Платина тобунун металлдары: сереп, тизме, касиеттери жана колдонмолору

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-02 13:58

Платина тобундагы металлдар мезгилдик таблицада жанаша жайгашкан алты асыл баалуу химиялык элементтер. Алардын баары 5–6 мезгилдин 8–10 тобунун өтмө металлдары.

Платина тобундагы металлдардын тизмеси

Топ атомдук салмагынын өсүү тартибинде тизилген төмөнкү алты химиялык элементтен турат:

• Ru – рутений.
• Rh – родий.
• Pd – палладий.
• Os – осмий.
• Ir – иридий.
• Pt – платина.

Платина тобундагы металлдардын осмийден башкасы күмүш ак түскө ээ, ал көк-ак. Алардын химиялык жүрүм-туруму парадоксалдуу, анткени алар көпчүлүк реагенттерге өтө туруктуу, бирок катализатор катары колдонулат, кычкылдануу, калыбына келтирүү жана гидрогендөө реакцияларынын ылдамдыгын оңой тездетүүчү же көзөмөлдөйт.

Рутений жана осмий кристаллдашып, алты бурчтуу тыгыз пакеттелген системага айланат, ал эми башкалары бет борборлоштурулган куб түзүлүшкө ээ. Бул рутений менен осмийдин катуулугунан көрүнүп турат.

Ачылуулар таржымалы

Камында платина бар алтын экспонаттар биздин заманга чейинки 700-жылга таандык. д., бул металл болушу үлгү караганда кокустук болуп саналат. 16-кылымда иезуиттер аллювиалдык алтын кендери менен байланышкан жыш боз шагылдарды айтышкан. Бул таштарды эритүү мүмкүн эмес, бирок алар алтын менен эритме түзүшкөн, ал эми куймалар морт болуп, аларды тазалоого мүмкүн болбой калган. Шагыл таштар Колумбиядагы Сан-Хуан дарыясына куйган Пинто дарыясынан алынган күмүш түстөгү материалдын гранулдары, платина дель Пинто деп аталып калган.

Металл толук тазалангандан кийин гана алынуучу ийкемдүү платинаны 1789-жылы француз физиги Шабано бөлүп алган. Андан Рим папасы Пий VIга тартууланган чөйчөк жасалган. 1802-жылы палладийдин ачылышын англиялык химиги Уильям Волластон билдирген жана ал химиянын атын атаган. астероиддин урматына платина металл тобунун элементи. Уолластон кийинчерээк платина рудасында дагы бир затты тапканын билдирди. Металл туздарынын кызгылт түсүнөн улам аны родий деп атаган. Иридийдин (анын туздарынын түрдүү түсүнөн улам асан-үсөн кудайы Иристин атынан аталган) жана осмийдин (анын учуучу оксидинин хлор жытынан улам «жыт» деген грек сөзүнөн) ачылыштарын англиялык химиги Смитсон Теннант 2000-жылы жасаган. 1803. Француз окумуштуулары Ипполит-Виктор Колле-Дескоти, Антуан-Франсуа Фуркруа жана Николас-Луи Вокелен эки металлды бир эле учурда бөлүп алышкан. Рутений, акыркы изоляцияланган жана идентификацияланган элемент, өзүнүн атын 1844-жылы орус химиги Карл Карлович Клаустан Россиянын латынча аталышынан алган.

Жактыруумисалы, алтын, күмүш, платина тобундагы металлдар сыяктуу жөнөкөй от менен рафинирленген заттардан салыштырмалуу таза абалда оңой изоляцияланып, татаал суу-химиялык тазалоону талап кылат. Бул ыкмалар 19-кылымдын аягына чейин болгон эмес, ошондуктан платина тобун аныктоо жана изоляциялоо миңдеген жылдар бою күмүш менен алтындан артта калды. Мындан тышкары, бул металлдардын жогорку эрүү температурасы Британия, Франция, Германия жана Россиянын изилдөөчүлөрү платинаны ишке жарамдуу формага айландыруу ыкмаларын иштеп чыкканга чейин аларды колдонууну чектеген. Платина тобундагы баалуу металлдар 1900-жылдан бери зергерчиликте кандайча колдонула баштаган. Бул колдонмо бүгүнкү күндө актуалдуу бойдон калууда, ал эми өнөр жай бир кыйла ашып кетти. Палладий телефон релелеринде жана башка зымдуу байланыш системаларында көп талап кылынган контакттык материал болуп калды, ал узак өмүрдү жана жогорку ишенимдүүлүктү камсыз кылат, ал эми платина учкун эрозиясына туруктуулугунан улам Экинчи Дүйнөлүк Согуш учурунда согуштук учактардын учкундорунда колдонулган.

Согуштан кийин нефтини кайра иштетүүдө молекулярдык конвертациялоо ыкмаларынын кеңейиши платина тобундагы металлдардын каталитикалык касиеттерине чоң суроо-талапты жараткан. 1970-жылдарга карата, АКШда жана башка өлкөлөрдө автомобилдердин эмиссиясынын стандарттары бул химиялык заттарды каталитикалык газды конверсиялоодо колдонууга алып келгенде, керектөө ого бетер өстү.

Орес

Платинанын, палладийдин майда кендеринен тышкарыжана осмдук иридий (иридий менен осмийдин эритмеси), негизги компоненти химиялык элемент - платина тобундагы металл боло турган руда дээрлик жок. Минералдар көбүнчө сульфид рудаларында, атап айтканда пентландитте (Ni, Fe)₉S₈ кездешет. Эң кеңири тарагандары лаурит RuS_{2, ирарсит, (Ir, Ru, Rh, Pt)AsS, осмиридий (Ir, Os), кооперит, (PtS) жана браггит (Pt, Pd) С.}

Платина тобундагы металлдардын дүйнөдөгү эң ири кени Түштүк Африкадагы Бушвелд комплекси. Чийки заттын ири запастары Канададагы Садбери жана Сибирдеги Норильск-Талнахское кендеринде топтолгон. АКШда платина тобундагы пайдалуу кендердин эң ири кендери Монтана штатындагы Стилватер шаарында жайгашкан, бирок бул жерде алар Түштүк Африка жана Россияга караганда бир топ азыраак. Дүйнөдөгү эң ири платина өндүрүүчүлөр: Түштүк Африка, Орусия, Зимбабве жана Канада.

Чыгып алуу жана байытуу

Түштүк Африканын жана Канаданын негизги кендери шахталык ыкма менен иштетилет. Иш жүзүндө бардык платина тобундагы металлдар флотациялоонун жардамы менен жез же никель сульфиддүү минералдардан алынат. Концентратты эритүү менен аралашма пайда болот, ал автоклавда жез жана никель сульфиддеринен жуулат. Катуу эритме калдыктары 15-20% платина тобундагы металлдарды камтыйт.

Кээде флотациядан мурун гравитацияны бөлүү колдонулат. Натыйжада 50%ке чейин платина металлдарын камтыган концентрат пайда болуп, эритүү зарылдыгын жокко чыгарат.

Механикалык касиеттери

Платина тобундагы металлдар механикалык касиеттери боюнча бир топ айырмаланат. Платина жана палладий абдан жумшак жана абдан ийкемдүү. Бул металлдарды жана алардын эритмелерин ысык да, муздак да иштетүүгө болот. Родиум адегенде ысык иштетилет жана кийинчерээк муздак иштетилип, тез-тезден күйгүзүлөт. Иридий менен рутенийди ысытуу керек, аларды муздак иштетүүгө болбойт.

Осмий топтун эң кыйыны жана эң жогорку эрүү температурасына ээ, бирок анын кычкылдануу тенденциясы өзүнүн чектөөлөрүн киргизет. Иридий платина металлдарынын коррозияга эң туруктуусу, ал эми родий жогорку температураны кармап турганы үчүн бааланат.

Структуралык колдонмолор

Таза күйдүрүлгөн платина өтө жумшак болгондуктан, ал чийилүүгө жана бузулууга дуушар болот. Катуулугун жогорулатуу үчүн ал көптөгөн башка элементтер менен аралаштырылат. Платинадан жасалган зер буюмдар Японияда абдан популярдуу, ал жерде "хаккин" жана "ак алтын" деп аталат. Зергердик эритмелерде 90% Pt жана 10% Pd бар, аны иштетүү жана ширетүү оңой. Рутенийдин кошулушу эритменин катуулугун жогорулатат, ошол эле учурда кычкылдануу каршылыгын сактайт. Платинанын, палладийдин жана жездин эритмелери согууда колдонулат, анткени алар платина палладийинен катуураак жана арзаныраак.

Жарым өткөргүч өнөр жайында монокристаллдарды өндүрүү үчүн колдонулган тигелдер жогорку температурада коррозияга туруктуулукту жана туруктуулукту талап кылат. Бул колдонмо үчүн, платина, платина-родий жанаиридий. Платина-родий эритмелери 1800°Сге чейин көтөрүлгөн температураны өлчөө үчүн арналган термопарларды өндүрүүдө колдонулат. Палладий таза жана аралаш түрдө электр приборлорунда (керектөөнүн 50%), стоматологиялык эритмелерде (30%) колдонулат. Родий, рутений жана осмий таза түрүндө сейрек колдонулат - алар платина тобундагы башка металлдар үчүн легирлөөчү кошумча катары кызмат кылат.

Катализаторлор

Батышта өндүрүлгөн бардык платинанын 42%ке жакыны катализатор катары колдонулат. Алардын 90%ы платина (ошондой эле палладий жана родий) менен капталган отко чыдамдуу гранулдар же бал челектери күйбөгөн углеводороддорду, көмүртек кычкылы менен азот оксиддерин сууга, көмүр кычкыл газына жана азотко айландырууга жардам берген автоунаанын газ чыгаруу тутумдарында колдонулат.

Платина жана 10% родий эритмеси кызыл-ысык металл сетка түрүндөгү азот оксиддерин жана азот кислотасын өндүрүү үчүн аммиак менен абанын реакциясын катализдейт. Аммиак аралашмасы менен бирге азыктандырганда метан гидроцианикалык кислотасын алууга болот. Нефтини кайра иштетүүдө реактордогу глинозем гранулдарынын бетиндеги платина узак чынжырлуу мунай молекулаларынын бутакталган изопарафиндерге айланышын катализдейт, алар жогорку октандуу бензин аралашмаларында эң керектүү.

Гапкалоо

Бардык платина тобундагы металлдарды электроплатууга болот. Алынган жабуунун катуулугу жана жаркырагандыгынан улам көбүнчө родий колдонулат. Болсо дабаасы платинага караганда жогору, тыгыздыгы азыраак салыштырмалуу жоондуктагы материалдын кичирээк массасын колдонууга мүмкүндүк берет.

Палладий - платина тобундагы металл, аны каптоо үчүн колдонуу эң оңой. Ушундан улам материалдын күчү бир кыйла жогорулайт. Рутений төмөнкү басымдагы сүрүлүү менен иштетүүчү шаймандарда колдонулду.

Химиялык кошулмалар

Алкилплатина комплекстери сыяктуу органикалык платина тобунун металл комплекстери олефиндерди полимерлөөдө, полипропиленди жана полиэтиленди өндүрүүдө жана этиленди ацетальдегидге кычкылдантууда катализатор катары колдонулат.

Платина туздары рак химиотерапиясында көбүрөөк колдонулууда. Мисалы, алар Carboplatin жана Cisplatin сыяктуу дарылардын бир бөлүгү болуп саналат. Рутений оксиди менен капталган электроддор хлор жана натрий хлоратын өндүрүүдө колдонулат. Родий менен капталган ванналарда родий сульфаты жана фосфат колдонулат.