Kovy skupiny platiny

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 30. listopadu 2019; kontroly vyžadují 15 úprav . Umístění kovů skupiny platiny v periodické tabulce chemických prvků

Být

PROTI

Tak jako

já

Čs

Los Angeles

Odpoledne

Dopoledne

srov

Kovy skupiny platiny ( PGM , Platinum Group , Platinum Metals , Platinoids , PGE ) je souhrnné označení šesti prvků přechodných kovů ( ruthenium , rhodium , palladium , osmium , iridium , platina ), které mají podobné fyzikální a chemické vlastnosti, a jako pravidlo, se nacházejí ve stejných ložiskách. V tomto ohledu mají podobnou historii objevování a studia, těžby, výroby a použití. Kovy skupiny platiny jsou ušlechtilé a drahé kovy. V přírodě jsou hlavními zdroji PGM likvační měď - niklové rudy (ložiska skupiny Norilsk ( Norilsk Nickel ), Sudbury ) a vlastní platina-kov s nízkým obsahem sulfidů (ložiska komplexů Bushveld a Stillwater ), méně často pozorované v pyritu -polymetalické atd. Někdy se kovy platinové skupiny dělí na dvě triády: ruthenium, rhodium a palladium jsou lehké platinové kovy a platina, iridium a osmium jsou těžké platinové kovy .

Historie

Ve Starém světě platina nebyla známa, ale andské civilizace ( Inca a Chibcha ) ji těžily a používaly od nepaměti.

V roce 1803 objevil anglický vědec William Hyde Wollaston palladium a rhodium.

V roce 1804 objevil anglický vědec S. Tennant iridium a osmium.

V roce 1808 polský vědec A. Sniaditsky při zkoumání platinové rudy přivezené z Jižní Ameriky extrahoval nový chemický prvek, který nazval zpráva. V roce 1844 profesor Kazaňské univerzity K. K. Klaus komplexně studoval tento prvek a nazval jej ruthenium na počest Ruska .

Být v přírodě

Platina a kovy její skupiny se v přírodě nacházejí ve velmi rozptýleném stavu. Geochemicky jsou všechny tyto prvky spojeny s ultramafickými a bazickými horninami. Je známo asi sto minerálů skupiny platiny. Platinoidní minerály jsou běžné jak v nativní formě, tak ve formě pevných roztoků a intermetalických sloučenin s Fe, Ni, Cu, Sn, méně často Au, Os, Pb, Zn, Ag. Nejběžnější jsou polyxen (Pt, Fe) kde Pt 80 - 88 %, Fe 9 - 11 %, feroplatina (Pt, Fe) (Fe 16 - 19 %), palladium platina (Pt, Pd) (Pd 7 - 40 % ), stannopalladinit Pd 3 Sn 2 Cu (Pd 40 - 45, Pt 15 - 20, Sn 28 - 33 %), hiversit PtSb 2 (Pt 45, Sb 51,5 %), zvyagincevit (Pd, Pt) 3 (Pb, Sn) .

Osmium, ruthenium a rhodium tvoří pevné roztoky. Patří sem minerály jako iridium (Ir, Os) (Ir 46,8 - 77,2 % Os 21 - 49,3 %), osmium (Os, Ir) (Os 67,9 %, Ir 17 %, Ru 8,9 %, Rh 4,5 %). Kromě toho jsou v přírodě známy arsenidy, sulfoarsenidy a sulfidy platiny, ruthenia a palladia, a to sperrylit PtAs 2 (Pt 56,2 %), kooperit PtS (Pt 79,2 - 85,9 %), maichnerit (PdBiTe), vysotskit (vysockit) 5 S (Pd 59,5 %, Ni 14,2 %, Pt 4,8 %), hollingworthit (Rh, Pt)AsS (Rh 25 %).

Genetické skupiny a průmyslové typy ložisek

1. Magmatický

A. ložiska chromitu a platiny (uralský typ)

b. ložiska komplexních rud platina-chromit-měď-nikl (Bushveldův typ)

v. segregační ložiska mědi, niklu a platiny (typ Norilsk)

ložiska ušlechtilého kovu měď-titanomagnetit v gabrových intruzích (Volkovského typu)

2. Placery

Vlastnosti

Vlastnosti platinových kovů [1]

atomové číslo	Jméno, symbol	Elektronická konfigurace	Oxidační stavy	p, g/cm³	tpl , ° C	t balík , °C
44	Ruthenium 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	Palladium 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

Všechny platinové kovy jsou světle šedé a žáruvzdorné, platina a palladium jsou plastické, osmium a ruthenium jsou křehké. Krásný vzhled ušlechtilých kovů je způsoben jejich inertností.

Těžké platinové kovy mají rekordně vysokou hustotu mezi všemi látkami .

Platinové kovy mají vysokou katalytickou aktivitu při hydrogenačních reakcích , což je způsobeno vysokou rozpustností vodíku v nich . Palladium je schopno rozpustit až 800-900 [2] objemů vodíku , platina - až 100 [2] .

Všechny platinové kovy jsou chemicky inertní. Mnohé z nich v pevné formě se nerozpustí ani v aqua regia . [3] V jemně rozptýlené formě nebo ve formě houby, aqua regia mírně rozpouští ruthenium a velmi mírně - rhodium a iridium [4] [5] . Platina a palladium jsou reaktivnější, palladium se rozpouští v kyselině dusičné a platina není tak inertní, jak se běžně věří, a rozpouští se dokonce i v kyselině chlorovodíkové za přítomnosti vzduchu. Rozpouštěcí reakce v aqua regia probíhají s tvorbou chloridových komplexů:

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

Při oxidaci kovů vzdušným kyslíkem vznikají oxidy různého složení :

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

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

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

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

Při zahřívání všechny platinové kovy reagují s chlórem a fluorem :

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

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

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

V roztocích existují platinové kovy pouze ve formě komplexních sloučenin. Sloučeniny platiny se v medicíně používají jako léky s protinádorovou aktivitou [6] .

Výroba

Průmyslová výroba platiny byla původně prováděna v Americe . Teprve v roce 1819 byly poprvé objeveny platinové rýhy na Uralu poblíž Jekatěrinburgu . Od té doby se Rusko stalo předním výrobcem platiny a od objevení platinoidů.

V současné době je téměř 90 % veškeré produkce kovů skupiny platiny rozděleno mezi platinu a palladium, přičemž zbytek se těží a obchoduje v malých množstvích. 95 % zásob a 90 % produkce PGM je soustředěno do dvou velkých ložisek - komplexu Bushveld , který se nachází na území Jihoafrické republiky, a v rudné oblasti Norilsk , která se nachází v Rusku. V rudách Bushveld je obsah platiny třikrát vyšší než obsah palladia, zatímco v Norilsku je pozorován opačný poměr. Proto je Jižní Afrika největším světovým producentem platiny, zatímco Rusko je největším světovým producentem palladia [7] .

Akcie

Obsah platinových kovů v zemské kůře ( clark ) se odhaduje na 10 -8 % pro platinu, 10 -9 % pro palladium a 10 -11 % pro ostatní platinové kovy [8] .

Celkové zásoby kovů skupiny platiny na začátku roku 2009 se odhadují na 100 milionů kg. Navíc jsou také nerovnoměrně rozmístěny: Jižní Afrika (63,00 mil. kg prokázaných zásob se 70,00 mil. kg celkových), Rusko (6,20/6,60), USA (0,90/2,00), Kanada (0,31/0,39) [9] . V roce 2017 jsou celkové zásoby asi 167 milionů kg .

V Rusku téměř veškerou těžbu kovů platinové skupiny provádí Norilsk Nickel (15 % světové produkce platiny a 55 % produkce palladia) [7] z ložisek sulfidických měď-niklových rud v okolí Norilsku ( Oktyabrskoye , Talnakhskoye a Norilsk-1 , atd.), včetně více než 99 % prozkoumaných a více než 94 % odhadovaných ruských zásob. Kromě toho ložisko sulfid-měď-nikl Fedorova Tundra (lokalita Big Ikhtegipakhk) v oblasti Murmansk , stejně jako rýžoviště Kondyor na území Chabarovsk , Levtyrinyvayam na území Kamčatky , řeky Lobva a Vyysko-Isovskoe v oblasti Sverdlov jsou velké .

Aplikace

Když se platina začala dovážet do Evropy , její cena byla poloviční než cena stříbra . Klenotníci velmi rychle zjistili, že platina se dobře leguje se zlatem , a protože hustota platiny je vyšší než hustota zlata, drobné přísady do zlata umožnily vyrobit padělky, které nebylo možné odlišit od zlatých předmětů. Takové padělky byly tak rozšířené, že španělský král nařídil zastavit dovoz platiny a zbývající zásoby utopit v moři. Po zrušení tohoto zákona v roce 1778 si však platina postupně získala oblibu v klenotnictví . V současné době se téměř všechny kovy skupiny platiny používají tak či onak při výrobě šperků .

K výrobě mincí se někdy používají kovy skupiny platiny . Například v Rusku se v letech 1828 až 1845 vydávaly platinové mince v nominálních hodnotách 3, 6 a 12 rublů.

Platinu a další kovy platinové skupiny využívají jednotlivci i firmy jako úspory.

Futures a opce na kovy platinové skupiny využívají spekulanti.

Od poloviny 70. let se automobilový průmysl stal hlavní aplikací platiny a palladia [7] .

V elektrotechnickém průmyslu se kontakty s vysokou spolehlivostí vyrábějí z kovů skupiny platiny ( odolnost proti korozi , odolnost proti působení krátkodobého elektrického oblouku vytvořeného na kontaktech). V technice malých proudů při nízkém napětí v obvodech se používají kontakty ze slitin zlata s platinou, zlata se stříbrem a platiny. Pro slaboproudé a středně zatěžované komunikační zařízení se hojně používají slitiny palladia a stříbra (od 60 do 5 % palladia). Magnetické slitiny kovů platinové skupiny s vysokou koercitivní silou se používají při výrobě malých elektrospotřebičů. Odpory ( potenciometry ) pro automatické přístroje a tenzometry jsou vyrobeny ze slitin kovů skupiny platiny (hlavně palladium se stříbrem, méně často s jinými kovy). Mají nízký teplotní koeficient elektrického odporu , nízkou termoelektromotorickou sílu spárovanou s mědí, vysokou odolnost proti opotřebení , vysoký bod tání, neoxidují.

Kovy skupiny platiny se používají k výrobě dílů pracujících v agresivním prostředí - technologické aparatury, reaktory, elektrické ohřívače, vysokoteplotní pece, zařízení na výrobu optického skla a sklolaminátu , termočlánky , odporové etalony atd.

Při výrobě nástrojů umožňují kovy skupiny platiny získat jedinečné vlastnosti z hlediska pevnosti, odolnosti proti korozi a trvanlivosti.

Kovy skupiny platiny se používají v čisté formě, jako bimetal a ve slitinách (viz slitiny platiny ). Chemické reaktory a jejich části jsou vyrobeny zcela nebo pouze potaženy fólií z kovů skupiny platiny. Zařízení potažené platinou se používají při výrobě čistých chemikálií a v potravinářském průmyslu. Když chemická odolnost a žáruvzdornost platiny nebo palladia nestačí, jsou nahrazeny slitinami platiny s kovy, které tyto vlastnosti zvyšují: iridium (5-25 %), rhodium (3-10 %) a ruthenium (2-10 %) ). Příkladem využití kovů platinové skupiny v těchto oblastech techniky je výroba kotlů a misek pro tavení alkálií nebo práce s kyselinou chlorovodíkovou, octovou a benzoovou; autoklávy , destilátory , baňky , míchadla atd.

Slitiny iridia s osmiem, stejně jako zlato s platinou a palladiem se používají k výrobě kompasových jehel, pájení „věčných“ peří.

Vysoké katalytické vlastnosti některých kovů skupiny platiny umožňují jejich použití jako katalyzátorů , například platina se používá při výrobě kyseliny sírové a dusičné.

V některých zemích se kovy skupiny platiny používají v lékařství , včetně malých přísad do léků.

Viz také

Poznámky

↑ [www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3403.html XuMuK.Ru - Platinové kovy] . Staženo: 6. srpna 2009. (Ruština)
↑ 1 2 Kovy. Charakteristika drahých kovů. Ušlechtilé kovy (nedostupný odkaz) . — Charakteristika drahých kovů. Archivováno z originálu 6. února 2013. (Ruština)
↑ Cotton F., Wilkinson J. Část 3. Chemie přechodných prvků // Moderní anorganická chemie. — Per. z angličtiny. - M.: Mir, 1969. - 592 s.
↑ Knunyants I.L. Stručná chemická encyklopedie: V 5 svazcích / Redakční rada. - M. : Pyrometalurgy-S, 1965. - T. 4. - 1182 s.
↑ Gempel K.A. Příručka vzácných kovů. — Per. z angličtiny. - M.: Pyrometalurgie-S, 1965. - T. 4. - 964 s.
↑ Léky používané k léčbě rakoviny (nepřístupný odkaz) . Získáno 7. srpna 2009. Archivováno z originálu dne 28. června 2012. (Ruština)
↑ 1 2 3 " Místo Rothschildů a Oppenheimerů " Sergey Shumovsky, autor "Expert", Ivan Rubanov; zvláštní zpravodaj časopisu "Expert".
↑ Livingston S. Chemie ruthenia, rhodia, palladia, osmia, iridia, platiny. M.: Mir, 1978. 366 s.
↑ SOUHRNY MINERÁLNÍCH KOMODIT 2009 . Získáno 4. října 2009. Archivováno z originálu dne 6. srpna 2011. (neurčitý)
↑ Kovy skupiny platiny. Informační a analytické centrum "Minerál" . Získáno 4. října 2009. Archivováno z originálu 4. října 2009. (neurčitý)

Literatura

"Kovy a slitiny v elektrotechnice", 3. vyd., sv. 1-2, M.-L., 1957;
Buzlanov G.F., "Výroba a použití kovů platinové skupiny v průmyslu", M., 1961:
Yordanov H. V., „Poznámky k metalurgii vzácných kovů“, Sofie, 1959;
Fedorenko NV Vývoj výzkumu platinových kovů v Rusku. M.: Nauka, 1985. 264 s.
Livingston S. Chemie ruthenia, rhodia, palladia, osmia, iridia, platiny. M.: Mir, 1978. 366 s.
Genkin AD Minerály platinových kovů a jejich asociace v měděno-niklových rudách ložiska Norilsk. M.: Nauka, 1968. 106 s.
Hutnictví ušlechtilých kovů / Ed. L. V. Chugaeva. Moskva: Metalurgie, 1987. 432 s.
Sinitsyn NM Ušlechtilé kovy a vědecký a technický pokrok. Moskva: Poznání, 1987. 46 s.
Co víme o chemii?: Otázky a odpovědi / Ed. Yu. N. Kukushkina. M.: Vyšší. škola, 1993. 303 s.
Dodin D. A., Chernyshov N. M., Polferov D. V., Tarnovetsky L. L. Platinum-metal deposits of the world. M.: Geoinformmark, 1994. Svazek 1, kniha 1: Nízkosulfidická ložiska platinových kovů v rytmicky vrstvených komplexech. 279 str.
Dodin D. A., Chernyshov N. M., Yatskevich B. A. et al. Stav a problémy rozvoje nerostné základny platinových kovů // Platina Ruska. M.: Geoinformmark, 1995. S. 7-48.
Krivtsov A.N. Depozita platinoidů: (Geologie, geneze, distribuční vzorce) // Výsledky vědy a techniky. Ložiska rudy. 1988. T. 18. 131 s.
Rudná ložiska SSSR. M.: Nedra, 1974. T. 3. 472 s.
Chernyshov N. M., Dodin D. A. Formačně-genetická typizace ložisek kovů platinové skupiny pro účely prognózy a metalogenní analýzy // Geologie a geofyzika. 1995. V. 36. S. 65-70.

Odkazy

Platinové kovy a jejich role v moderní společnosti (Buslaeva T. M., 1999), Chemie
Kde se těží platinové kovy (Chernyshov N.M., 1998), Vědy o Zemi [1] [2]
Statistické studie na webu mineral.ru: kovy platinové skupiny , kovy platinové skupiny , trh s kovy platinové skupiny v letech 2007 a 2008.

Slovníky a encyklopedie	Velká dánština Skvělý norský Britannica (online) Universalis
V bibliografických katalozích	NDL : 00562846 NKC : ph124110

Periodická tabulka
Dmitrij Ivanovič Mendělejev Periodický zákon Skupiny prvků
Formáty	krátký Po blokech Rozšířené zvětšený Elektronické konfigurace Elektronegativita Alternativní Izotopy prvků
Seznam položek podle	...Název ... Etymologie ...otevírací doba ...oxidační stavy ... Tvrdost ... Prevalence u člověka : stopové prvky makroživiny Organogeny ... Hodnota standardních elektrochemických potenciálů
Skupiny	jeden 2 3 čtyři 5 6 7 osm 9 deset jedenáct 12 13 čtrnáct patnáct 16 17 osmnáct
Období	jeden 2 3 čtyři 5 6 7 osm
Rodiny chemických prvků	nekovy Polokovy (metaloidy) Kovy Nepřechodné prvky přechodné kovy Post-přechodové kovy Vnitřní přechodné kovy Lanthanoidy aktinidy Transuranium superpřechodové kovy lehké kovy Těžké kovy Supertěžké prvky (transaktinoidy) Žáruvzdorné kovy Kovy skupiny platiny ušlechtilé kovy Neželezné kovy radioaktivní prvky umělé prvky Vzácné předměty prvky vzácných zemin Stopové prvky Monoizotopické prvky Polyizotopové prvky
Blok periodické tabulky	s-prvky p-prvky d-prvky f-prvky g-prvky
jiný	Lanthanoidová kontrakce aktinoidní kontrakce Předpokládané prvky Symboly chemických prvků seznam
Periodická tabulka Kategorie:Periodický systém Portál: Chemie {{ Periodický systém prvků }}