Рассеянные металлы

метки: Металл, Рассеянный, Золото, Серебро, Платина, Палладий, Сплав, Окисление

283kb.

20.12.2011 08:32

---

• Смотрите также:
• [ реферат ]
• [ реферат ]
• [ реферат ]
• [ лекция ]
• [ лекция ]
• [ документ ]
• [ документ ]
• [ лекция ]
• [ лекция ]
• [ лекция ]
• [ документ ]
• [ документ ]

Благородные — металлы, не подверженные коррозии и окислению, что отличает их от большинства базовых металлов. Все они являются также драгоценными металлами, благодаря их редкости. Основные благородные металлы — золото, серебро, а также платина и остальные 5 металлов платиновой группы — (рутений, родий, палладий, осмий, иридий).

Иногда благородные металлы платиновой группы подразделяют на две триады: рутений, родий, палладий — лёгкие и платина, иридий, осмий — тяжёлые платиновые металлы . Некоторые авторы относят к благородным металлам также и технеций, который очень редко встречается в природе (к тому же

Аффинаж

Благородные металлы высокой чистоты получают аффинажем. Потери золота при этом (включая плавку) не превышают 0,06 %, содержание золота в аффинированном металле обычно не ниже 999,9 пробы; потери платиновых металлов не свыше 0,1 %. Ведутся работы по интенсификации цианистого процесса (цианирование под давлением или при продувке кислорода), изыскиваются нетоксичные растворители для извлечения благородных металлов, разрабатываются комбинированные методы (например, флотационно-гидрометаллургический), применяются органические реагенты и др. Осаждение благородных металлов из цианистых растворов и пульп эффективно осуществляется с помощью ионообменных смол. Успешно извлекаются благородные металлы из месторождений при помощи бактерий (см. Бактериальное выщелачивание).

Применение

Валютные металлы

Сохраняет функции валютных металлов, главным образом, золото (см. Деньги).

Серебро ранее активно использовалось в качестве денег, но затем, после чрезмерного насыщения рынка, оно фактически утратило эту функцию.

В настоящее время серебро хранится в составе валютных резервов некоторых Центральных банков, но в достаточно малых объемах.

Серебро, как и некоторые другие драгоценные металлы можно использовать частным лицам и компаниям в качестве накоплений. Фьючерсы на серебро активно используются спекулянтами.

Применение в технике

В электротехнической промышленности из благородных металлов изготовляют контакты с большой степенью надёжности (стойкость против коррозии, устойчивость к действию образующейся на контактах кратковременной электрической дуги).

В технике слабых токов при малых напряжениях в цепях используются контакты из сплавов золота с серебром, золота с платиной, золота с серебром и платиной. Для слаботочной и средненагруженной аппаратуры связи широко применяют сплавы палладия с серебром (от 60 до 5 % палладия).

Представляют интерес металлокерамические контакты, изготовляемые на основе серебра как токопроводящего компонента. Магнитные сплавы благородных металлов с высокой коэрцитивной силой употребляют при изготовлении малогабаритных электроприборов. Сопротивления (потенциометры) для автоматических приборов и тензометров делают из сплавов благородных металлов (главным образом палладия с серебром, реже с другими металлами).

У них малый температурный коэффициент электрического сопротивления, малая термоэлектродвижущая сила в паре с медью, высокое сопротивление износу, высокая температура плавления, они не окисляются.

Применение в химическом машиностроении и лабораторной технике

Стойкие металлы идут на изготовление деталей, работающих в агрессивных средах — технологические аппараты, реакторы, электрические нагреватели, высокотемпературные печи, аппаратуру для производства оптического стекла и стекловолокна, термопары, эталоны сопротивления и др.

Используются в чистом виде, как биметалл и в сплавах (см. Платиновые сплавы).

Химические реакторы и их части делают целиком из благородных металлов или только покрывают фольгой из благородных металлов. Покрытые платиной аппараты применяют при изготовлении чистых химических препаратов и в пищевой промышленности. Когда химической стойкости и тугоплавкости платины или палладия недостаточно, их заменяют сплавами платины с металлами, повышающими эти свойства: иридием (5-25 %), родием (3-10 %) и рутением (2-10 %).

Примером использования благородных металлов в этих областях техники является изготовление котлов и чаш для плавки щелочей или работы с соляной, уксусной и бензойной кислотами; автоклавов, дистилляторов, колб, мешалок и др.

Применение в медицине

В медицине благородные металлы применяют для изготовления инструментов, деталей приборов, протезов, а также различных препаратов, главным образом на основе серебра. Сплавы платины с иридием, палладием и золотом почти незаменимы при изготовлении игл для шприцев. Из медицинских препаратов, содержащих благородные металлы, наиболее распространены ляпис, протаргол и др. Благородные металлы применяют при лучевой терапии (иглы из радиоактивного золота для разрушения злокачественных опухолей), а также в препаратах, повышающих защитные свойства организма.

В электронике

В электронной технике из золота, легированного германием, индием, галлием, кремнием, оловом, селеном, делают контакты в полупроводниковых диодах и транзисторах. Золотом и серебром напыляют поверхность волноводов (скин-эффект).

В фото-кинопромышленности

До начала эры цифровой фотографии соли серебра были главным сырьем при изготовлении светочувствительных материалов (хлориды, бромиды или иодиды).

На заре фотографии использовали соли золота и платины, в частности при вирировании изображения.

В ювелирной промышленности

В ювелирном деле и декоративно-прикладном искусстве применяют сплавы благородных металлов (см. Ювелирные сплавы).

Защитные покрытия

В качестве покрытий других металлов благородные металлы предохраняют основные металлы от коррозии или придают поверхности этих металлов свойства, присущие благородным металлам (например, отражательная способность, цвет, блеск и т. д.).

Золото эффективно отражает тепло и свет от поверхности ракет и космических кораблей. Для отражения инфракрасной радиации в космосе достаточно тончайшего слоя золота в 1/60 мкм. Для защиты от внешних воздействий, а также для улучшения наблюдения за спутниками на их внешнюю оболочку наносят золотое покрытие. Золотом покрывают некоторые внутренние детали спутников, а также помещения для аппаратуры с целью предохранения от перегрева и коррозии. Благородные металлы используют также в производстве зеркал (серебрение стекла растворами или покрытие серебром распылением в вакууме).

Тончайшую плёнку благородных металлов наносят изнутри и снаружи на кожухи авиационных двигателей самолётов высотной авиации. Благородные металлы покрывают отражатели в аппаратах для сушки инфракрасными лучами, электроконтакты и детали проводников, а также радиоаппаратуру и оборудование для рентгено- и радиотерапии. В качестве антикоррозийного покрытия благородные металлы используют при производстве труб, вентилей и ёмкостей специального назначения. Разработан широкий ассортимент золотосодержащих пигментов для покрытия металлов, керамики, дерева.

Припои и антифрикционные сплавы

Припои с серебром значительно превосходят по прочности медно-цинковые, свинцовые и оловянные, их применяют для пайки радиаторов, карбюраторов, фильтров и т. д..

Износостойкие узлы

Сплавы иридия с осмием, а также золота с платиной и палладием используют для изготовления компасных игл, напаек «вечных» перьев.

Химическая промышленность: катализаторы

Высокие каталитические свойства некоторых благородных металлов позволяют применять их в качестве катализаторов: платину — при производстве серной и азотной кислот; серебро — при изготовлении формалина. Радиоактивное золото заменяет более дорогую платину в качестве катализатора в химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Благородные металлы используют также для очистки воды.

Мировое производство и цены

Крупнейший мировой производитель платиноидов в 2005 году: РАО «Норильский никель».

Таблица составлена по данным журнала «Эксперт» (на 2005 год).Металл Первич.пр-во (тонн) Средняя цена ($/кг) Объём (млн $)

Серебро 20300 236 4792

Золото 2450 14369 35205

Палладий 214 6839 1463

Платина 206 30290 6240

Рутений 24 2401 871

Родий 23 66137 1323

Иридий 4 5477 5

Осмий 0.001 122903 1

Проба благородных металлов

Проба благородных металлов — определение различными аналитическими методами пропорции, весового содержания золота, серебра, платины в сплавах (чаще других — с медью); используется для последующего клеймления, нормативно фиксирующего полученные в результате анализов данные — пропорцию благородного металла при изготовлении ювелирных изделий, монет и др.; клеймо это также именуется пробой.

Наиболее распространённые пробы

Для благородных металлов в России установлены следующие пробы:

золото — 375, 500, 583, 585, 750, 958, 996, 999,9 (используется в космической промышленности)

серебро — 750, 800, 875, 916, 925, 960

платина — 950

палладий — 500, 850

Наиболее распространен сплав золота 583-й пробы; сплавы этой пробы могут быть различных цветов в зависимости от количественного соотношения содержащихся в них цветных металлов. Например, если в сплаве золота 583-й пробы (58,3% золота) содержится примерно серебра 36%, а меди 5,7%, сплав приобретает зелёный оттенок; при 18,3% серебра и 23,4% меди — розовый; при 8,3% серебра и 33,4% меди — красноватый. В зависимости от лигатуры может иметь разные температуры плавления и твердость, эти сплавы имеют хорошую паяемость.

Сплавы золота 958-й пробы непрочны и поэтому используются в ограниченном количестве. Сплав 958 пробы трёхкомпонентный, кроме золота в своем составе имеет серебро и медь, используется в основном для изготовления обручальных колец. Сплав имеет приятный ярко-жёлтый цвет, близкий к цвету чистого золота. Очень мягкий, в результате чего полировка на изделии держится недолго.

Сплав 750-й пробы трёхкомпонентный, имеет в своем составе медь и серебро, в некоторых случаях в виде лигатуры могут быть использованы палладий, никель и цинк. Цвет от желтовато-зеленого через красноватые оттенки до белого. Сплав хорошо поддается пайке и литью, является подходящей основой для нанесения эмалей, однако при содержании в сплаве более 16 % меди цвет эмали становится тусклым. Рекомендуется использовать при изготовлении изделий с тонкой рельефной выколоткой, филигранью и оправ для хрупких самоцветов, напряжённых бриллиантов.

Сплав золота 375-й пробы обычно содержит: золота 37,5%, серебра 10,0%, меди 48,7%, палладия 3,8%. Используется для изготовления обручальных колец.

Для изготовления украшений с бриллиантами широко используется «белое золото», которое содержит:в сплаве золота 583-й пробы — серебра 23,7–28,7%, палладия 13,0–18% или никеля 17%, цинка 8,7%, меди 16%;

• в сплаве золота 750-й пробы — серебра 7,0–15,0%, палладия до 14%, никеля до 4%, цинка до 2,4%, или никеля 7,5–16,5%, цинка 2,0–5,0%, меди до 15%.

Наиболее распространён сплав серебра 875 пробы. Его используют для изготовления украшений и предметов сервировки стола. Сплав 916 пробы используют для производства предметов сервировки стола с покрытием эмалью; сплав 960-й пробы — для изготовления филигранных изделий. Сплавы платины и палладия применяются в ювелирном деле в незначительных количествах.

Серебряные и латунные изделия для защиты от быстро наступающего окисления и для улучшения декоративных свойств покрывают электролитическим способом тонким слоем золота 999-й пробы (золочение) или серебра 999-й пробы (серебрение).

В современных ювелирных изделиях платиновый сплав встречается редко, он уступил свои позиции белому золоту. Для некоторых ювелирных изделий используется двухкомпонентный сплав 950 пробы, в состав которого кроме платины входят медь и иридий. Добавка иридия значительно увеличивает твердость сплава.

Палладий пока ещё не является общепризнанным как самостоятельный металл для производства ювелирных изделий, но он имеет хорошие перспективы, так как он дешевле платины, имеет более интенсивный белый цвет, лучшую обрабатываемость, и такую же, как платина, устойчивость на потускнение на воздухе.

Золото

Атомный номер 79

Внешний вид простого вещества Мягкий ковкий жёлтый металл

(молярная масса) 196,96654 а. е. м. (г/моль)

Радиус атома 146 пм

Энергия ионизации

(первый электрон) 889,3 (9,22) кДж/моль (эВ)

Электронная конфигурация [Xe] 4f14 5d10 6s1

Химические свойства

Ковалентный радиус 134 пм

Радиус иона (+3e) 85 (+1e) 137 пм

Электроотрицательность

(по Полингу) 2,54

Электродный потенциал Au←Au3+ 1,50 В

^

Степени окисления 3, 1

Плотность 19,3 г/см³

Молярная теплоёмкость 25,39[1] Дж/(K·моль)

Теплопроводность 318 Вт/(м·K)

Температура плавления 1337,58 K

Теплота плавления 12,68 кДж/моль

Температура кипения 3080 K

Теплота испарения ~340 кДж/моль

Молярный объём 10,2 см³/моль

Кристаллическая решётка простого вещества

Структура решётки кубическая

гранецентрированая

Параметры решётки 4,080 Å

Au 79

196,96654

[Xe]4f145d106s1

Зо́лото — элемент побочной подгруппы первой группы, шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 79. Обозначается символом Au (лат. Aurum).

Простое вещество золото (CAS-номер: 7440-57-5) — благородный металл жёлтого цвета.

Схема атома золота

Праславянское *zolto (русск. золото, укр. золото, ст.-слав. злато, польск. złoto) родственно лит. geltonas «жёлтый», латыш. zelts «золото, золотой»; с другим вокализмом: готск. gulþ, нем. Gold, англ. gold; далее санскр. hiraṇyam, авест. zaranya «золото», также санскр. hari «жёлтый, золотистый, зеленоватый», от праиндоевропейского корня *ǵʰel- «жёлтый, зелёный, яркий». Отсюда же названия цветов: жёлтый, зелёный.

Свойства золота

Физические свойства

Чистое золото — мягкий металл жёлтого цвета. Красноватый оттенок некоторым изделиям из золота, например, монетам, придают примеси других металлов, в частности меди. В тонких плёнках золото просвечивает зелёным. Золото обладает исключительно высокой теплопроводностью и низким электрическим сопротивлением.

Золото — очень тяжёлый металл: шар из чистого золота диаметром 46 мм имеет массу 1 кг. Литровая бутыль, заполненная золотым песком, весит приблизительно 16 кг. Тяжесть золота — плюс для его добычи. Самые простые технологические процессы, такие, как, например, промывка на шлюзах, могут обеспечить весьма высокую степень извлечения золота из промываемой породы.

Золото очень ковко и тягуче. Из кусочка золота массой в один грамм можно вытянуть проволоку длиной в три километра или изготовить золотую фольгу в 500 раз тоньше человеческого волоса (0,0001 мм).

Через такой листочек фольги луч света просвечивает зеленоватым цветом. Мягкость чистого золота настолько велика, что его можно царапать ногтем. Поэтому в ювелирных изделиях золото всегда сплавляется с медью или серебром. Состав таких сплавов выражается пробой, которая указывает число весовых частей золота в 1000 частей сплава(в российской практике).

Проба химически чистого золота соответствует 999.9 пробе — его ещё называют «банковским» золотом, так как из такого золота изготавливают слитки.

Химические свойства

Золото — самый инертный металл, стоящий в ряду напряжений правее всех других металлов, при нормальных условиях оно не взаимодействует с большинством кислот и не образует оксидов, благодаря чему было отнесено к благородным металлам, в отличие от металлов обычных, легко разрушающихся под действием окружающей среды. Затем была открыта способность царской водки растворять золото, что поколебало уверенность в его инертности.

Наиболее устойчивая степень окисления золота в соединениях +3, в этой степени окисления оно легко образует с однозарядными анионами (F−, Cl−. CN−) устойчивые плоские квадратные комплексы [AuX4]−. Относительно устойчивы также соединения со степенью окисления +1, дающие линейные комплексы [AuX2]−. Долгое время считалось, что +3 — высшая из возможных степеней окисления золота, однако, используя дифторид криптона, удалось получить соединения Au+5 (фторид AuF5, соли комплекса [AuF6]−).

Соединения золота(V) стабильны лишь со фтором и являются сильнейшими окислителями.

Степень окисления +2 для золота нехарактерна, в веществах, в которых она формально равна 2, половина золота, как правило, окислена до +1, а половина — до +3, например, правильной ионной формулой сульфата золота(II) AuSO4 будет не Au2+(SO4)2−, а Au1+Au3+(SO4)2−2. Недавно обнаружены комплексы в которых золото все-таки имеет степень окисления +2.

Из чистых кислот золото растворяется только в горячей концентрированной селеновой кислоте:

2Au + 6H2SeO4 = Au2(SeO4)3 + 3H2SeO3 + 3H2O

Золото сравнительно легко реагирует с кислородом и другими окислителями при участии комплексобразователей. Так, в водных растворах цианидов при доступе кислорода золото растворяется, образуя цианоаураты:

4Au + 8CN− + 2H2O + O2 → 4[Au(CN)2]− + 4 OH−

В случае реакции с хлором возможность комплексообразования также значительно облегчает ход реакции: если с сухим хлором золото реагирует при ~200 °С с образованием хлорида золота(III), то в водном растворе (царская водка) золото растворяется с образованием хлораурат-иона уже при комнатной температуре:

2Au + 3Cl2 + 2Cl− → 2[AuCl4]−

Золото легко реагирует с жидким бромом и его растворами в воде и органических растворителях, давая трибромид AuBr3.

Со фтором золото реагирует в интервале температур 300−400°C, при более низких реакция не идёт, а при более высоких фториды золота разлагаются.

Золото также растворяется во ртути, фактически образуя легкоплавкий сплав (амальгаму).

Физиологическое воздействие

Некоторые соединения золота токсичны, накапливаются в почках, печени, селезёнке и гипоталамусе, что может привести к органическим заболеваниям и дерматитам, стоматитам, тромбоцитопении.

Геохимия золота

Содержание золота в земной коре очень низкое — 3 мкг/кг, но месторождения и участки, резко обогащённые металлом, весьма многочисленны. Золото содержится и в воде. 1 л и морской, и речной воды несёт примерно 4*10-9 г золота.

Для золота характерна самородная форма. Среди других его форм стоит отметить электрум, сплав золота с серебром, который обладает зеленоватым оттенком и относительно легко разрушается при переносе водой. В горных породах золото обычно рассеяно на атомарном уровне. В месторождениях оно зачастую заключено в сульфиды и арсениды.

Различаются первичные месторождения золота, россыпи, в которые оно попадает в результате разрушения рудных месторождений и месторождения с комплексными рудами, в которых золото извлекается в качестве попутного компонента.

Получение

Золотой самородок

Для получения золота используются его основные физические и химические свойства: присутствие в природе в самородном состоянии, способность реагировать лишь с немногими веществами (ртуть, цианиды).

C развитием современных технологий более популярными становятся химические способы.

Промывка

Метод промывки основан на высокой плотности золота, благодаря которой в потоке воды, минералы с плотностью меньше золота (а это почти все минералы земной коры) смываются и металл концентрируется в тяжёлой фракции, песка состоящего из минералов повышенной плотности, который называется шлихом. Этот процесс называется отмывкой шлиха или шлихованием. В небольших объёмах её можно проводить вручную, при помощи промывочного лотка. Этот способ используется с древнейших времён, и до сих пор для отработки маленьких россыпных месторождений старателями, но основное его применение — поиск месторождений золота, алмазов и других ценных металлов.

Промывка используется для разработки крупных россыпных месторождений, но при этом применяются специальные технические устройства: драги и промывочные устройства. Полученные шлихи, кроме золота, содержат множество других плотных минералов и металл из них извлекается, например, путём амальгамации.

Методом промывки разрабатываются все россыпные месторождения золота, ограничено он применяется на коренных месторождениях. Для этого породу дробят и затем подвергают промывке. Этот метод не может быть применён на месторождениях с рассеянным золотом, где оно так распылено в породе, что после дробления не обособляется в отдельные зёрна и смывается при промывке вместе с другими минералами. К сожалению, при промывке теряется не только мелкое золото, которое легко смывается с промывочной колоды, но и крупные самородки, гидравлическая крупность которых не позволяет им спокойно оседать в ячейках коврика. Поэтому на драгах и на промприборах обязательно следят за крупными катящимися обломками — это вполне могут оказаться самородки!

Этот метод добычи золота исторически был первым, и он очень дёшев, потому что не требует строительства дорогих заводов, и в случае речных отложений не нужно дробить породу. Экономически рентабельна отработка россыпей с содержанием золота более 0,1 г на 1 кубический метр рыхлой породы (песков, суглинков и т. д.).

Амальгамация

Метод амальгамации основан на способности ртути образовывать сплавы — амальгамы с различными металлами, в том числе и с золотом. В этом методе увлажнённая дроблёная порода смешивалась со ртутью и подвергалась дополнительному измельчению в мельницах — бегунных чашах. Амальгаму золота (и сопутствующих металлов) извлекали из получившегося шлама промывкой, после чего ртуть отгонялась из собранной амальгамы и использовалась повторно. Метод амальгамации известен с I века до н. э., наибольшие масштабы приобрёл в американских колониях Испании начиная с XVI века: это стало возможным благодаря наличию в Испании огромного ртутного месторождения — Альмаден. В более позднее время использовался метод внешней амальгамации, когда дроблёная золотоносная порода при промывке пропускалась через обогатительные шлюзы, выстланные медными листами, покрытыми тонким слоем ртути. Метод амальгамации применим только на месторождениях с высоким содержанием золота или уже при его обогащении. Сейчас он используется очень редко, главным образом старателями в Африке и Южной Америке.

Цианирование

Золото растворяется в растворах синильной кислоты и её солей, и это его свойство дало начало ряду методов извлечения путем цианирования руд.

Метод цианирования основан на реакции золота с цианидами в присутствии кислорода воздуха: измельчённая золотоносная порода обрабатывается разбавленным (0,3-0,03 %) раствором цианида натрия, золото из образующегося раствора цианоаурата натрия Na[Au(CN)2] осаждается либо цинковой пылью, либо на специальных ионнообменых смолах.

Метод цианирования первоначально применялся на крупных заводах, где порода дробилась и цианирование проводилось в специальных чанах. Однако развитие технологии привело к появлению метода кучного выщелачивания, который заключается в следующем: готовится водонепроницаемая площадка, на неё насыпается руда и её заливают растворами цианидов, которые, просачиваясь через толщу породы, растворяют золото. После этого они поступают в специальные колонны, в которых золото осаждается, а регенерированный раствор вновь отправляется на кучу.

Метод цианирования ограничен минеральным составом руд, он неприменим, если руда содержит большое количество сульфидов или арсенидов, так как цианиды реагируют с этими минералами. Поэтому цианированием перерабатываются малосульфидные руды или руды из зоны окисления, в которой сульфиды и арсениды окислены атмосферным кислородом.

Для извлечения золота из сульфидных руд используются сложные многоэтапные технологии. Золото, добытое из месторождений, содержит различные примеси, поэтому его подвергают специальным процессам высокой очистки, которые производятся на аффинажных заводах.

Регенерация

Осуществляется действием 10 % раствора щелочи на растворы солей золота с последующим осаждением аффинажного золота на алюминий из горячего раствора гидрооксида.

Применение

Имеющееся в настоящее время в мире золото распределено так: около 10% — в промышленных изделиях, остальное делится приблизительно поровну между централизованными запасами (в основном, в виде стандартных слитков химически чистого золота), собственностью частных лиц в виде слитков и ювелирными изделиями.

Как объект инвестирования

Золото является важнейшим элементом мировой финансовой системы, поскольку данный металл не подвержен коррозии, имеет много сфер технического применения, а запасы его невелики. Золото практически не терялось в процессе исторических катаклизмов, а лишь накапливалось и переплавлялось. В настоящее время мировые банковские резервы золота оцениваются в 32 тыс. тонн (если сплавить все это золото воедино, получится куб со стороной всего лишь 12 м).

Золото издавна использовалось многими народами в качестве денег. Золотые монеты — самый хорошо сохраняющийся памятник старины. Однако как монопольный денежный товар оно утвердилось только к XIX веку. Вплоть до Первой мировой войны все мировые валюты были основаны на золотом стандарте (период 1870—1914 называют «золотым веком»).

Бумажные купюры в это время выполняли роль удостоверений о наличии золота. Они свободно обменивались на золото.

В промышленности

По своей химической стойкости и механической прочности золото уступает большинству платиноидов, но незаменимо, как материал для электрических контактов. Поэтому в микроэлектронике золотые проводники и гальванические покрытия золотом контактных поверхностей, разъёмов, печатных плат используются очень широко.

Золото используется в качестве мишени в ядерных исследованиях, в качестве покрытия зеркал, работающих в дальнем инфракрасном диапазоне, в качестве специальной оболочки в нейтронной бомбе. Золотые припои очень хорошо смачивают различные металлические поверхности и применяются при пайке металлов. Тонкие прокладки, изготовленные из мягких сплавов золота, используются в технике сверхвысокого вакуума.

Золочение металлов (в древности — исключительно амальгамный метод, в настоящее время — преимущественно гальваническое) широко используется в качестве метода защиты от коррозии. Хотя такое покрытие неблагородных металлов имеет существенные недостатки (мягкость покрытия, высокий потенциал при точечной коррозии), оно распространено также из-за того, что готовое изделие приобретает вид очень дорогого, «золотого».

Золото зарегистрировано в качестве пищевой добавки Е175.

В ювелирных изделиях

Золотые изделия. Золотая медаль полученная художником Гореловым Г.Н. в 1909 на Международной выставке в Мюнхене за картину «Осмеяние еретиков» и золотые обручальные кольца супругов Горелова Г.Н и Гореловой Т.Н.

Традиционным и самым крупным потребителем золота является ювелирная промышленность. Ювелирные изделия изготавливают не из чистого золота, а из его сплавов с другими металлами, значительно превосходящими золото по механической прочности и стойкости. В настоящее время для этого служат сплавы Au-Ag-Cu, которые могут содержить добавки цинка, никеля, кобальта, палладия. Стойкость к коррозии таких сплавов определяются, в основном, содержанием в них золота, а цветовые оттенки и механические свойства — соотношением серебра и меди.

Важнейшей характеристикой ювелирных изделий является их проба, характеризующая содержание в них золота.

В стоматологии

Значительные количества золота потребляет стоматология: коронки и зубные протезы изготовляют из сплавов золота с серебром, медью, никелем, платиной, цинком. Такие сплавы сочетают коррозионную стойкость с высокими механическими свойствами.

В фармакологии

Соединения золота входят в состав некоторых медицинских препаратов, используемых для лечения ряда заболеваний (туберкулёза, ревматоидных артритов и т.д.).

Радиоактивное золото используют при лечении злокачественных опухолей

Паладий

Палладий

У этого термина существуют и другие значения, см. Палладий (значения).Палладий / Palladium (Pd)

Атомный номер 46

Внешний вид простого вещества

Свойства атома

Атомная масса

(молярная масса) 106,42 а. е. м. (г/моль)

Радиус атома 137 пм

Энергия ионизации

(первый электрон) 803,5(8,33) кДж/моль (эВ)

Электронная конфигурация [Kr] 4d10

Химические свойства

Ковалентный радиус 128 пм

Радиус иона (+4e) 65 (+2e) 80 пм

Электроотрицательность

(по Полингу) 2,20

Электродный потенциал 0

Степени окисления 0, +1, +2 (наиболее часто), +3, +4 (часто), +5, +6 (очень редко)

Термодинамические свойства простого вещества

Плотность 12,02 г/см³

Молярная теплоёмкость 25,8[1] Дж/(K·моль)

Теплопроводность 71,8 Вт/(м·K)

Температура плавления 1827 K

Теплота плавления 17,24 кДж/моль

Температура кипения 2940 K

Теплота испарения 372,4 кДж/моль

Молярный объём 8,9 см³/моль

Кристаллическая решётка простого вещества

Структура решётки кубическая

гранецентрированая

Параметры решётки 3,890 Å

Отношение c/a —

Температура Дебая 274 K

Pd 46

106,42

4d10

Палладий

Палла́дий — химический элемент с атомным номером 46 в периодической системе, обозначается символом Pd (лат. Palladium), белого цвета. Пластичный переходный металл, благородный металл.

История

Открыт английским химиком Вильямом Волластоном (William Hyde Wollaston) в 1803 году. Волластон выделил его из платиновой руды привезённой из Южной Америки.

Для выделения элемента Волластон растворил руду в царской водке (aqua regia) нейтрализовал кислоту раствором NaOH, затем осадил платину из раствора действием хлорида аммония NH4Cl (в осадок выпадает хлорплатинат аммония).

Потом к раствору был добавлен цианид ртути, при этом образовался цианид палладия. Чистый палладий был выделен из цианида нагреванием.

Происхождение названия

Назван по имени астероида Паллада, открытого немецким астрономом Ольбертсом в 1802 году, то есть незадолго до открытия палладия. В свою очередь астероид назван в честь Паллады (Афины Паллады или её подруги Паллады) из древнегреческой мифологии. Палладий — легендарное деревянное изображение Афины Паллады, упавшее с неба. Было одним из условий несокрушимости Трои. Троя пала только после того, как любимцы богини, Одиссей и Диомед, во время ночной вылазки выкрали Палладий.

Получение

Главным образом, палладий получают при переработке сульфидных руд никеля и меди.

Палладий пластичен, микродобавки никеля, кобальта, родия или рутения улучшают механические свойства Pd, повышают твёрдость.

Основные физические и механические свойства палладия:

Растворимость (в г/100 г или характеристика): вода: не растворим Плотность: 12,02 (20 °C, г/см3) В особых условиях образует коллоидный палладий и палладиевую чернь.

Атомная масса (в а.е.м.): 106,4

Плотность, г/см3 12,6

Температура, °С: плавления 1554; кипения ок. 2940

Теплота плавления, кал/г 37,8

Удельная теплоёмкость при 20 °C, кал/ (г.град) 0,0586

Удельное электросопротивление при 25 °C, мкОм см. 9,96

Теплопроводность, кал/(см.сек.град) 0,161

Химические свойства

Палладий не реагирует с водой, разбавленными кислотами, щелочами, гидратом аммиака. Реагирует с концентрированными серной и азотной кислотами, «царской водкой», галогенами, серой. Окисляется при сплавлении с гидросульфатом калия: Pd + 2HCl(к)+ 2Cl2= H2[PdCl6]; Pd + 2KCl + Cl2 = K2[PdCl4]; Pd + 4HNO3(к)= Pd(NO3)2↓+ 2NO2↑ + 2H2O

Применение

Катализаторы

Палладий часто применяется как катализатор, в основном в процессе гидрогенизации жиров и крекинге нефти.

Хлорид палладия используется как катализатор и для обнаружения микроколичеств угарного газа в воздухе или газовых смесях.

Очистка водорода

Палладий применяют для глубокой очистки водорода. Также, палладий способен исключительно эффективно обратимо аккумулировать водород. Для экономии дорогостоящего палладия при производстве мембран для очистки водорода и разделении изотопов водорода, разработаны сплавы его с другими металлами (наиболее эффективен и экономичен сплав палладия с иттрием).

Гальванотехника

Хлорид палладия применяется в качестве активирующего вещества при гальванической металлизации диэлектриков — в частности, осаждении меди на поверхность слоистых пластиков при производстве печатных плат в электронике.

Электрические контакты

Палладий и сплавы палладия используется в электронике — для покрытий, устойчивых к действию сульфидов (преимущество перед серебром).

В частности, палладий постоянно расходуется для производства реохордов прецизионных сопротивлений высокой точности (военная и аэрокосмическая техника), в том числе в виде сплава с вольфрамом (например ПдВ-20М).

А также палладий входит в состав керамических конденсаторов, с высокими показателями температурной стабильности ёмкости.

В ювелирном деле

в сплавах используемых в ювелирном деле (например, для получения сплава золото-палладий — т. н. «белое золото»), в целом палладий даже в незначительном количестве (1 %) способен резко изменить цвет золота в серебристо-белый. Основные сплавы палладия с серебром в ювелирном деле имеют пробу 500 и 850 (наиболее технологичны и привлекательны).

Другие применения металлического палладия

в различных прецизионных механических инструментах

Палладий используется для изготовления специальной химической посуды, стойких к коррозии деталей высокоточных измерительных приборов.

Из Pd и его сплавов изготовляют медицинские инструменты, детали кардиостимуляторов, зубные протезы, некоторые лекарственные средства.

(Некоторые серьёзные источники, в том числе из ФРГ, заявляют о вредности палладий-содержащих зубных протезов; приводят к нарушениям нервной системы, в том числе депрессии и аллергии.)

Определённое количество палладия расходуется для изготовления химической аппаратуры для производства плавиковой кислоты (сосуды, перегонные кубы, детали насосов, реторты).

Покрытия из палладия применяются для нанесения на электрические контакты для предотвращения искрения.

Банк России чеканит из палладия памятные монеты в очень ограниченном количестве[2].

Лекарственные препараты

В некоторых странах незначительное количество палладия используется для получения цитостатических препаратов — в виде комплексных соединений, аналогично цис-платине.

Особенности экспериментальной работы

Палладий и его соединения являются катализаторами химических процессов, поэтому требуют осторожного обращения.

Другие особенности

По утверждению некоторых исследователей[3] используется в компонентах механизма для воспроизведения холодного термоядерного синтеза (en:Cold Fusion).

Палладий является драгоценным металлом и в последнее время активно торгуется на биржевом (в России на РТС) и внебиржевом рынках. В некоторых странах, в том числе в России, законодательство разрешает физическим и юридическим лицам открывать в банках металлические счета в палладии.

Показатели производства и потребления

Поставки палладия в мире в 2007 году составили 267 тонн (в том числе Россия — 141 тонна, ЮАР — 86 тонн, США и Канада — 31 тонна, прочие страны — 9 тонн).

Потребление палладия в 2007 году составило в автомобильной промышленности 107 тонн, в производстве электроники — 40 тонн, в химической промышленности — 12 тонн.[4]

Серебро

Атомный номер 47

Внешний вид простого вещества

Свойства атома

Атомная масса

(молярная масса) 107,8682 а. е. м. (г/моль)

Радиус атома 144 пм

Энергия ионизации

(первый электрон) 1-й 730,5 кДж/моль (эВ)

2-й: 2070 кДж/моль (эВ)

3-й: 3361 кДж/моль (эВ)

Электронная конфигурация [Kr] 4d10 5s1

Химические свойства

Ковалентный радиус 134 пм

Радиус иона (+2e) 89 (+1e) 126 пм

Электроотрицательность

(по Полингу) 1,93

Электродный потенциал +0,799

Степени окисления 2, 1

Термодинамические свойства простого вещества

Плотность 10,5 г/см³

Молярная теплоёмкость 25,36[1] Дж/(K·моль)

Теплопроводность 429 Вт/(м·K)

Температура плавления 1 235,1 K

Теплота плавления 11,95 кДж/моль

Температура кипения 2 485 K

Теплота испарения 254,1 кДж/моль

Молярный объём 10,3 см³/моль

Кристаллическая решётка простого вещества

Структура решётки кубическая гранецентрированая

Параметры решётки 4,086 Å

Отношение c/a —

Температура Дебая 225 K

107,8682

[Kr]4d105s1

Серебро́ — элемент побочной подгруппы первой группы, пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 47. Обозначается символом Ag (лат. Argentum).

Один из дефицитных элементов.

Простое вещество серебро (CAS-номер: 7440-22-4) — ковкий, пластичный благородный металл серебристо-белого цвета. Кристаллическая решётка — гранецентрированная кубическая. Температура плавления — 963 °C, плотность — 10,5 г/см³.

История

Серебро известно человечеству с древнейших времён. Это связано с тем, что в своё время серебро, равно как и золото, часто встречалось в самородном виде — его не приходилось выплавлять из руд. Это предопределило довольно значительную роль серебра в культурных традициях различных народов. В Ассирии и Вавилоне серебро считалось священным металлом и являлось символом Луны. В средние века серебро и его соединения были очень популярны среди алхимиков. С середины XIII века серебро становится традиционным материалом для изготовления посуды. Кроме того, серебро и по сей день используется для чеканки монет.

Происхождение названия

Достаточно очевидно, что русск. серебро, польск. srebro, болг. сребро, ст.-слав. сьребро восходят к праславянскому *sьrebro, которое имеет соответствия в балтийских (лит. sidabras, др.-прусск. sirablan) и германских (готск. silubr, нем. Silber, англ. silver) языках. Дальнейшая этимология за пределами германо-балто-славянского круга языков неясна, предполагают либо сближение с анатолийским subau-ro «блестящий», либо раннее заимствование из языков Ближнего Востока: ср. аккадск. sarpu «очищенное серебро», от аккадск. sarapu «очищать, выплавлять». По-гречески серебро — «άργυρος», «árgyros», от индо-европейского корня «*arg-», означающего «белый», «блистающий». Отсюда происходит и его латинское название — «argentum».

Нахождение в природе

Определённая часть благородных и цветных металлов встречается в природе в самородной форме. Известны и документально подтверждены факты нахождения не просто больших, а огромных самородков серебра. Так, например, в 1477 году на руднике «Святой Георгий» (месторождение Шнееберг в Рудных горах в 40-45 км от города Фрайберг) был обнаружен самородок серебра весом 20 т. Глыбу серебра размером 1 х 1 х 2,2 м выволокли из горной выработки, устроили на ней праздничный обед, а затем раскололи и взвесили. В Дании, в музее Копенгагена, находится самородок весом 254 кг, обнаруженный в 1666 году на норвежском руднике Конгсберг. Крупные самородки обнаруживали и на других континентах. В настоящее время в здании парламента Канады хранится одна из добытых на месторождении Кобальт в Канаде самородных пластин серебра, имеющая вес 612 кг. Другая пластина, найденная на том же месторождении и получившая за свои размеры название «серебряный тротуар», имела длину около 30 м и содержала 20 т серебра. Однако, при всей внушительности когда-либо обнаруженных находок, следует отметить, что серебро химически более активно, чем золото, и по этой причине реже встречается в природе в самородном виде.

Известно более 50 природных минералов серебра, из которых важное промышленное значение имеют лишь 15-20, в том числе:

• самородное серебро;
• электрум (золото-серебро);
• кюстелит (серебро-золото);
• аргентит (серебро-сера);
• прустит (серебро-мышьяк-сера);
• бромаргерит (серебро-бром);
• кераргирит (серебро-хлор);
• пираргирит (серебро-сурьма-сера);
• стефанит (серебро-сурьма-сера);
• полибазит (серебро-медь-сурьма-сера);
• фрейбергит (медь-сера-серебро);
• аргентоярозит (серебро-железо-сера);
• дискразит (серебро-сурьма);
• агвиларит (серебро-селен-сера) и другие.

Как и другим благородным металлам, серебру свойственны два типа проявлений:

• собственно серебряные месторождения, где оно составляет более 50 % стоимости всех полезных компонентов;
• комплексные серебросодержащие месторождения (в которых серебро входит в состав руд цветных, легирующих и благородных металлов в качестве попутного компонента).

Собственно серебряные месторождения играют достаточно существенную роль в мировой добыче серебра, однако следует отметить, что основные разведанные запасы серебра (75 %) приходятся на долю комплексных месторождений.

Физические свойства

Самородок серебра

Чистое серебро — довольно тяжёлый (легче свинца, но тяжелее меди), необычайно пластичный серебристо-белый металл (коэффициент отражения света близок к 100 %).

Тонкая серебряная фольга в проходящем свете имеет фиолетовый цвет. C течением времени металл тускнеет, реагируя с содержащимися в воздухе следами сероводорода и образуя налёт сульфида. Обладает высокой теплопроводностью. При комнатной температуре имеет самую высокую электропроводность среди всех известных металлов.

Химические свойства

Серебро, будучи благородным металлом, отличается относительно низкой реакционной способностью, оно не растворяется в соляной и разбавленной серной кислотах. Однако в окислительной среде (в азотной, горячей концентрированной серной кислоте, а также в соляной кислоте в присутствии свободного кислорода) серебро растворяется:

Ag + 2HNO3(конц.) = AgNO3 + NO2↑ + H2O

Растворяется оно и в хлорном железе, что применяется для травления:

Ag + FeCl3 = AgCl + FeCl2

Серебро также легко растворяется в ртути, образуя амальгаму (жидкий сплав ртути и серебра).

Серебро не окисляется кислородом даже при высоких температурах, однако в виде тонких пленок может быть окислено кислородной плазмой или озоном при облучении ультрафиолетом. Во влажном воздухе в присутствии даже малейших следов двухвалентной серы (сероводород, тиосульфаты, резина) образуется налет малорастворимого сульфида серебра, обуславливающего потемнение серебряных изделий:

4Ag + 2H2S + O2 = 2Ag2S + 2H2O

Свободные галогены легко окисляют серебро до галогенидов:

2Ag + I2 = 2AgI

Однако на свету эта реакция обращается, и галогениды серебра (кроме фторида) постепенно разлагаются.

При нагревании с серой серебро дает сульфид.

Наиболее устойчивой степенью окисления серебра в соединениях является +1. В присутствии аммиака соединения серебра (I) дают легко растворимый в воде комплекс [Ag(NH3)2]+. Серебро образует комплексы так же с цианидами, тиосульфатами. Комплексообразование используют для растворения малорастворимых соединений серебра, для извлечения серебра из руд. Более высокие степени окисления (+2, +3) серебро проявляет только в соединении с кислородом (AgO, Ag2O3) и фтором (AgF2, AgF3), такие соединения гораздо менее устойчивы, чем соединения серебра (I).

Соли серебра (I), за редким исключением (нитрат, фторид), нерастворимы в воде, что часто используется для определения ионов галогенов (хлора, брома, йода) в водном растворе.

Применение

Так как обладает наибольшей электропроводностью, теплопроводностью и стойкостью к окислению кислородом при обычных условиях, применяется для контактов электротехнических изделий, например, контакты реле, ламели, а также многослойных керамических конденсаторов.

В составе припоев: медносеребряный припой ПСР-45 используется для пайки медных котлов, чем выше процент серебра, тем выше качество; иногда также, добавляя его к свинцу в количестве 5 %, им заменяют оловянный припой.

В составе сплавов: для изготовления катодов гальванических элементов (батареек).

Применяется как драгоценный металл в ювелирном деле (обычно в сплаве с медью, иногда с никелем и другими металлами).

Используется при чеканке монеты (в особенности в прошлом).

Галогениды серебра и нитрат серебра используются в фотографии, так как обладают высокой светочувствительностью.

Из-за высочайшей электропроводности и стойкости к окислению применяется:

в электротехнике и электронике как покрытие ответственных контактов

в СВЧ технике как покрытие внутренней поверхности волноводов

Используется как покрытие для зеркал с высокой отражающей способностью (в обычных зеркалах используется алюминий).

Часто используется как катализатор в реакциях окисления, например при производстве формальдегида из метанола.

Используется как дезинфицирующее вещество, в основном для обеззараживания воды. Некоторое время назад для лечения простуды использовали раствор протаргол и колларгол, которые представляли собой коллоидное серебро.

Серебряная цепочка 875-й пробы

Области применения серебра постоянно расширяются и его применение — это не только сплавы, но и химические соединения. Определённое количество серебра постоянно расходуется для производства серебряно-цинковых и серебряно-кадмиевых аккумуляторных батарей, обладающих очень высокой энергоплотностью и массовой энергоёмкостью и способных при малом внутреннем сопротивлении выдавать в нагрузку очень большие токи.

Серебро используется в качестве добавки (0,1—0,4 %) к свинцу для отливки токоотводов положительных пластин специальных свинцовых аккумуляторов (очень большой срок службы (до 10—12 лет) и малое внутреннее сопротивление).

Хлорид серебра используется в хлор-серебряно-цинковых батареях, а также для покрытий некоторых радарных поверхностей. Кроме того, хлорид серебра, прозрачный в инфракрасной области спектра, используется в инфракрасной оптике.

Монокристаллы фторида серебра используются для генерации лазерного излучения с длиной волны 0,193 мкм (ультрафиолетовое излучение).

Серебро используется в качестве катализатора в фильтрах противогазов.

Ацетиленид серебра (карбид) изредка применяется как мощное инициирующее взрывчатое вещество (детонаторы).

Фосфат серебра используется для варки специального стекла, используемого для дозиметрии излучений. Примерный состав такого стекла: фосфат алюминия — 42 %, фосфат бария — 25 %, фосфат калия — 25 %, фосфат серебра — 8 %.

Перманганат серебра, кристаллический тёмно-фиолетовый порошок, растворимый в воде; используется в противогазах. В некоторых специальных случаях серебро так же используется в сухих гальванических элементах следующих систем: хлор-серебряный элемент, бром-серебряный элемент, йод-серебряный элемент.

Серебро зарегистрировано в качестве пищевой добавки Е174.

Одной из важных сфер использования серебра являлась алхимия, тесно связанная с медициной. Уже за 3 тыс. лет до н. э. в Китае, Персии и Египте были известны[источник не указан 33 дня] лечебные свойства самородного серебра. Древние египтяне, например, прикладывали серебряную пластину к ранам, добиваясь их быстрого заживления. О способности этого металла долгое время сохранять воду пригодной для питья также знали с древних времен. Например, персидский царь Кир в военных походах перевозил воду только в серебряных сосудах. Знаменитый средневековый врач Парацельс лечил некоторые болезни «лунным» камнем — азотнокислым серебром (ляпис)[источник не указан 33 дня]. Этим средством в медицине пользуются и поныне.

Развитие фармакологии и химии, появление множества новых природных и синтетических лекарственных форм не уменьшили внимания современных медиков к этому металлу. В наши годы оно продолжает широко использоваться в индийской фармакологии (для изготовления традиционных в Индии аурведических препаратов).

Аюрведа (Ayurveda) — это древний способ диагностики заболеваний и лечения, малоизвестный за пределами Индии. Более 500 млн человек в Индии принимают такие препараты, поэтому очевидно, что потребление серебра в фармакологии страны очень велико. Сравнительно недавно современные исследования клеток организма на содержание серебра привели к заключению, что оно повышено в клетках мозга[источник не указан 33 дня]. Таким образом, сделан вывод, что серебро является металлом необходимым для жизнедеятельности человеческого организма и что открытые пять тысячелетий назад лечебные свойства серебра не утратили своей актуальности и в настоящее время.[источник не указан 33 дня]

Мелкораздробленное серебро широко применяется для обеззараживания воды. Вода, настоянная на порошке серебра (как правило, применяют посеребренный песок) или профильтрованная через такой песок, почти полностью обеззараживается. Серебро в виде ионов активно взаимодействует с различными другими ионами и молекулами. Малые концентрации полезны, так как серебро уничтожает многие болезнетворные бактерии. Установлено также, что ионы серебра в малых концентрациях способствуют повышению общей сопротивляемости организма к инфекционным заболеваниям[источник не указан 100 дней]. Развивая это направление использования, в довершение к зубным пастам, защитным карандашам, керамическим плиткам, покрытым серебром, в Японии даже стали изготавливать ладан, который содержит ионизированное серебро и при сжигании высвобождает ионы, убивающие бактерии.[источник не указан 33 дня] На этом свойстве серебра основано действие таких лекарственных препаратов, как протаргол, колларгол и др., представляющих собой коллоидные формы серебра и способствующих излечению гнойных поражений глаз.

Давно известно что если к серебряным электродам приложить напряжение в несколько вольт, то их обеззараживающее действие заметно усиливается (данный эффект использовался в портативных бытовых приборах для обеззараживания воды).

Значительное усиление эффекта наблюдается если на поверхности электродов выращивать серебряные наностолбики. При этом напряжение не обязательно прикладывать непосредственно к электродам, а можно создавать внешним полем.

Ещё более эффективно действует слабый раствор комплексного соединения серебра с аммиаком, применяющийся в медицине под названием аммарген (производное от слов «аммиак» и «аргентум»).

Нитраты серебра в виде раствора аммаргена широко применяются для промывания ран или слизистой оболочки при различных воспалительных состояниях, а также используются в изготовлении различных антибактериальных средств.

Физиологическое действие Достоверность этого раздела статьи поставлена под сомнение.

Необходимо проверить точность фактов, изложенных в этом разделе.

Обычно серебро поступает в организм с водой и пищей в ничтожно малых количествах — всего 7 микрограммов в сутки. И при этом такое явление, как дефицит серебра, пока нигде не описано. Ни один из серьёзных научных источников не относит серебро к жизненно важным биоэлементам. Серебро — это тяжёлый металл. Пить воду с ионами серебра не стоит[источник не указан 132 дня]. Серебро (как и золото) — клеточный яд, ксенобиотик: ионы серебра замещают ионы микроэлементов в ферментах, ответственных за метаболизм и размножение. Это приводит к нарушению функции клетки и к её гибели. Постоянное употребление серебра даже в малых дозах может вызвать хроническое заболевание, связанное с повышенным содержанием серебра в организме — аргирию (аргентоз, аргироз).

Согласно документу [3] ПДК по содержанию катионов серебра в питьевой воде составляет 0,05 мг/л (для сравнения, у свинца — 0,03 мг/л), нормируется по санитарно-токсикологическому признаку вредности, класс опасности 2 (высокоопасные).

С точки зрения применения серебра для дезинфекции питьевой воды в системах водоподготовки этот метод ничем не отличается от использования в тех же целях хлорирования, йодирования, бромирования и других химических методов обеззараживания. При выборе фильтрующих систем следует отдавать предпочтение тем, в которых серебро надёжно закреплено в волокнах ионнообменного материла, где катионы серебра угнетают развитие бактерий, но покинуть фильтр не могут, не вымываются и не попадают в очищенную воду. Использование серебра в качестве бактерицида — в любой концентрации — в воде, предназначенной для детского питания, запрещено законодательно[источник не указан 91 день]. Коллоидное серебро нередко пропагандируется в качестве универсального лекарства от всех болезней. Между тем, американское Управление по продуктам и лекарствам (FDA) не рекомендует это средство для лечения заболеваний. По данным FDA, коллоидное серебро не только неэффективно, но и может вызывать серьёзные побочные эффекты. Помимо аргирии, при длительном его употреблении может возникать поражение почек, неврологические расстройства, нарушение пищеварения, головные боли и хроническая усталость, считают специалисты

Платина

Атомный номер 78

Внешний вид простого вещества Тяжёлый мягкий

серебристо-белый

металл

Свойства атома

Атомная масса

(молярная масса) 195,08 а. е. м. (г/моль)

Радиус атома 139 пм

Энергия ионизации

(первый электрон) 868,1(9,00) кДж/моль (эВ)

Электронная конфигурация [Xe] 4f14 5d9 6s1

Химические свойства

Ковалентный радиус 130 пм

Радиус иона (+4e) 65 (+2e) 80 пм

Электроотрицательность

(по Полингу) 2,28

Электродный потенциал Pt←Pt2+ 1,20В

Степени окисления 4, 2, 0

Термодинамические свойства простого вещества

Плотность 21,45 г/см³

Молярная теплоёмкость 25,85[1] Дж/(K·моль)

Теплопроводность 71,6 Вт/(м·K)

Температура плавления 2045 K

Теплота плавления 21,76 кДж/моль

Температура кипения 4100 K

Теплота испарения ~470 кДж/моль

Молярный объём 9,10 см³/моль

Кристаллическая решётка простого вещества

Структура решётки кубическая

гранецентрированая

Параметры решётки 3,920 Å

Отношение c/a n/a

Температура Дебая 230,00 K

Pt 78

195,08

4f145d96s1

Платина

Платина — 78 элемент периодической таблицы, атомная масса 195,08, благородный металл серо-стального цвета.

История

В Старом Свете платина не была известна, однако цивилизации Анд (инки и чибча) добывали и использовали её с незапамятных времён.

В Европе платина была неизвестна до XVIII в. В 1748 г. испанский математик и мореплаватель А. де Ульоа первым привез на европейский континент образцы самородной платины, найденной в Перу. Впервые в чистом виде из руд платина была получена английским химиком У. Волластоном в 1803 г. Итальянский химик Джилиус Скалигер в 1835 году открыл неразложимость платины и таким образом доказал, что она является независимым химическим элементом.

В России еще в 1819 году в россыпном золоте, добытом на Урале был обнаружен «новый сибирский металл». Сначала его называли белым золотом, платина встречалась на Верх-Исетских, а затем и на Невьянских и Билимбаевских приисках. Богатые россыпи платины были открыты во второй половине 1824 года, а на следующий год в России началась ее добыча.[2]

Происхождение названия

Название платине было дано испанскими конкистадорами, которые в середине XVI в. впервые познакомились в Южной Америке (на территории современной Колумбии) с новым металлом, внешне похожим на серебро (исп. plata).

Слово исп. Platina буквально означает «маленькое серебро», «серебришко». Объясняется такое пренебрежительное название исключительной тугоплавкостью платины, которая не поддавалась переплавке, долгое время не находила применения и ценилась вдвое ниже, чем серебро.

Получение

Самородную платину добывают на приисках (см. подробнее в статье Благородные металлы)

Производство платины в виде порошка началось в 1805 английским ученым У. Х. Волластоном из южноамериканской руды. Сегодня платину получают из концентрата платиновых металлов. Концентрат растворяют в царской водке, после чего добавляют этанол и сахарный сироп для удаления избытка HNO3. При этом иридий и палладий восстанавливаются до Ir3+ и Pd2+. Последующим добавлением хлорида аммония выделяют (NH4)2PtCl6. Высушенный осадок прокаливают при 800-1000°C: (NH4)2PtCl6 = N2 + 6HCl + Pt + H2. Получаемую таким образом губчатую платину подвергают дальнейшей очистке повторным растворением в царской водке, осаждением (NH4)2PtCl6 и прокаливанием остатка. Затем очищенную губчатую платину переплавляют в слитки. При восстановлении платиновых растворов химическим или электрохимическим способом получают мелкодисперсную платину — платиновую чернь.

Физические свойства

Серовато-белый пластичный металл, температуры плавления и кипения — 1769 °C и 3800 °C, удельное электрическое сопротивление — 0,098 мкОм•м. Платина — один из самых тяжелых (плотность 21,5 г/см³; атомная плотность 6.62•1022 ат/см³) и самых редких металлов: среднее содержание в земной коре 5•10−7% по массе.

Химические свойства

По химическим свойствам платина похожа на палладий, но проявляет большую химическую устойчивость. Реагирует только с горячей царской водкой: 3Pt + 4HNO3 + 18HCl = 3H2[PtCl6] + 4NO + 8H2O

Платина медленно растворяется в горячей серной кислоте и жидком броме. Она не взаимодействует с другими минеральными и органическими кислотами. При нагревании реагирует со щелочами и пероксидом натрия, галогенами (особенно в присутствии галогенидов щелочных металлов): Pt + 2Cl2 + 2NaCl = Na2[PtCl6]. При нагревании платина реагирует с серой, селеном, теллуром, углеродом и кремнием. Как и палладий, платина может растворять молекулярный водород, но объем поглощаемого водорода меньше и способность его отдавать при нагревании у платины меньше.

При нагревании платина реагирует с кислородом с образованием летучих оксидов. Выделены следующие оксиды платины: черный PtO, коричневый PtO2, красновато-коричневый PtO3, а также Pt2O3 и Pt3O4.

Для платины известны гидроксиды Pt(OH)2 и Pt(OH)4. Получают их при щелочном гидролизе соответствующих хлорплатинатов, например: Na2PtCl4 + 2NaOH = 4NaCl + Pt(OH)2I, Na2PtCl6 + 4NaOH = 6NaCl + Pt(OH)4I. Эти гидроксиды проявляют амфотерные свойства: Pt(OH)2 + 2NaOH = Na2[Pt(OH)4], Pt(OH)2 +4HCl = H2[PtCl4] + 2H2O, Pt(OH)4 + 6HCl = H2[PtCl6] + 4H2O, Pt(OH)4 + 2NaOH = Na2[Pt(OH)6]. Гексафторид PtF6 — один из сильнейших окислителей, способный окислить молекулы кислорода, ксенона или NO: O2 + PtF6 = O2+[PtF6]-.

C обнаруженного Н. Бартлеттом взаимодействия между Хе и PtF6, приводящего к образованию XePtF6, началась химия инертных газов. PtF6 получают фторированием платины при 1000 °C под давлением. Фторирование платины при нормальным давлении и температуре 350—400 °C даёт фторид Pt(IV): Pt + 2F2 = PtF4 Фториды платины гигроскопичны и разлагаются водой. Тетрахлорид платины (IV) с водой образует гидраты PtCl4·nH2O, где n = 1, 4, 5 и 7. Растворением PtCl4 в соляной кислоте получают платинохлористоводородные кислоты H[PtCl5] и H2[PtCl6]. Синтезированы такие галогениды платины как PtBr4, PtCl2, PtCl2·2PtCl3, PtBr2 и PtI2. Для платины характерно образование комплексных соединений состава [PtX4]2- и [PtX6]2-. Изучая комплексы платины, А. Вернер сформулировал теорию комплексных соединений и объяснил природу возникновения изомеров в комплексных соединениях.

Реакционная способность

Монета 3 рубля, 1834

Платина является одним из самых инертных металлов. Она нерастворима в кислотах и щелочах, за исключением царской водки. При комнатной температуре платина медленно окисляется кислородом воздуха, давая прочную плёнку оксидов. Платина также непосредственно реагирует с бромом, растворяясь в нём.

При нагревании платина становится более реакционноспособной. Она реагирует с пероксидами, а при контакте с кислородом воздуха — с щелочами. Тонкая платиновая проволока горит во фторе с выделением большого количества тепла. Реакции с другими неметаллами (хлором, серой, фосфором) происходят менее охотно. При более сильном нагревании платина реагирует с углеродом и кремнием, образуя твёрдые растворы, аналогично металлам группы железа.

В своих соединениях платина проявляет почти все степени окисления от 0 до +8, из которых наиболее устойчивы +2 и +4. Для платины характерно образование многочисленных комплексных соединений, которых известно много сотен. Многие из них носят имена изучавших их химиков (соли Косса, Магнуса, Пейроне, Цейзе, Чугаева и т. д.).

Большой вклад в изучение таких соединений внес русский химик Л. А. Чугаев (1873−1922), первый директор созданного в 1918 году Института по изучению платины.

Гексафторид платины PtF6 является одним из сильнейших окислителей среди всех известных химических соединений. С помощью него, в частности, канадский химик Нейл Бартлетт в 1962 году получил первое настоящее химическое соединение ксенона XePtF6.

Катализатор

Платина, особенно в мелкодисперсном состоянии, является очень активным катализатором многих химических реакций, в том числе используемых в промышленных масштабах. Например, платина катализирует реакцию присоединения водорода к ароматическим соединениям даже при комнатной температуре и атмосферном давлении водорода. Еще в 1821 немецкий химик И. В.Дёберейнер обнаружил, что платиновая чернь способствует протеканию ряда химических реакций; при этом сама платина не претерпевала изменений. Так, платиновая чернь окисляла пары винного спирта до уксусной кислоты уже при обычной температуре. Через два года Дёберейнер открыл способность губчатой платины при комнатной температуре воспламенять водород. Если смесь водорода и кислорода (гремучий газ) ввести в соприкосновение с платиновой чернью или с губчатой платиной, то сначала идет сравнительно спокойная реакция горения. Но так как эта реакция сопровождается выделением большого количества теплоты, платиновая губка раскаляется, и гремучий газ взрывается. На основании своего открытия Дёберейнер сконструировал «водородное огниво» — прибор, широко применявшийся для получения огня до изобретения спичек.

Производство

До 1748 г. платина добывалась и производилась только на территории Америки и в Старом Свете не была известна.

Когда платину стали завозить в Европу её цена была вдвое ниже серебра. Ювелиры очень быстро обнаружили, что платина хорошо сплавляется с золотом, а так как плотность платины выше чем у золота, то незначительные добавки серебра позволила изготавливать подделки, которые невозможно было отличить от золотых изделий. Такого рода подделки получили столь широкое распространение, что испанский король приказал прекратить ввоз платины, а оставшиеся запасы утопить в море. Этот закон просуществовал до 1778 года. После отмены закона потребность в платине была небольшой, её использовали в основном для создания химического оборудования, приспособлений и в качестве катализаторов. Добываемой в Америке платины для этих целей было достаточно. Ни о каком значимом промышленном производстве говорить не приходится.

В 1819 году платину впервые обнаружили на Урале близ Екатеринбурга, а в 1824 г. были открыты платиновые россыпи в Нижнетагильском округе. Разведанные запасы платины были столь велики, что Россия почти сразу заняла первое место в мире по добыче этого метала. Только в 1828 году в России было добыто 1,5 т платины — больше, чем за 100 лет в Южной Америке. К концу XIX века в России добывалось платины в 40 раз больше чем во всех остальных странах мира. Причем, представлена она была и весьма увесистыми самородками. Например, один из найденных на Урале самородков весил 9,6 кг.

К середине XIX в. в Англии и Франции были проведены обширные исследования по аффинажу платины. В 1859 году французский химик Анри Этьен Сент-Клер Девиль впервые разработал промышленный способ получения слитков чистой платины. С этого времени, почти вся добываемая на Урале платина скупалась английскими и французскими фирмами, в частности, «Джонсон, Маттей и К°». Позже к закупкам платины у России подключились американские и немецкие компании.

Даже после значительных зарубежных закупок, большая часть добываемой Россией платины не находила достойного применения. Поэтому, начиная с 1828 года, по предложения министра финансов Егора Канкрина, в России начали выпускать платиновые монеты номиналом 3,6 и 12 рублей. При этом, 12-рублевая платиновая монета имела массу 41,41 г, а в рублевой серебрянной монете было 18 г чистого серебра. То есть по стоимости металла платиновые монеты были дороже серебряных в 5,2 раза. С 1828 по 1845 гг. было выпушено 1 372 000 трехрублевых монет, 17 582 шестирублевых и 3 303 двенадцатирублевых общей массой 14,7 т. Основную выгоду от добычи получали владельцы рудников — Демидовы. Оцените, — только в 1840 было добыто 3,4 т платины. В 1845 году, по настоянию министра финансов Фёдора Вронченко выпуск платиновых монет был прекращён и все они были срочно изъяты из обращения. Основной версией столь поспешного шага считается повышение Европейских цен на платину, в результате которого монеты стали дороже номинала. После прекращения чеканки монет производство платины в России упало в 20 раз и к 1915 году на долю России приходилось лишь 95 % от мирового производства платины. Оставшиеся 5 % производила Колумбия. Причем, почти вся российская платина поступала на экспорт. Например, в 1867 году Англия скупила весь запас российской платины — более 16 т.

К концу XIX в. Россия производила 4,5 т. платины в год.

До Первой мировой войны второй после России страной по объемам добычи платины была Колумбия; с 1930-х гг. стала Канада, а после Второй мировой войны — Южная Африка.

В 1952 году Колумбия добыла 0,75 т платины, США — 0,88 т, в Канада — 3,75 т, а Южно-Африканский Союз — 7,2 т. В СССР данные по добыче платины были засекречены.

В 2007 году в мире было добыто 213 т платины, а в 2008 году — 200 т. Лидерами добычи были: ЮАР (в 2007 году добыто 166,0 т, а в 2008 году — 153,0 т), Россия (27,0/25,0), Канада (6,2/7,2), Зимбабве (5,3/5,6), США (3,9/3,7), Колумбия (1,4/1,7).[3]

Лидером добычи платины в России являеться ГМК «Норильский никель».

Разведанные мировые запасы металлов платиновой группы составляют около 80 000 т и распределены, в основном, между Южной Африкой (87,5 %), Россией (8,3 %) и США (2,5 %).

Применение

В технике

Платина применяется как катализатор (чаще всего в сплаве с родием, а также в виде платиновой черни — тонкого порошка платины, получаемой восстановлением ее соединений).

Платина применяется в ювелирном и зубоврачебном деле, а также в медицине.

Изготовление стойкой химически и к нагреванию лабораторной посуды.

Изготовление миниатюрных магнитов огромной силы (сплав платина-кобальт, ПлК-78).

Специальные зеркала для лазерной техники.

Чрезвычайно долговечные и стабильные электроконтакты и сплавы для радиотехники (ПлИ-10, ПлИ-20, ПлИ-30 (платина-иридий).

Гальванические покрытия.

Перегонные реторты для производства плавиковой кислоты.

Электроды для получения перхлоратов, перборатов, перкарбонатов, пероксодвусерной кислоты (фактически на платине держится все мировое производство перекиси водорода: электролиз серной кислоты — пероксодвусерная кислота — гидролиз — отгонка перекиси водорода).

Нерастворимые аноды в гальванотехнике.

Анодные штанги для защиты от коррозии корпусов подводных лодок.

Нагревательные элементы печей сопротивления.

В медицине

Соединения платины (преимущественно, тетрахлорплатинаты) применяются, как цитостатики («цис-платина»).

Однако в настоящее время имеются более эффективные противораковые лекарственные средства.

В ювелирном деле

Платина и её сплавы широко используются для производства ювелирных изделий.

Ежегодно мировая ювелирная промышленность потребляет около 50 тонн платины. До 2001 года большая часть ювелирных изделий из платины потреблялась в Японии. С 2001 года на долю Китая приходится примерно 50 % мировых продаж. В 1980 г. Китай потреблял около 1 % ювелирных изделий из платины. В настоящее время в Китае ежегодно продаётся около 10 млн изделий из платины общей массой около 25 тонн.

Российский спрос на ювелирную платину составляет 0,1 % от мирового уровня.

Монетарная функция

Основная статья: Платиновые монеты

Платиновая монета 1835 года номиналом 12 рублей.

Платина, золото и серебро — основные металлы, выполняющие монетарную функцию. Однако платину стали использовать для изготовления монет на несколько тысячелетий позже золота и серебра.

Первые в мире платиновые монеты были выпущены и находились в обращении в Российской империи с 1828 по 1845 год. Чеканка началась с трехрублевиков. В 1829 г. «были учреждены платиновые дуплоны» (шестирублевики), а в 1830 г.— «квадрупли» (двенадцати-рублевики).

Были отчеканены следующие номиналы монет: достоинством 3, 6 и 12 рублей. Трехрублевиков было отчеканено 1 371 691 шт., шестирубле-виков — 14 847 шт. и двенадцатирублевиков — 3474 шт.[2]

В 1846 г. чеканка платиновой монеты была прекращена, хотя к этому году добыча уральской платины составила около 2000 пудов или 32 000 кг, из которых в монету было перечеканено 14 669 кг. Громадной количество платины, скопившейся на Петербургском монетном дворе частью в виде монеты, а частью в необработанном виде (по разным данным от 720 до 2000 пудов), было продано английской фирме Джонсон, Маттэ и Ко. В результате Англия, которая не добывала ни одного грамма платины, долго была в этой отрасли монополистом.[4]

После 1846 года ни одна страна не позволяла себе «роскоши» вводить в обращение платиновые монеты. Выпускаемые разными странами в настоящее время платиновые монеты являются инвестиционными монетами. В период с 1992 по 1995 год инвестиционные платиновые монеты номиналами 25, 50 и 150 рублей выпускал Банк России.

Биологическая роль Этот раздел не завершён.

Вы поможете проекту, исправив и дополнив его.

Интересные факты

Самым крупным существующим в настоящий момент платиновым самородком является «Уральский гигант» весом 7 кг 860,5 г. Хранится в Алмазном фонде Московского Кремля.

В Южной Америке в XVII веке платину считали «поддельным серебром» и однажды её запасы для предотвращения фальшивомонетничества утопили в океане.

Первые в мире монеты из платины были выпущены в России (см. Платиновые монеты).

В цикле рассказов Айзека Азимова «Я, робот» и других его произведениях позитронный мозг роботов сделан из губчатой платины (точнее — сплава платины и иридия).

Рутений Рутений

Атомный номер 44

Внешний вид простого вещества

Свойства атома

Атомная масса

(молярная масса) 101,07 а. е. м. (г/моль)

Радиус атома 134 пм

Энергия ионизации

(первый электрон) 710,3 (7,36) кДж/моль (эВ)

Электронная конфигурация [Kr] 4d7 5s1

Химические свойства

Ковалентный радиус 125 пм

Радиус иона (+4e) 67 пм

Электроотрицательность

(по Полингу) 2,2

Электродный потенциал 0

Степени окисления +3, +4, +6, +8, 0

Термодинамические свойства простого вещества

Плотность 12,41 г/см³

Молярная теплоёмкость 24,0[1] Дж/(K·моль)

Теплопроводность 117,0 Вт/(м·K)

Температура плавления 2583 K

Теплота плавления (25,5) кДж/моль

Температура кипения 4173 K

Теплота испарения n/a кДж/моль

Молярный объём 8,3 см³/моль

Кристаллическая решётка простого вещества

Структура решётки гексагональная

Параметры решётки a=2,706 c=4,282 Å

Отношение c/a 1,582

Температура Дебая 600 K

Ru 44

101,07

5s²5p65d6

Рутений

Рутений — химический элемент с атомным номером 44 в периодической системе, обозначается символом Ru (лат. Ruthenium), Серебристо-серый хрупкий переходный металл, благородный металл.Содержание [убрать]

История

Открыт профессором Казанского университета Карлом Клаусом в 1844 году. Клаус выделил его из уральской платиновой руды в чистом виде и указал на сходство между триадами рутений — родий — палладий и осмий — иридий — платина.

Происхождение названия

В 1844 году, профессор Казанского университета Карл Карлович Клаус, открыл новый химический элемент и назвал рутений в честь Руси Ruthenia — латинское название Руси[2].

История открытия Рутения напечатана в Бюллетнях Академии наук СССР.

Получение

Значительным источником рутения для его добычи является выделение его из осколков деления ядерных материалов (плутоний, уран, торий) где его содержание в отработаных ТВЭЛах достигает 250 грамм на тонну «сгоревшего» ядерного топлива.

Физические и химические свойства

Физические свойства

По тугоплавкости (Тпл 2250 °C) рутений уступает лишь нескольким элементам — рению, осмию, вольфраму.

Химические свойства

Рутений весьма инертный металл.

Неорганические соединения

Рутений не растворяется в кислотах и царской водке (смеси HCl и HNO3).

Вместе с тем рутений реагирует с хлором выше 400 °C (образуется RuCl3) и со смесью щелочи и нитрата при сплавлении (образуются рутенаты, например Na2RuO4).

Рутений способен давать соединения, соответствующие разной степени окисления:

8 RuO4; RuO4

• PCl3

7 M[RuO4]

6 M2[RuO4]; M2[RuF8]; RuF6

^

4 RuCl4; RuO2; M2[RuCl6]

3 RuCl3; М3[RuCl6]

2 M2[RuCl4]; M4[Ru(CN)6]

1 Ru(CO)nBr

0 Ru(CO)n

Тетраоксид рутения (Ru(VIII)O4, +8) по свойствам несколько напоминает тетраоксид осмия.

Органическая химия рутения

Рутений образует ряд металлоорганических соединений и является активным катализатором.

Применение

Небольшая добавка рутения (0,1 %) увеличивает коррозионную стойкость титана.

В сплаве с платиной используется для изготовления чрезвычайно износостойких электрических контактов.

Катализатор для многих химических реакций. Очень важное место рутения как катализатора в системах очистки воды орбитальных станций.

Уникальна также способность рутения к каталитическому связыванию атмосферного азота при комнатной температуре.

Рутений и его сплавы находят применение в качестве жаропрочных конструкционных материалов в аэрокосмической технике, и до 1500 °C по прочности превосходят лучшие сплавы молибдена и вольфрама (имея преимущество так же в высокой стойкости к окислению).

В последние годы широко изучается оксид рутения как материал для производства суперконденсаторов электроэнергии, удельная электрическая ёмкость свыше 700 Фарад/грамм[3].

Физиологическое действие Этот раздел статьи ещё не написан.

Согласно замыслу одного из участников Википедии, на этом месте должен располагаться специальный раздел.

Вы можете помочь проекту, написав этот раздел.

Является единственным платиноидным металлом, который обнаруживается в составе живых организмов. (По некоторым данным — ещё и платина) Концентрируется в основном в мышечной ткани.

Родий

Ро́дий / Rhodium (Rh)

Атомный номер 45

Внешний вид простого вещества серебристо-белый

твёрдый металл

Свойства атома

Атомная масса

(молярная масса) 102,9055 а. е. м. (г/моль)

Радиус атома 134 пм

Энергия ионизации

(первый электрон) 719,5 (7,46) кДж/моль (эВ)

Электронная конфигурация [Kr] 4d8 5s1

Химические свойства

Ковалентный радиус 125 пм

Радиус иона (+3e)68 пм

Электроотрицательность

(по Полингу) 2,28

Электродный потенциал 0

Степени окисления 5, 4, 3, 2, 1, 0

Термодинамические свойства простого вещества

Плотность 12,41 г/см³

Молярная теплоёмкость 24,95[1] Дж/(K·моль)

Теплопроводность 150 Вт/(м·K)

Температура плавления 2239 K

Теплота плавления 21,8 кДж/моль

Температура кипения 4000 K

Теплота испарения 494 кДж/моль

Молярный объём 8,3 см³/моль

Кристаллическая решётка простого вещества

Структура решётки кубическая

гранецентрированая

Параметры решётки a=3,803 Å

Отношение c/a —

Температура Дебая 480 K

Rh 45

102,9055

4d85s1

Родий

Ро́дий — химический элемент с атомным номером 45 в периодической системе, обозначается символом Rh (лат. Rhodium), белого цвета. Твёрдый переходный металл, благородный металл.Содержание [убрать]

История

Открыт в Англии в 1803 году Уильямом Гайдом Волластоном.

Происхождение названия

От греч. ροδον — роза, типичные соединения родия (III) имеют глубокий темно-красный цвет.

Физические свойства

Родиевая фольга и проволока

Родий — твёрдый металл, серебристо-серого цвета. Имеет высокий коэффициент отражения электромагнитных лучей видимой части спектра, поэтому широко используется для изготовления «поверхностных» зеркал.

Изотопы родия

Природный родий состоит из изотопа 103Rh. Наиболее долгоживущие изотопыИзотоп Период полураспада

101Rh 3,3 года

102Rh 207 дней

102mRh 2,9 года

99Rh 16,1 дней

Химические свойства

Родий — благородный металл, по химической стойкости в большинстве коррозионных сред превосходит платину.

Металлический родий растворяется в царской водке при кипячении, а также электрохимически, анодно — в смеси перекиси водорода и серной кислоты.

Родий характеризуется высокой химической устойчивостью. С неметаллами он взаимодействует только при температуре красного каления. Мелко измельчённый родий медленно окисляется только при температуре выше 600°C:

4Rh + 3O2 = 2Rh2O3.

При нагревании родий медленно взаимодействует с концентрированной серной кислотой, раствором гипохлорита натрия и бромоводорода. При спекании реагирует с расплавами гидросульфата калия KHSO4, пероксида натрия Na2O2 и пероксида бария BaO2:

2Rh + 6KHSO4 = 2K3Rh(SO4)3 + 3H2↑,

2Rh + 3BaO2 = Rh2O3 + 3BaO.

В присутствии хлоридов щелочных металлов, когда есть возможность образовывать комплексы [RhX3]3-, родий взаимодействует с хлором, например:

2Rh + 6NaCl + Cl2 = 2Na3[RhCl6].

При действии на водные растворы солей и комплексов родия (III) щелочами образуется осадок гидроксида родия Rh(OH)3:

Na3[RhCl6] + 3NaOH = Rh(OH)3↓ + 6NaCl.

Гидроксид и оксид родия (III) проявляют основные свойства и взаимодействуют с кислотами с образованием комплексов Rh (III):

Rh2O3 + 12HCl = 2H3RhCl6 + 3H2O,

Rh(OH)3 + 6HCl = H3RhCl6 + 3H2O.

Высшую степень окисления +6 родий проявляет в гексафториде RhF6, который образуется при прямом сжигании родия во фторе. Соединение неустойчиво. В отсутствие паров воды гексафторид окисляет свободный хлор или оксид азота (II) NO:

2RhF6 + 3Cl2 = 2RhF3 + 6ClF.

В низших степенях окисления +1 и +2 родий образует комплексные соединения.

Применение

Катализаторы

Родий применяется в катализаторах, в том числе в каталитических фильтрах-нейтрализаторах выхлопных газов автомобилей

Сплав родия с платиной очень эффективный катализатор для производства азотной кислоты окислением аммиака воздухом и до сих пор его применению нет альтернативной замены.

Конструкционный материал

при производстве стекла (сплав платина-родий — фильеры для стеклонитей, для жидкокристаллических экранов).

В связи с ростом производства жидкокристаллических устройств потребление родия быстро растёт (в 2005 в производстве стекла было использовано 1,55 тонны родия, в 2003 — 0,81 тонны).

Металлический родий используется для производства зеркал подвергающихся сильному нагреву (калению) для мощных лазерных систем (например фтороводородных лазеров), а так же для производства дифракционных решеток к приборам для анализа вещества (спектрометры).

Тигли из платино-родиевых сплавов используются в лабораторных исследованиях и для выращивания некоторых драгоценных камней и электрооптических кристаллов.

Термопары

Термопары платина-родий и др., в качестве очень эффективного и долговечного измерения высоких (до 2200 °C) температур нашли широкое применение сплавы родия с иридием (например ИР 40\60).

Материал контактных пар

Благодаря высокой стойкости к электроэрозии родий и его сплавы применяются в качестве материала для контактов (герконы, разъёмы, скользящие контакты).

Ювелирное дело

Используются гальванические электролиты родирования (преимущественно сульфатные, сульфаматные и фосфатные) для получения износостойких и коррозионноустойчивых покрытий.

Холодный белый блеск родия хорошо сочетается с бриллиантами, фианитами и др. вставками.

Биологическая роль и физиологическое воздействие

Родий не играет биологической роли.

Соединения родия довольно редко встречаются в повседневной жизни и их воздействие на человеческий организм до конца не изучено. Несмотря на это, они являются высоко токсичными и канцерогенными веществами. LD50 хлорида родия для крыс — 12,6 мг/кг. Соли родия способны сильно окрашивать человеческую кожу.

Осмий

Атомный номер 76

Внешний вид простого вещества Сине-белый блестящий

твёрдый металл

Свойства атома

Атомная масса

(молярная масса) 190,23 а. е. м. (г/моль)

Радиус атома 135 пм

Энергия ионизации

(первый электрон) 819,8(8,50) кДж/моль (эВ)

Электронная конфигурация [Xe] 4f14 5d6 6s2

Химические свойства

Ковалентный радиус 126 пм

Радиус иона (+6e) 69 (+4e) 88 пм

Электроотрицательность

(по Полингу) 2,2

Электродный потенциал —

Степени окисления 8, 6, 4, 3, 2, 0, −2

Термодинамические свойства простого вещества

Плотность 22,61 г/см³

Молярная теплоёмкость 24,7[1] Дж/(K·моль)

Теплопроводность (87,6) Вт/(м·K)

Температура плавления 3327 K

Теплота плавления 31,7 кДж/моль

Температура кипения 5300 K

Теплота испарения 738 кДж/моль

Молярный объём 8,43 см³/моль

Кристаллическая решётка простого вещества

Структура решётки гексагональная

Параметры решётки 2,740 Å

Отношение c/a 1,579

Температура Дебая n/a K

Os 76

190,23

4f145d66s2

О́смий — химический элемент с атомным номером 76 в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева, обозначается символом Os (лат. Osmium).

При стандартных условиях представляет собой серебристо-голубоватый хрупкий переходный металл. Относится к группе платиновых металлов.Содержание [убрать]

История

Осмий открыт в 1804 году английским химиком Смитсоном Теннантом в осадке, остающемся после растворения платины в царской водке. Сходные исследования проводились французскими химиками Антуаном Франсуа де Фуркруа и Вокеленом, которые также пришли к выводу о содержании неизвестного элемента в нерастворимом остатке платиновой руды. Гипотетическому элементу было присвоено имя птен (крылатый), однако опыты Теннанта продемонстрировали, что это смесь двух элементов — иридия и осмия.

Происхождение названия

Назван от греческого «osme» (запах), по резко пахнущему летучему оксиду OsO4 (напоминает озон).

Нахождение в природе

В самородном виде осмий не обнаружен. Он встречается в полиметаллических рудах, содержащих также платину и палладий (сульфидные медно-никелевые и медно-молибденовые руды).

Основные минералы осмия — относящиеся к классу твердых растворов природные сплавы осмия и иридия (невьянскит и сысертскит).

Иногда эти минералы встречаются самостоятельно, чаще же осмистый иридий входит в состав самородной платины. Основные месторождения осмистых иридиев сосредоточены в России (Сибирь, Урал), США (Аляска, Калифорния), Колумбии, Канаде, странах Южной Африки. Осмий встречается также в виде соединений с серой и мышьяком (эрлихманит, осмиевый лаурит, осарситт).

Содержание осмия в рудах как правило не превышает 1·10-3%.

Вместе с другими благородными металлами встречается в составе железных метеоритов.

Изотопы

В природе осмий встречается в виде семи изотопов, 6 из которых стабильны: 184Os, 187Os, 188Os, 189Os, 190Os и 192Os. На долю самого тяжёлого изотопа (осмия-192) приходится 41 %, на долю самого лёгкого изотопа (осмий-184) лишь 0,018 % общих «запасов». Осмий-186 подвержен альфа-распаду, но учитывая его исключительно длинный период полураспада — (2,0±1,1)×1015 лет, его можно считать практически стабильным. Согласно расчётам остальные естественные изотопы также способны к альфа-распаду, но с ещё большим полупериодом, кроме осмия-186 на практике не наблюдавшегося. Теоретически для 184Os и 192Os возможен двойной бета-распад, наблюдениями также не зафиксированный.

Изотоп осмий-187 является результатом распада изотопа рения (187Re, период полураспада 4,56×1010 лет).

Он активно используется при датировке горных пород и метеоритов (рениево-осмиевый метод).

Наиболее известным применением осмия в методах датировки является иридиево-осмиевый метод, применявшийся для анализа кварцев из пограничного слоя, разделяющего Меловой и Третичный периоды.

Разделение изотопов осмия представляет собой достаточно сложную задачу. Именно поэтому некоторые изотопы стоят довольно дорого. Первый и единственный экспортёр чистого осмия-187 — Казахстан, с января 2004 года официально предлагающий это вещество по ценам 10 000 долларов за 1 грамм[2].

Широкого практического применения осмий-187 не имеет. По некоторым данным, целью операций с этим изотопом было отмывание нелегальных капиталов[3][4].

Распространённость

в земной коре — 0,007 г/т

в перидотитах — 0,15 г/т

в эклогитах — 0,16 г/т

в формациях дунитов-перидотитов — 0,013 г/т

в формациях пироксенитов — 0,007 г/т

Получение

Осмий выделяют из обогащённого сырья платиновых металлов путём прокаливания этого концентрата на воздухе при температурах 800—900°C. При этом количественно сублимируют пары весьма летучего тетраоксида осмия OsO4, которые далее поглощают раствором NaOH.

Упариванием раствора выделяют соль — перосмат натрия, который далее восстанавливают водородом при 120 °C до осмия:

Na2[OsO2(OH)4] + 3H2 = 2NaOH + Os + 4H2O.

Осмий при этом получается в виде губки.

Осмий-187 получают из рениевых минералов (джезказганит) вследствие превращения радиоактивного рения-187, которое постоянно происходит в природе.

Физические свойства

Высокая твердость и исключительная тугоплавкость позволяет использовать осмий для покрытия им в узлах трения.

Осмий является первым по плотности простым веществом. Его плотность составляет 22,61 г/см3.

Химические свойства Этот раздел не завершён.

Вы поможете проекту, исправив и дополнив его.

Применение

Применяется как катализатор для синтеза аммиака, гидрирования органических соединений, в катализаторах метанольных топливных элементов.

Сплав «осрам» (осмия с вольфрамом) используется для изготовления нитей ламп накаливания.

Есть сведения о применении осмия в военных целях, как часть артиллерийских снарядов и боеголовок ракет. Также применяется в электронной аппаратуре авиа- и ракетной техники.

Иридий

Ири́дий — химический элемент с атомным номером 77 в периодической системе, обозначается символом Ir (лат. Iridium).

Иридий — очень твёрдый, тугоплавкий, серебристо-белый переходный металл платиновой группы, обладающий высокой плотностью и уступающий по этому параметру только осмию. Имеет высокую коррозионную стойкость даже при температуре 2000 °C.Содержание [убрать]

История

Иридий был открыт в 1803 году английским химиком С. Теннантом одновременно с осмием, которые в качестве примесей присутствовали в природной платине, доставленной из Южной Америки. Этот раздел не завершён.

Вы поможете проекту, исправив и дополнив его.

Происхождение названия

Название (др.-греч. Iris — радуга) получил благодаря разнообразной окраске своих солей.

Нахождение в природе

Содержание иридия в земной коре ничтожно мало (10-7 масс. %).

Он встречается гораздо реже золота и платины и вместе с родием, рением и рутением относится к наименее распространённым элементам. Однако иридий относительно часто встречается в метеоритах и не исключено, что реальное содержание металла на планете гораздо выше: его высокая плотность и высокое сродство к железу (сидерофильность) могли привести к смещению иридия вглубь Земли, в ядро планеты, в процессе её формирования из расплава.

Иридий содержится в таких минералах, как невьянскит, сысертскит и ауросмирид.

Вы поможете проекту, исправив и дополнив его.

Физические свойства

Тяжёлый серебристо-белый металл, с необычайной лёгкостью поддающийся механической обработке.

Решётка кубическая гранецентрированная, а0=0,38387 нм

Электрическое сопротивление — 5,3·10-8Ом·м (при 0 °C)

Коэффициент линейного расширения — 6,5×10−6 град

Модуль нормальной упругости — 52,029×106 кг/мм²

Металлический иридий Этот раздел не завершён.

Вы поможете проекту, исправив и дополнив его.

Применение

Особый интерес в качестве источника(аккумулятора) энергии вызывает ядерный изотоп иридий-192m2(период полураспада 241 год).

Иридий используется также для изготовления перьев для ручек. Небольшой шарик из иридия можно встретить на кончиках перьев, особенно хорошо его видно на золотых перьях, где он отличается по цвету от самого пера. Сплавы с W и Th — материалы термоэлектрических генераторов, с Hf — материалы для топливных баков в космических аппаратах, с Rh, Re, W — материалы для термопар, эксплуатируемых выше 2000 °C, с La и Се — материалы термоэмиссионных катодов.

Биологическая роль

Не играет никакой биологической роли. Металлический иридий нетоксичен, но некоторые соединения иридия, например, IrF6, очень ядовиты.

ЧДУ

ім. П. Могили

Аркушів

Арк

1

Лит.

Благородные металлы

6.090900.371.09

Виконав

Перевірив

Підпис

Дата

№ докум.

Зм.

Арк

---

---