De platina groep metalen: in resinsje fan de list, eigenskippen en applikaasjes

Platina groep metalen - is seis aadlike kostbere gemyske eleminten dy't neist elkoar stean yn de periodike tabel. Allegearre binne oergong metalen fan de groepen 5-6, 8-10 perioade.

Platina Group Metals: List

De groep bestiet út de neikommende seis gemyske eleminten ynrjochte yn folchoarder fan tanimmende atomic gewicht:

• Ru - ruthenium.
• Rh - rhodium.
• Pd - Palladium.
• Os - Os.
• Ir - iridium.
• Pt - platina.

Platina groep metalen hawwe in sulvereftich-wyt tint, mei útsûndering fan osmium, hokker kleur is blauwich-wyt. Harren gemysk paradoksale gedrach yn dat se tige resistinte ta de measte reagents, mar wurde brûkt as katalysator fungearje of accelerating maklik besetten fan 'e snelheid fan oksidaasje, reduksje en hydrogenation reaksjes.

Ruthenium en osmium wurde útkristallisearre yn hexagonal close-ynpakt systeem, wylst oaren hawwe in face-sintraal kubike struktuer. Dat docht ek bliken út 'e gruttere hurdens fan ruthenium en osmium.

Skiednis fan ûntdekking

Hoewol't de platina-gouden keunstfoarwerpen datearre om 700 f.Kr.. e., fan 'e oanwêzigens fan metaal is earder tafallich as regelmjittigens. De Jezuiten yn de XVI ieu, neamd dichte grize Keitjes ferbûn mei alluvial goud op it eilân. Dy stiennen kinne net raand, mar se foarmje in legearing mei goud, de edelmetaal wurdt bros, en it wie ûnmooglik om te skjin. Stones begûn calling platina del Pinto - pellets sulver materiaal út de Pinto River, in sydrivier fan de rivier San Juan yn Kolombia.

Malleable platina, dat kin krigen wurde pas nei in folslein metalen cleaning, waard singled út troch de Frânske natuerkundige Shaba yn 1789. Ut it waard makke in beker, oanbean oan Paus Pius VI. Op de iepening fan Palladium yn 1802, sei de Ingelske skiekundige Willem Wollaston, dy't neamd gemysk. platina-group metaal elemint nei de asteroïde. Wollaston dêrnei ferklearre de fynst fan in oare stof oanwêzich yn platinum ore. It hy rôp rhodium fanwege it rôze kleur fan de metalen sâlten. Opening iridium (neamd nei de goadinne fan 'e reinbôge Iris fanwegen de bûnte syn sâlten) en osmium (fan it Grykske wurd "odor" fanwege it gloar rook fen syn flechtich okside) waarden makke troch de Britske gemikus Smithson Tennant yn 1803. Frânske wittenskippers Hippolyte Victor Collet-Deskoti, Antoine-Fransua Furkrua, en Nicolas-Lui Voklen identifisearre twa metalen tagelyk. Ruthenium, isolearre en identifisearre troch de lêste elemint krige syn namme fan de Latynske namme fan de Russyske de Russyske skiekundige Karl Karlovitsj Klaus yn 1844.

Oars as sokke maklik isolearre yn in relatyf suvere tastân troch ienfâldige fjoer raffinaazjetechnyk aginten lykas goud, sulver en metalen fan de platinum groep fereaskje komplekse aqueous gemyske behanneling. Dy metoaden wiene net beskikber oant de lette 19e ieu, sadat de identifikaasje en isolemint fan platinum groep bern lieten in efterstân it silver en goud foar tûzenen jierren. Boppedat, de hege raanpunt fan dy metalen hat beheind harren gebrûk oant ûndersikers yn Brittanje, Frankryk, Dútslân en Ruslân hawwe net ûntwikkele metoaden foar platinum ombou yn in foarm geskikt foar ferwurking. As de kostbere metalen fan de platinum groep begûn te brûkt wurde yn sieraden sûnt 1900. Hoewol't dit gebrûk is noch relevante hjoed, in soad fan syn yndustry oertroffen. Palladium útgroeid ta in tige populêr materiaal foar kontakten in telefoanyske estafette systemen en oare Wireless kommunikaasje, te garandearjen in lange libbensdoer en hege betrouberens, en platina, fanwege syn ferset tsjin spark eroazje, yn de Twadde Wrâldoarloch begûnen te brûkt wurde yn spark Plugs gefjochtsfleanmasine.

Nei de oarloch de molekulêre extension omsetting metoaden in Petroleum raffinaazjetechnyk hat makke in ûnbidich fraach nei catalytic eigenskippen besiet troch metalen út de platina groep. Troch de jierren 1970, ferbrûk tanommen noch mear doe't auto útstjit noarmen yn 'e Amerikaanske en oare lannen hat laat ta it brûken fan dizze gemikaliën yn de catalytic bekearing fan exhaust gassen.

ore

Utsein foar lytse alluvial ôfsettings fan platinum, Palladium en osmiridium (in legearing fan iridium en osmium), hast gjin erts, dy't west hawwe in wichtige komponint gemysk elemint - in platina groep metaal. Mineralen binne meastal befette yn Sulfide ertsen, benammen pentlandite (Ni, Fe) ₉ S _8. De meast foarkommende laurite Rus _2, irarsite, (Ir, Ru, Rh, Pt) ass, osmiridium (Ir, Os), cooperite, (PTS) en Bragg (Pt, Pd) S.

De wrâld grutste dellizzen fan platinum groep metalen - Bushveld kompleks yn Súd-Afrika. Grutte foarrieden fan grûnstoffen wurde konsintrearre yn fynplakken fan Sudbury yn Kanada en Norilsk-Talnach yn Sibearje. Yn de Feriene Steaten, de grutste fynplakken fan platinum groep mineralen binne fêstige yn Stillwater, Montana, mar hjir binne se folle lytser as yn Súd-Afrika en Ruslân. De wrâld grutste platina produsinten binne Súd-Afrika, Ruslân, Simbabwe en Kanada.

Mining en raffinaazjetechnyk

Wichtige Súd Afrikaanske en Kanadeeske mines eksploitearre troch mynbou metoade. Hast allegear fan de platinum groep metalen binne wûn út Copper of nikkel Sulfide mineralen mei help flotation ôfskieding. Smeltende concentraat produsearret in mingsel dat wurdt wosken út fan koper en nikkel sulphides yn in autoclave. Leaching de fêste residu befettet fan 15 oant 20% platina groep metalen.

Soms up to flotation mei help fan de swiertekrêft ôfskieding. It resultaat is in concentraat befettet 50% fan platinum metaal, dy't elimineert de needwindichheid fan smelting.

meganyske eigenskippen

De platina groep metalen binne gâns ferskillende meganyske eigenskippen. Platina en Palladium binne heel sêft en hiel malleable. Mei dizze metalen en harren alloys draaid wurde kinne sawol waarm en kâld. Rhodium wurdt earst behannele mei in hjit, en dan kin behannele wurde mei kjeld frij faak annealing. Iridium en ruthenium moatte wurde ferwaarme, kâlde wurkjen, se dogge mar net op.

Osmium - it bêst en de groep hat de heechste ranen temperatuer, mar syn oanstriid ta oksidaasje opleit syn eigen beheinings. Iridium is meast corrosie-resistant fan de platina metalen, rhodium en wurdearre foar it behâld fan harren eigenskippen by hege temperatueren.

strukturele applikaasjes

As skjin annealed platina is hiel sêft, it is gefoelich foar krassen en skea. Om fergrutsje syn hurdens is fergroeid mei in mearfâldichheid fan oare eleminten. Platina sieraden is hiel populêr yn Japan, dêr't it hjit "Hackin" en "wite goud". Mistrzostwa foar sieraden mei dêryn 90% Pt en 10% Pd, dat is maklik te hantearjen en soldering. Tafoegjen fan ruthenium ferbettert de hurdens fan de legearing, wylst it hanthavenjen fan it oksidaasjegetal ferset. De alloys fan platinum, Palladium en koper wurde brûkt yn de smeid produkt, omdat se hurder platina-Palladium en minder kostber.

Kroezen brûkt foar it produsearjen fan inkele kristallen yn de semiconductor yndustry, easkje corrosie ferset en stabiliteit by hege temperatueren. Foar dizze applikaasje, is it bêste geskikt platina, platina-rhodium, en iridium. Platina-rhodium alloy brûkt wurdt yn de produksje fan thermocouples dy't brûkt wurde foar it mjitten fan hege temperatueren oant 1800 ° C. Palladium wurdt brûkt itsij yn suver of yn mingd foarm yn elektryske apparaten (50% konsumpsje), yn de toskedokterspraktyk alloys (30%). Rhodium, ruthenium en osmium wurde komselden brûkt yn syn suvere foarm - se tsjinje as dopant oan de oare platina groep metalen.

katalysator fungearje

Likernôch 42% fan de platinum produsearre yn it Westen, wurdt brûkt as katalysator. Dêrfan binne 90% wurdt brûkt yn auto exhaust systemen, wêrby't de stege pellets of honeycombs bedekt mei in platina (en Palladium, en rhodium) it befoarderjen fan konverzje fan unburned koalwetterstoffen, koalmonokside en stikstof oxides yn wetter, koaldiokside en stikstof.

In legearing fan platina en 10% rhodium yn de foarm fan in reade-hot metaal roaster tsjinnet as in katalysator yn it reaksje tusken ammoniak en loft te produsearje stikstof oxides en nitric acid. As feeding fan ammoniak mei metaan mingsel kin wurde taret hydrocyanic acid. As raffinaazjetechnyk platina op it oerflak fan 'e alumina korrels yn de reaktor is in katalysator foar de bekearing fan de lange keatling fertakke molekulen fan oalje yn isoparaffins dy't winske yn in miks fan hege-octaan benzine.

Electroplating

Alle platina groep metalen kinne tapast wurde galvanically. Fanwege de hurdens en glans fan de coating wurdt meast faak tapast rhodium. Alhoewol't syn wearde op ferlykbere dikten heger as platina legere tichtheid kinne it brûken fan minder gewicht fan materiaal.

Palladium - platina groep metaal, dat is makliker om te brûken foar de coating. Troch de sterkte fan it materiaal tanimt flink. Ruthenium hat fûn applikaasje yn ynstruminten bedoeld foar de behanneling fan de wriuwing by lege druk.

gemyske ferbiningen

Organyske kompleksen fan platinum groep metalen lykas alkilplatiny kompleksen brûkt as katalysator fungearje yn 'e polymerization fan olefins, de produksje fan polypropylene en polyetyleen, krektas it oksidaasje fan ethylene oan acetaldehyde.

platina sâlten wurde hieltyd mear brûkt yn kanker chemotherapie. Bygelyks, binne se in part fan de drug lykas "Carboplatin" en "Cisplatin". Ruthenium okside coated elektroden brûkt by de produksje fan gloar en natrium chlorate. Rhodium sulfate en rhodium fosfaat brûkt yn electroplating baden.