa asteroyd. Wollaston magkakasunod na ipinahayag ang pagkatuklas ng isa pang sangkap naroroon sa platinum ng mineral. Ito ay siya na tinatawag rodyo dahil sa ang mga kulay rosas na kulay ng mga asing-gamot metal. Pagbukas iridium (ipinangalan sa diyosa ng ang bahaghari Iris dahil sa mga sari-saring kulay nito asing-gamot) at osmium (mula sa salitang Griyego salitang "amoy" dahil sa chlorine amoy ng kanyang volatile oxide) ay ginawa sa pamamagitan ng British kimiko Smithson Tennant sa 1803. Pranses siyentipiko Hippolyte Victor Collet-Deskoti, Antoine-Fransua Furkrua, at Nicolas-Lui Voklen na kinilala sa dalawang riles sabay-sabay. Ruteniyum, nakahiwalay at kinilala ng huling elemento nakuha ang pangalan nito mula sa Latin pangalan ng Russian Russian botika Karl Karlovich Klaus noong 1844.

Hindi tulad ng tulad madaling ihiwalay sa isang relatibong purong estado sa pamamagitan ng simpleng apoy Nililinaw ahente tulad ng ginto, pilak at metal ng platinum grupo ay nangangailangan ng kumplikadong may tubig kemikal paggamot. Ang mga pamamaraan ay hindi magagamit hanggang sa huling bahagi ng ika-19 siglo, kaya ang pagkilala at paghihiwalay ng platinum grupo lagged sa likod ng pilak at ginto para sa mga libo-libong taon. Bilang karagdagan, ang mataas na temperatura ng pagkatunaw ng mga metal ay may limitadong kanilang paggamit hanggang sa mga mananaliksik sa Britanya, Pransya, Alemanya at Rusya ay hindi na binuo pamamaraan para sa platinum conversion sa isang form na angkop para sa pagproseso. Bilang ang mahahalagang metal ng platinum grupo ay nagsimula na gagamitin sa alahas mula noong 1900. Kahit na ang paggamit pa rin ang may-katuturang mga araw na ito, karami ng nito pang-industriya daig. Palladium ay naging isang napaka-tanyag na materyal para sa mga contact sa telepono relay system at iba pang mga wireless na komunikasyon, tinitiyak ng isang mahabang buhay serbisyo at mataas na pagiging maaasahan, at platinum, dahil sa kanyang paglaban sa spark pagguho ng lupa, sa panahon ng Ikalawang Digmaang Pandaigdig ay nagsimula na gagamitin sa spark plugs labanan sasakyang panghimpapawid.

Pagkatapos ng digmaan ang molekular pamamaraan extension ng conversion sa petrolyo pagdadalisay ay lumikha ng isang malaking demand para sa catalytic katangian may nagmamay ari sa pamamagitan ng metal mula sa platinum group. Sa pamamagitan ng ang 1970s, consumption ay nadagdagan kahit na higit pa kapag kotse emissions pamantayan sa US at ibang mga bansa ay humantong sa ang paggamit ng mga kemikal sa catalytic conversion ng tambutso gases.

ng mineral

Maliban sa maliliit na alluvial deposito ng platinum, paleydyum at osmiridium (isang haluang metal ng iridium at osmium), halos walang mineral, na kung saan ay isang pangunahing bahagi ng kemikal na elemento - isang platinum grupo bakal. Mineral ay karaniwang nakapaloob sa sulfide ores, lalo pentlandite (Ni, Fe) ₉ S _8. Ang pinaka-karaniwang laurite Rus _2, irarsite, (Ir, Ru, Rh, Pt) AsS, osmiridium (Ir, Os), cooperite, (PTS) at Bragg (Pt, PD) S.

pinakamalaking deposito ng mundo ng mga metal platinum grupo - Bushveld complex sa South Africa. Malaking stock ng raw materyales ay puro sa mga deposito ng Sudbury sa Canada at Norilsk-Talnakh sa Siberya. Sa US, ang pinakamalaking deposito ng mineral platinum grupo ay matatagpuan sa Stillwater, Montana, ngunit narito ang mga ito ay mas maliit kaysa sa South Africa at Russia. Ang pinakamalaking mundo producer platinum ay South Africa, Russia, Zimbabwe at Canada.

Pagmimina at pagpipino

Major South African at Canadian mine pinatatakbo ng paraan ng pagmimina. Halos lahat ng mga metal platinum grupo ay nahango mula sa tanso o magnikela sulfide mineral gamit lutang paghihiwalay. Melting concentrate gumagawa ng isang halo na kung saan ay hugasan out ng tanso at nikel sulphides sa isang awtoklaw. Leaching ang solid residue ay naglalaman ng 15-20% metal platinum group.

Minsan hanggang sa lutang gamit gravity paghihiwalay. Ang resulta ay isang tumutok naglalaman ng 50% ng platinum metal, na kung saan ay nag-aalis ang pangangailangan ng smelting.

mechanical properties

Ang platinum grupo metal ay makabuluhang iba't ibang mga mechanical properties. Platinum at paleydyum ay lubos na malambot at napaka malambot. Sa pamamagitan ng mga metal at ang kanilang mga alloys ay maaaring magpatakbo ng parehong mainit at malamig. Rodyo ay unang ginagamot sa isang mainit, at pagkatapos ay maaari itong ituring na may malamig na medyo madalas na pagsusubo. Iridium at ruteniyum ay dapat na pinainit, malamig na pagtatrabaho, hindi sila bigyan in.

Osmium - ang solid at ang pangkat ay may pinakamataas na temperatura ng pagtunaw, ngunit ang kanyang pagkahilig sa oxidation nagpapataw ng sarili nitong limitasyon. Iridium ay pinaka-kaagnasan-lumalaban sa mga platinum metal, rodyo at pinahahalagahan para sa pangangalaga ng kanilang mga ari-arian sa mataas na temperatura.

istruktura application

Tulad ng malinis na annealed platinum ay napaka soft, ito ay madaling kapitan sa mga gasgas at pinsala. Upang dagdagan ang katigasan ay fused sa isang mayorya ng mga iba pang mga elemento. Platinum alahas ay napaka-tanyag na sa Japan, kung saan ito ay tinatawag na "Hackin" at "puting ginto". Alloys para sa alahas na naglalaman ng 90% Pt at 10% Pd, na kung saan ay madaling upang mahawakan at paghihinang. Ang pagdagdag ng ruteniyum pagbubutihin ang katigasan ng haluang metal, habang pinapanatili ang oksihenasyon paglaban. Ang mga alloys ng platinum, paleydyum at tanso ay ginagamit sa palsipikado produkto, dahil ang mga ito mas mahirap platinum-paleydyum at mas mahal.

Crucibles ginagamit para sa paggawa ng solong crystals sa industriya ng semiconductor, ay nangangailangan ng kaagnasan paglaban at katatagan sa mataas na temperatura. Para sa application na ito, ito ay pinaka-ugma platinum, platinum-rodyo, at iridium. Platinum-rodyo haluang metal na ginagamit sa ang produksyon ng mga thermocouples na kung saan ay ginagamit para sa pagsukat ng mataas na temperatura ng hanggang sa 1800 ° C. Palladium ay magagamit sa alinman sa purong o sa mixed form sa mga de-koryenteng aparato (50% consumption), sa dental alloys (30%). Rodyo, ruteniyum at osmiyum ay bihirang ginagamit sa kanyang purong form na - sila maglingkod bilang dopant sa iba pang mga metal platinum group.

catalysts

Tungkol sa 42% ng platinum ginawa sa West, ay ginagamit bilang katalista. Sa mga ito, 90% ay ginagamit sa automobile maubos system, kung saan ang refractory pellets o honeycombs pinahiran ng platinum (at paleydyum, at rodyo) i-promote ang conversion ng unburned hydrocarbons, karbon monoksid at nitrogen oxides sa tubig, carbon dioxide at nitrogen.

Isang haluang metal ng platinum at 10% rodyo sa anyo ng isang red-mainit na metal grid ay nagsisilbi bilang isang katalista sa reaksyon sa pagitan ng amonya at air upang makabuo ng oxides nitrogen at nitric acid. Kapag pagpapakain ng amonya mitein halo Pwedeng ihanda hydrocyanic acid. Kapag ang pagpipino ng platinum sa ibabaw ng alumina granules sa reactor ay isang katalista para sa mga conversion ng mahabang chain branched molecules ng langis sa isoparaffins na nais sa isang timpla ng mataas na oktano gasolina.

electroplating

Lahat ng platinum grupo metal maaaring ilapat galvanically. Dahil sa katigasan at pagpapakitang-tao ng patong ay pinaka-madalas na inilapat rodyo. Kahit na ang halaga nito sa maihahambing na thicknesses mas mataas kaysa sa platinum mas mababang density ay nagbibigay-daan sa paggamit ng mas kaunting bigat ng materyal.

Palladium - platinum grupo metal, na kung saan ay mas madaling gamitin para sa mga patong. Dahil sa lakas ng pagtaas ng materyal na malaki. Ruteniyum Nakahanap aplikasyon sa mga instrumento inilaan para sa paggamot ng mga alitan sa mababang presyon.

chemical compounds

Organic complexes ng mga metal platinum group tulad ng alkilplatiny complexes na ginamit bilang catalysts sa polimerisiyesyon ng olefins, ang produksyon ng polypropylene at polyethylene, pati na rin ang oksihenasyon ng ethylene sa acetaldehyde.

platinum asing-gamot ay unting ginagamit sa kanser sa chemotherapy. Halimbawa, ang mga ito ay bahagi ng bawal na gamot tulad ng "Carboplatin" at "Cisplatin". Ruteniyum pinahiran oksido electrodes na ginagamit sa ang produksyon ng mga murang luntian at sosa klorato. Rodyo sulpate at rodyo phosphate ginagamit sa electroplating bath.