Platina csoportba tartozó fémek

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2019. november 30-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 15 szerkesztést igényelnek . A platinacsoport fémeinek elhelyezkedése a kémiai elemek periódusos rendszerében

Lenni

Mint

Ban ben

én

Újra

Kettős

Nál nél

Délután

Tuberkulózis

vö

nem

A Platinum Group Metals ( PGM , Platinum Group , Platinum Metals , Platinoids , PGE ) hat átmeneti fém elem ( ruténium , ródium , palládium , ozmium , irídium , platina ) együttes megnevezése, amelyek hasonló fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek. szabály, ugyanazokban a lerakódásokban találhatók. Ebben a tekintetben hasonló felfedezési és tanulmányozási, kitermelési, előállítási és felhasználási történetük van. A platina csoportba tartozó fémek nemes- és nemesfémek . A természetben a PGM fő forrásai a liquált réz - nikkel ércek (a Norilsk csoport lelőhelyei ( Norilsk Nickel ), Sudbury ) és a tulajdonképpeni alacsony szulfidtartalmú platina-fém ( Bushveld és Stillwater komplexek lerakódásai ), ritkábban a piritben. -polifém stb. Néha a platinacsoport fémeit két triádra osztják: a ruténium, a ródium és a palládium könnyű platinafémek , a platina, az irídium és az ozmium pedig a nehéz platinafémek .

Történelem

Az óvilágban a platinát nem ismerték, de az andoki civilizációk ( Inka és Chibcha ) időtlen idők óta bányászták és használták.

1803- ban William Hyde Wollaston angol tudós felfedezte a palládiumot és a ródiumot.

1804 -ben S. Tennant angol tudós felfedezte az irídiumot és az ozmiumot.

1808- ban A. Sniaditsky lengyel tudós a Dél-Amerikából hozott platinaérc vizsgálata közben új kémiai elemet vont ki, amit üzenetnek nevezett. 1844- ben a kazanyi egyetem professzora , K. K. Klaus átfogóan tanulmányozta ezt az elemet, és Oroszország tiszteletére ruténiumnak nevezte el .

A természetben lenni

A platina és csoportjába tartozó fémek nagyon szétszórt állapotban találhatók meg a természetben. Geokémiailag mindezek az elemek ultramafikus és bázikus kőzetekhez kapcsolódnak. A platinacsoport mintegy száz ásványa ismert. A platinoid ásványok natív formában és szilárd oldatok és fémközi vegyületek formájában is gyakoriak Fe, Ni, Cu, Sn, ritkábban Au, Os, Pb, Zn, Ag formájában. A leggyakoribbak a polixén (Pt, Fe), ahol Pt 80 - 88%, Fe 9 - 11%, ferroplatina (Pt, Fe) (Fe 16 - 19%), palládium platina (Pt, Pd) (Pd 7 - 40% ), stannopalladinit Pd 3 Sn 2 Cu (Pd 40 - 45, Pt 15 - 20, Sn 28 - 33%), hiverzit PtSb 2 (Pt 45, Sb 51,5%), zvyagincevit (Pd, Pt) Sn 3 (Pb, Sn ) .

Az ozmium, a ruténium és a ródium szilárd oldatokat képez. Ezek közé tartoznak az olyan ásványok, mint az irídium (Ir, Os) (Ir 46,8 - 77,2% Os 21 - 49,3%), ozmium (Os, Ir) (Os 67,9%, Ir 17%, Ru 8,9%, Rh 4,5%). Ezenkívül a platina, ruténium és palládium arzenidjei, szulfoarzenidjei és szulfidjai is ismertek a természetben, nevezetesen a sperrylit PtAs 2 (Pt 56,2%), a kooperit PtS (Pt 79,2 - 85,9%), a maichnerit (PdBiTe), a vysotskite (Pd vysotskite) 5S (Pd 59,5%, Ni 14,2%, Pt 4,8%), hollingworthit (Rh, Pt)AsS (Rh 25%).

A lerakódások genetikai csoportjai és ipari típusai

1. Magmás

a. króm-platina lerakódások (Ural típusú)

b. komplex platina-kromit-réz-nikkelérc lelőhelyek (Bushveld típusú)

ban ben. szegregációs réz-nikkel-platina lerakódások (Norilsk típusú)

nemesfém réz-titanomagnetit lerakódások gabbro intruziókban (Volkovszkij típusú)

2. Helyezők

Tulajdonságok

A platinafémek tulajdonságai [1]

atomszám _	Név, szimbólum	Elektronikus konfiguráció	Oxidációs állapotok	p, g/cm³	t pl , °C	t bála , °C
44	Ruténium Ru	[Kr]4d 7 5s 1	0, +2, +3, +4, +5, +6, +7, +8	12.5	2334	4077
45	Rhodium Rh	[Kr]4d 8 5s 1	0, +1, +2, +3, +4, +6	12.4	1963	3727
46	Palládium Pd	[Kr]4d 10	0, +2, +3, +4	12.0	1554	2937
76	Osmium Os	[Xe]4f 14 5d 6 6s 2	0, +2, +3, +4, +5, +6, +7, +8	22.6	3027	5027
77	Iridium Ir	[Xe]4f 14 5d 7 6s 2	0, +1, +2, +3, +4, +5, +6	22.7	2447	4380
78	Platinum Pt	[Xe]4f 14 5d 9 6s 1	0, +1, +2, +3, +4, +5, +6	21.4	1769	3800

Minden platinafém világosszürke és tűzálló, a platina és a palládium műanyag, az ozmium és a ruténium rideg. A nemesfémek szép megjelenése tehetetlenségüknek köszönhető.

A nehéz platinafémek sűrűsége rekord nagy az összes anyag között .

A platinafémek nagy katalitikus aktivitással rendelkeznek a hidrogénezési reakciókban, ami a hidrogén bennük lévő nagy oldhatóságának köszönhető . A palládium 800-900 [2] térfogat hidrogént képes feloldani , a platina - akár 100 [2] hidrogént .

Minden platinafém kémiailag inert. Sok közülük szilárd formában még aqua regiában sem oldódik fel . [3] Finoman eloszlatott formában vagy szivacs formájában az aqua regia enyhén oldja a ruténiumot , és nagyon gyengén oldja a ródiumot és az irídiumot [4] [5] . A platina és a palládium reakcióképesebbek, a palládium salétromsavban oldódik, a platina pedig nem olyan közömbös, mint azt általában hiszik, és levegő jelenlétében még sósavban is oldódik. A vízben az oldódási reakciók kloridkomplexek képződésével járnak:

${\mathsf {3Pt+4HNO_{3}+18HCl\longrightarrow 3H_{2}[PtCl_{6}]+4NO\uparrow +8H_{2}O))$

Amikor a fémeket légköri oxigénnel oxidálják , különböző összetételű oxidok keletkeznek :

${\mathsf {Os+2O_{2}\longrightarrow OsO_{4}}}$

${\mathsf {Ru+2O_{2}\longrightarrow RuO_{4}}}$

${\mathsf {2Pt+O_{2}\longrightarrow 2PtO}}$

${\mathsf {2Pd+O_{2}\longrightarrow 2PdO}}$

Melegítéskor az összes platinafém reagál klórral és fluorral :

${\mathsf {Pt+Cl_{2}\longrightarrow PtCl_{2))}$

${\mathsf {Os+2Cl_{2}\longrightarrow OsCl_{4))}$

${\mathsf {2Ru+3Cl_{2}\longrightarrow 2RuCl_{3))}$

Az oldatokban a platinafémek csak összetett vegyületek formájában léteznek. A platinavegyületeket a gyógyászatban daganatellenes hatású gyógyszerként használják [6] .

Gyártás

A platina ipari előállítását eredetileg Amerikában végezték . Csak 1819 - ben fedezték fel először a platinalemezeket az Urálban , Jekatyerinburg közelében . Azóta Oroszország a platina, és a felfedezés óta a platinoidok vezető gyártójává vált.

Jelenleg a platinacsoporthoz tartozó fémek gyártásának csaknem 90%-a platina és palládium között oszlik meg, a többit kis mennyiségben bányászják és forgalmazzák. A tartalékok 95%-a és a PGM-termelés 90%-a két nagy lelőhelyen összpontosul - a Bushveld komplexumban , amely a Dél-afrikai Köztársaság területén található, és az oroszországi Norilszk ércrégióban . A bushveldi ércekben a platinatartalom háromszorosa a palládiuménak, míg Norilskben fordított arány figyelhető meg. Ezért Dél-Afrika a világ legnagyobb platinatermelője, míg Oroszország a világ legnagyobb palládiumtermelője [7] .

Részvények

A földkéreg platinafémtartalmát ( clark ) a platina esetében 10-8 % -ra, a palládiumot 10-9%-ra, az egyéb platinafémeket pedig 10-11 % -ra becsülik [8] .

A platinacsoporthoz tartozó fémek teljes készletét 2009 elején 100 millió kg-ra becsülik. Ráadásul egyenlőtlenül oszlanak meg: Dél-Afrika (63,00 millió kg bizonyított készlet 70,00 millió kg összmennyiséggel), Oroszország (6,20/6,60), USA (0,90/2,00), Kanada (0,31/0,39) [9] . 2017-ben a teljes tartalék körülbelül 167 millió kg .

Oroszországban a platinacsoporthoz tartozó fémek szinte teljes bányászatát a Norilsk Nickel végzi (a világ platinatermelésének 15%-a és a palládiumtermelés 55%-a) [7] a Norilsk környékén található szulfidos réz - nikkel ércek lelőhelyeiről. Oktyabrskoye , Talnakhskoye és Norilsk-1 stb.), beleértve a feltárt készletek több mint 99%-át és a becsült orosz készletek több mint 94%-át. Ezen kívül a Fedorova Tundra szulfid-réz-nikkel lelőhely (Nagy Ikhtegipakhk lelőhely) a Murmanszk régióban , valamint a Kondyor Placer a Habarovszk Területen , a Levtyrinyvayam a Kamcsatkai Területen , a Lobva és a Vyysko-Isovskoe folyók a Szájverlovszk régióban nagyok .

Alkalmazás

Amikor a platinát elkezdték importálni Európába , az ára fele volt az ezüstének . Az ékszerészek nagyon hamar felfedezték, hogy a platina jól ötvözi az arannyal , és mivel a platina sűrűsége nagyobb, mint az aranyé, az arany apró kiegészítései lehetővé tették az aranytárgyaktól megkülönböztethetetlen hamisítványok készítését. Az ilyen hamisítványok annyira elterjedtek, hogy a spanyol király elrendelte a platina behozatalának leállítását, a fennmaradó készleteket pedig a tengerbe kell fulladni. A törvény 1778 - as eltörlése után azonban a platina fokozatosan népszerűvé vált az ékszeriparban . Jelenleg szinte az összes platinacsoportba tartozó fémet valamilyen módon felhasználják ékszergyártásban .

A platina csoportba tartozó fémeket néha érmék készítésére használják . Például Oroszországban 1828 és 1845 között platina érméket bocsátottak ki 3, 6 és 12 rubel címletben .

A platinát és más platinacsoportba tartozó fémeket magánszemélyek és cégek megtakarításként használják fel.

A spekulánsok a platinacsoporthoz tartozó fémekre vonatkozó határidős és opciós ügyleteket használják.

Az 1970 -es évek közepe óta az autóipar vált a platina és a palládium fő felhasználási területévé [7] .

Az elektromos iparban a nagyfokú megbízhatóságú érintkezők platinacsoportú fémekből készülnek ( korrózióállóság , ellenállás az érintkezőkön kialakult rövid távú elektromos ív hatásával szemben). Az alacsony áramerősségek alacsony feszültségű áramköreinek technikájában arany és platina, arany ezüst és platina ötvözetből készült érintkezőket használnak. Kisáramú és közepes terhelésű kommunikációs berendezésekhez széles körben használják a palládium-ezüst ötvözeteket (60-5% palládium). A platinacsoportba tartozó fémek nagy kényszerítő erővel rendelkező mágneses ötvözeteit kis elektromos készülékek gyártásához használják. Az automata műszerek és nyúlásmérők ellenállásai ( potenciométerei ) platinacsoportú fémek ötvözeteiből készülnek (főleg palládium ezüsttel, ritkábban más fémekkel). Az elektromos ellenállás alacsony hőmérsékleti együtthatója , alacsony a rézzel párosított termoelektromotoros erejük, magas a kopásállóságuk , magas az olvadáspontjuk, nem oxidálódnak.

A platinacsoport fémeit agresszív környezetben működő alkatrészek gyártására használják - technológiai berendezések, reaktorok, elektromos fűtőberendezések, magas hőmérsékletű kemencék, optikai üveg és üvegszál gyártására szolgáló berendezések , hőelemek , ellenállási szabványok stb.

A szerszámgyártás során a platina csoportba tartozó fémek egyedülálló tulajdonságokat tesznek lehetővé a szilárdság, a korrózióállóság és a tartósság tekintetében.

A platinacsoport fémeit tiszta formában, bimetálként és ötvözetekben használják (lásd Platinaötvözetek ). A kémiai reaktorokat és alkatrészeiket teljes egészében vagy csak fóliával borítják platina csoportba tartozó fémekből. A platinabevonatú eszközöket tiszta vegyszerek gyártásában és az élelmiszeriparban használják. Ha a platina vagy a palládium kémiai ellenállása és tűzállósága nem elegendő, akkor ezeket platinaötvözetekkel helyettesítik olyan fémekkel, amelyek növelik ezeket a tulajdonságokat: irídium (5-25%), ródium (3-10%) és ruténium (2-10%) ). A platinacsoportba tartozó fémek e technológiai területein való felhasználására példa a lúgok olvasztására vagy sósavval, ecetsavval és benzoesavval való megmunkálásra szolgáló kazánok és edények gyártása; autoklávok , lepárlók , lombikok , keverők stb.

Irídium ozmiummal, valamint arany platinával és palládiummal készült ötvözeteiből iránytűket készítenek , "örök" tollakat forrasztanak.

A platinacsoport egyes fémeinek magas katalitikus tulajdonságai lehetővé teszik katalizátorként való felhasználásukat , például a platinát kénsav és salétromsav előállításához használják.

Egyes országokban a platinacsoport fémeit használják az orvostudományban , beleértve a gyógyszerek kis adalékanyagait is.

Lásd még

Jegyzetek

↑ [www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3403.html XuMuK.Ru - Platina fémek] . Letöltve: 2009. augusztus 6. (Orosz)
↑ 1 2 Fémek. A nemesfémek jellemzői. Nemesfémek (elérhetetlen link) . — A nemesfémek jellemzői. Archiválva az eredetiből 2013. február 6-án. (Orosz)
↑ Cotton F., Wilkinson J. 3. rész. Átmeneti elemek kémiája // Modern szervetlen kémia. — Transz. angolról. - M.: Mir, 1969. - 592 p.
↑ Knunyants I.L. Rövid kémiai enciklopédia: 5 kötetben / Szerkesztőbizottság. - M. : Pyrometallurgy-S, 1965. - T. 4. - 1182 p.
↑ Gempel K.A. A ritka fémek kézikönyve. — Transz. angolról. - M.: Pyrometallurgy-S, 1965. - T. 4. - 964 p.
↑ A rák kezelésére használt gyógyszerek (hozzáférhetetlen link) . Letöltve: 2009. augusztus 7. Az eredetiből archiválva : 2012. június 28.. (Orosz)
↑ 1 2 3 " A Rothschildok és Oppenheimerek helyett ", Szergej Sumovszkij, a "Szakértő" szerzője, Ivan Rubanov; az "Expert" magazin külön tudósítója.
↑ Livingston S. Ruténium, ródium, palládium, ozmium, irídium, platina kémiája. M.: Mir, 1978. 366 p.
↑ ÁSVÁNYI ÁRUK ÖSSZEFOGLALÁSAI 2009 . Letöltve: 2009. október 4. Az eredetiből archiválva : 2011. augusztus 6.. (határozatlan)
↑ Platina csoportba tartozó fémek. Információs és analitikai központ "Ásványi" . Letöltve: 2009. október 4. Az eredetiből archiválva : 2009. október 4.. (határozatlan)

Irodalom

"Fémek és ötvözetek az elektrotechnikában", 3. kiadás, 1-2. kötet, M.-L., 1957;
Buzlanov G.F., "A platinacsoporthoz tartozó fémek előállítása és felhasználása az iparban", M., 1961:
Yordanov H. V., „Jegyzetek a ritka fémek kohászatához”, Szófia, 1959;
Fedorenko NV Platinafémekkel kapcsolatos kutatások fejlesztése Oroszországban. M.: Nauka, 1985. 264 p.
Livingston S. Ruténium, ródium, palládium, ozmium, irídium, platina kémiája. M.: Mir, 1978. 366 p.
Genkin AD Platinafémek ásványai és társulásaik a norilski lelőhely réz-nikkel érceiben. M.: Nauka, 1968. 106 p.
Nemesfémek kohászata / Szerk. L. V. Chugaeva. Moszkva: Kohászat, 1987. 432 p.
Sinitsyn NM Nemesfémek és tudományos és műszaki haladás. Moszkva: Tudás, 1987. 46 p.
Mit tudunk a kémiáról?: Kérdések és válaszok / Szerk. Yu. N. Kukushkina. M.: Feljebb. iskola, 1993. 303 p.
Dodin D. A., Chernyshov N. M., Polferov D. V., Tarnovetsky L. L. A világ platina-fém lelőhelyei. M.: Geoinformmark, 1994. 1. kötet, 1. könyv: Platina-fém alacsony szulfidtartalmú lerakódások ritmikusan rétegzett komplexekben. 279 p.
Dodin D. A., Chernyshov N. M., Yatskevich B. A. et al. A platinafémek ásványi erőforrás-bázisának állapota és fejlesztési problémái // Oroszország platina. M.: Geoinformmark, 1995. S. 7-48.
Krivtsov A.N. Platinoidok lelőhelyei: (geológia, genezis, eloszlási minták) // A tudomány és a technológia eredményei. Érctelepek. 1988. T. 18. 131 p.
A Szovjetunió érctelepei. M.: Nedra, 1974. T. 3. 472 p.
Chernyshov N. M., Dodin D. A. A platinacsoport fémeinek lerakódásainak formációs-genetikai tipizálása előrejelzés és metallogén elemzés céljából // Geológia és geofizika. 1995. V. 36. S. 65-70.

Linkek

A platinafémek és szerepük a modern társadalomban (Buslaeva T. M., 1999), Kémia
Ahol platinafémeket bányásznak (Chernyshov N.M., 1998), Earth Sciences [1] [2]
Statisztikai tanulmányok a mineral.ru oldalon: Platinacsoport fémei , Platinacsoporthoz tartozó fémek , Platinacsoporthoz tartozó fémek piaca 2007-ben és 2008-ban.

Szótárak és enciklopédiák	Nagy dán Nagy norvég Britannica (online) Universalis
Bibliográfiai katalógusokban	NDL : 00562846 NKC : ph124110

Periódusos táblázat
Dmitrij Ivanovics Mengyelejev Periodikus törvény Elemcsoportok
Formátumok	rövid Blokkok szerint Kiterjedt nagyított Elektronikus konfigurációk Elektronegativitás Alternatív Az elemek izotópjai
A tételek listája szerint	...Név ... Etimológiák ...nyitvatartási idő ...oxidációs állapotok ... Keménység ... Prevalencia az emberben : nyomelemek makrotápanyagok Organogének ... A standard elektrokémiai potenciálok értéke
Csoportok	egy 2 3 négy 5 6 7 nyolc 9 tíz tizenegy 12 13 tizennégy tizenöt 16 17 tizennyolc
Időszakok	egy 2 3 négy 5 6 7 nyolc
A kémiai elemek családjai	nem fémek Félfémek (metalloidok) Fémek Intranzitív elemek átmeneti fémek Átmenet utáni fémek Belső átmeneti fémek Lantanidész aktinidák Transuránium szupertranzíciós fémek könnyűfémek Nehéz fémek Szupernehéz elemek (transaktinoidok) Tűzálló fémek Platina csoportba tartozó fémek nemesfémek Színesfémek radioaktív elemek mesterséges elemek Ritka tárgyak ritkaföldfém elemek Nyomelemek Monoizotóp elemek Poliizotóp elemek
Periódusos táblázat blokk	s-elemek p-elemek d-elemek f-elemek g-elemek
Egyéb	Lantanid összehúzódás aktinoid összehúzódás Megjósolt elemek A kémiai elemek szimbólumai lista
Periódusos rendszer Kategória: Periodikus rendszer Portál: Kémia {{ Periodikus elemrendszer }}