Die Metalle der Platingruppe: eine Überprüfung der Liste, Eigenschaften und Anwendungen

Platingruppenmetalle – sechs hochwertige Edel chemische Elemente, die im Periodensystem nebeneinander angeordnet sind. Alle sind Übergangsmetalle der Gruppen 5-6, 8-10 Zeitraum.

Platinum Group Metals: Liste

Die Gruppe besteht aus den folgenden sechs chemischen Elementen in der Reihenfolge zunehmenden Atomgewichtes angeordnet:

• Ru – Ruthenium.
• Rh – Rhodium.
• Pd – Palladium.
• Os – Os.
• Ir – Iridium.
• Pt – Platin.

Platingruppenmetalle haben eine silbrig-weißen Farbton, mit Ausnahme von Osmium, welche Farbe ist bläulich-weiß. Ihre chemische paradoxen Verhalten dadurch, dass sie sehr widerstandsfähig gegen die meisten Reagenzien, aber als Katalysatoren verwendet werden oder die Beschleunigung ohne weiteres die Geschwindigkeit der Oxidation, Reduktion und Hydrierungsreaktionen steuern.

Ruthenium und Osmium sind in dicht gepackten hexagonalen System kristallisiert, während andere eine kubisch-flächenzentrierten Struktur. Dies ist in der größeren Härte von Ruthenium und Osmium reflektiert.

Geschichte der Entdeckung

Obwohl das Platin-Gold-Artefakte zu 700 vor Christus datiert. e., von der Gegenwart von Metall ist es eher zufällige als Regelmäßigkeit. Die Jesuiten in dem sechzehnten Jahrhundert, erwähnten dichte graue Steine mit alluvialen Goldvorkommen in Verbindung gebracht. Diese Steine können nicht geschmolzen werden, aber sie bilden eine Legierung mit Gold, wird das Gold spröde, und es war unmöglich zu reinigen. Steine begannen Aufruf Platina del Pinto – Pellets aus Silbermaterial aus dem Pinto, ein Nebenfluss des Flusses San Juan in Kolumbien.

Formbar Platin, das ich erst nach einer kompletten Metallreinigung erhalten werden kann, wurde von dem Französisch Physiker Shaba 1789 ausgesondert. Aus ihm eine Tasse gemacht wurde, stellte Papst Pius VI. Auf der Eröffnung von Palladium im Jahr 1802, sagte der englische Chemiker William Wollaston, die chemischen benannt. Platingruppenmetallelement nach dem sternartig. Wollaston erklärte anschließend die Entdeckung einer anderen Substanz, die in Platinerz. Es nannte er Rhodium aufgrund der rosa Farbe der Metallsalze. Iridium (benannt nach der Göttin des Regenbogens Iris wegen der bunten seiner Salz) und Osmium Öffnung (vom griechischen Wort „Geruch“ wegen des Chlorgeruches seiner flüchtigen Oxid) wurden im Jahr 1803 von dem britischen Chemiker Smithson Tennant gemacht. Französisch Wissenschaftler Hippolyte Victor Collet-Deskoti, Antoine-Fransua Furkrua und Nicolas-Lui Voklen identifiziert zwei Metalle gleichzeitig. Ruthenium, isoliert und identifiziert durch das letzte Element hat seinen Namen von dem lateinischen Namen der russischen den russischen Chemiker Karl Karlo Klaus im Jahr 1844.

Im Gegensatz zu so leicht in einem relativ reinen Zustand durch einfache Feuer Läutermittel wie Gold, isolierte Silber und Metalle der Platingruppe erfordert komplexe wässrige chemische Behandlung. Diese Verfahren waren bis zum Ende des 19. Jahrhunderts nicht zur Verfügung, so dass die Identifizierung und Isolierung von Platingruppe blieb hinter dem Silber und Gold seit Tausenden von Jahren. Darüber hinaus hat der hohe Schmelzpunkt dieser Metalle beschränkt ihre Verwendung, bis Forscher in Großbritannien, Frankreich, Deutschland und Russland haben Verfahren für Platin Umwandlung in eine geeignete Form für die Verarbeitung nicht entwickelt. Da die Edelmetalle der Platingruppe begannen seit 1900 in der Schmuckindustrie verwendet werden. Obwohl diese Anwendung auch heute noch aktuell ist, viel von seiner Industrie übertroffen. Palladium ist ein sehr beliebtes Material für die Kontakte in Telefonvermittlungssysteme und andere drahtlose Kommunikation geworden, eine lange Lebensdauer und hohe Zuverlässigkeit zu gewährleisten und Platin, wegen seiner Beständigkeit gegen Funkenerosion, während des Zweiten Weltkrieges begann Funken verwendet werden Stecker Kampfflugzeuge.

Nach dem Krieg der molekularen Erweiterung Umwandlungsverfahren in der Erdölraffination werden von Metallen aus der Platingruppe eine enorme Nachfrage nach katalytischen Eigenschaften besaßen geschaffen. In den 1970er Jahren hat sich der Verbrauch noch weiter erhöht, wenn Autoabgasnormen in den USA und anderen Ländern auf die Verwendung dieser Chemikalien in der katalytischen Umwandlung von Abgasen geführt hat.

Erz

Mit Ausnahme von kleinen Anschwemmungen von Platin, Palladium und Osmium-Iridium (eine Legierung aus Iridium und Osmium), praktisch keinen Erz, welches ein Hauptbestandteil der chemischen Element gewesen – ein Platingruppenmetall. Mineralstoffe sind in der Regel in sulfidischen Erzen enthalten, insbesondere Pentlandit (Ni, Fe) ₉ S _8. Die häufigste laurite RuS _2, irarsite, (Ir, Ru, Rh, Pt) AsS, Osmium – Iridium (Ir, Os), Cooperit, (PTS) und Bragg (Pt, Pd) S.

Die weltweit größte Lagerstätte der Welt der Platingruppenmetalle – Bushveld-Komplex in Südafrika. Große Vorräte an Rohstoffen sind in Ablagerungen von Sudbury in Kanada und Norilsk-Talnakh in Sibirien konzentriert. In den USA sind die größten Vorkommen von Platingruppen Mineralien befindet sich in Stillwater, Montana, aber hier sind sie viel kleiner als in Südafrika und Russland. Die weltweit größte Platinproduzent der Welt ist Südafrika, Russland, Simbabwe und Kanada.

Bergbau und Raffination

Große südafrikanische und kanadische Mine Bergbau-Verfahren betrieben. Nahezu alle der Platingruppenmetalle sind aus Kupfer- oder Nickelsulfidmineralien extrahiert Flotationstrennung verwenden. Schmelzen Konzentrat entsteht ein Gemisch, das aus Kupfer und Nickelsulfiden in einem Autoklaven gewaschen wird. der feste Rückstand Auslaugen enthält 15 bis 20% Platingruppenmetalle.

Manchmal up Schwerkrafttrennung Flotation mit. Das Ergebnis ist ein Konzentrat von 50% Platinmetall enthält, das die Notwendigkeit des Schmelzens eliminiert.

mechanische Eigenschaften

Die Platingruppenmetalle sind stark unterschiedliche mechanische Eigenschaften. Platin und Palladium sind sehr weich und sehr formbar. Mit diesen Metallen und deren Legierungen können sowohl heiß als auch kalt betrieben werden. Rhodium wird zunächst mit einem heißen behandelt, und dann kann es mit kaltem ziemlich häufigem Glühen behandelt werden. Iridium und Ruthenium sollte erhitzt, Kaltbearbeitung werden, sie geben nicht in.

Osmium – der Feststoff und die Gruppe hat die höchste Schmelztemperatur, aber die Neigung zur Oxidation erlegt seine eigenen Grenzen. Iridium ist am meisten korrosionsbeständig der Platinmetalle, Rhodium und geschätzt für die Erhaltung ihrer Eigenschaften bei hohen Temperaturen.

Bauanwendungen

Wie sauber getemperten Platin sehr weich ist, ist es zu Kratzern und Beschädigungen anfällig. Zur Erhöhung seiner Härte mit einer Vielzahl von anderen Elementen verschmolzen ist. Platin Schmuck ist sehr beliebt in Japan, wo es „Hackin“ und „Weißgold“ genannt wird. Legierungen für Schmuck mit 90% Pt und 10% Pd, die leicht zu handhaben und Löten ist. Die Zugabe von Ruthenium verbessert die Härte der Legierung, während die Oxidationsbeständigkeit aufrechtzuerhalten. Die Legierungen von Platin, Palladium und Kupfer werden in dem geschmiedeten Produkt verwendet, da sie härter Platin-Palladium und weniger kostspielig.

Tiegel zur Herstellung von Einkristallen in der Halbleiterindustrie verwendet wird, erfordern, Korrosionsbeständigkeit und Stabilität bei hohen Temperaturen. Für diese Anwendung ist es am besten Platin, Platin-Rhodium und Iridium. Platin-Rhodium-Legierung bei der Herstellung von Thermoelementen verwendet, die zur Messung von hohen Temperaturen bis zu 1800 ° C verwendet werden, Palladium wird entweder in reiner oder in gemischter Form in elektrischen Geräten (50% Verbrauch), in Dentallegierungen verwendet werden (30%). Rhodium, Ruthenium und Osmium werden selten in seiner reinen Form verwendet, – sie als Dotierungsmittel zu den anderen Metallen der Platingruppe dienen.

Katalysatoren

Über 42% des Platins im Westen erzeugt, als Katalysator verwendet wird. , Kohlenmonoxid und Stickoxid in Wasser, Kohlendioxid und Stickstoff von dieser ist 90% in Autoabgassystemen verwendet werden, wobei das feuerfeste Pellets oder mit Platin beschichtete Waben (und Palladium und Rhodium) Umwandlung von unverbrannten Kohlenwasserstoffen fördern.

Eine Legierung aus Platin und 10% Rhodium in Form eines rotglühenden Metallgitters dient als Katalysator in der Reaktion zwischen Ammoniak und Luft Stickoxide und Salpetersäure zu erzeugen. Wenn von Ammoniak mit Methan-Gemisch Einspeisung kann Blausäure hergestellt werden. Wenn in dem Reaktor Platin auf der Oberfläche der Aluminiumoxidkörner zu verfeinern, ist ein Katalysator für die Umwandlung von langkettigen verzweigten Molekülen von Öl in Isoparaffine, die in einer Mischung von Hochoktanbenzin erwünscht sind.

Galvanotechnik

Alle Metalle der Platingruppe können galvanisch aufgebracht werden. Aufgrund der Härte und Glanz der Beschichtung wird am häufigsten angewendet Rhodium. Obwohl ihr Wert bei vergleichbaren Dicken höher als Platin geringere Dichte ermöglicht die Verwendung von weniger Gewicht des Materials.

Palladium – Metall der Platingruppe, die für die Beschichtung einfacher zu bedienen ist. Aufgrund der Festigkeit des Materials erhöht sich beträchtlich. Ruthenium ist für die Behandlung von Reibung bei niedrigem Druck vorgesehene Anwendung in Instrumenten gefunden.

chemische Verbindungen

Organische Komplexe von Platingruppenmetallen, wie alkilplatiny Komplexe als Katalysatoren bei der Polymerisation von Olefinen verwendet, die Herstellung von Polypropylen und Polyethylen, sowie die Oxidation von Ethylen zu Acetaldehyd.

Platinsalze werden in zunehmendem Maße in der Krebschemotherapie eingesetzt. Zum Beispiel, sie sind Teil der Droge wie „Carboplatin“ und „Cisplatin“. Rutheniumoxid beschichtete Elektroden bei der Herstellung von Chlor und Natriumchlorat verwendet. Rhodiumsulfat und Rhodium in Phosphat verwendeten galvanischen Bädern.