МПГ - металлы платиновой группы - подробнее

Металлы платиновой группы (МПГ)

Главная Продукция Конструкционный графит металлы платиновой группы

Металлы платиновой группы или платиноиды, представляют собой 6 драгоценных химических элементов, благородного вида. Они располагаются в периодической системе в один ряд и являются переходными металлами 8-10 групп 5-6 периода. Внешне металлы схожи друг с другом.

К металлам платиновой группы относятся:

  1. Платина.
  2. Палладий.
  3. Родий.
  4. Рутений.
  5. Иридий.
  6. Осмий.

Главными особенностями металлов платиновой группы, являются:

  • серебристо-серый оттенок, кроме осмия (бело-голубой);
  • кристаллические свойства, способствующие ускорению химических процессов;
  • катализаторы, контролирующие скорость окисления, реакции гидрирования;
  • химически стойкие металлы по отношению к действию многих реагентов;
  • обладают высокой электропроводностью;
  • выдерживают высокие температуры;
  • тугоплавкость.

Основными источниками платиновых металлов являются минералы редких элементов. Сегодня драгоценные платиновые металлы используют в ювелирном производстве, но в разной степени, а биологически активные соединения платиновых металлов в медицине.

Платина

Платина известна издревле, а название произошло с испанского языка: «маленькое серебро». Конкистадоры, это первые европейцы, которые познакомились с платиной в середине 16 века в Южной Америке. А в 1735 году король Испании издал указ, по которому следовало топить платину в реке и не ввозить в страну. Позже речку назвали Платино-дель-Пинто. Указ был отменен только через сорок лет, для фальсифицирования золотых и серебряных монет мадридскими властями. Позже с платиной познакомились алхимики, но посчитали ее непригодной. Но во Франции она все же нашла свое применение в виде эталона метра, а затем килограмма. В России металл назвали белым золотом, найдя его в россыпном золоте.

Платина, это один из редчайших металлов, ведь в земной коре ее содержания невелико. Главными месторождениями платины являются: Россия, США (2 крупных рудника: Stillwater, East Bouder), Китай, Зимбабве (9 тонн), ЮАР (Бушвельский комплекс).

В России данный металл МПГ обладает уникальной базой, с огромным количеством месторождений, основной из которых расположен в Зареченске (Мурманской области).

Добыча платины это трудоемкий процесс, двух видов:

  1. Открытый способ добычи: на вторичных россыпных месторождениях. Там платина концентрируется в результате разрушений первичной породы.
  2. Закрытый способ добычи: на первичных месторождениях, с постройкой шахт, просверливанием отверстий в породах, закладке взрывчатки и самого взрыва.

Платина это драгоценный металл, который используют в ювелирном деле и промышленности. Свойства платины широки:

  • тяжелее, чем золото и серебро;
  • не окисляется;
  • не вступает в реакции с другими элементами при нагреве;
  • пластичный металл;
  • обладает хорошей электропроводностью;
  • не растворяется под воздействием кислот;
  • высокая температура плавления;
  • хорошая ковкость.

Область применения платины достаточно широкое и не ограничивается ювелирным производством, ведь она обладает уникальной красотой и благородством. В настоящее время рост на металл растет, так как используют ее и в промышленности. Итак, применения платины:

  • ювелирное производство, для изготовления разного вида украшений;
  • медицина;
  • химическая индустрия;
  • судостроение;
  • авиастроение;
  • космическая сфера;
  • стекольная отрасль;
  • банковское дело.

Палладий

На сегодня, палладий самый дорогой металл платиновой группы, который используется в промышленности.

В конце 17 века бразильские горнодобывающие рабочие нашли сплав, похожий на содержание золота или платины. Химик У. Волластон проработал взаимодействие неочищенной платиной с соляной и азотной кислотами, и добавкой цианида ртути. После выпал желтый осадок, который он нагрел с серой и бурой. Получив шарики из металла и, назвав металл - палладий.

Название металл получил в честь астероида. Этот металл платиновой группы встречается в природе очень редко в чистом в виде. А чаще в комплексе с другими металлами (золото, серебро, платина).

Добывают металл также двумя способами:

  • на коренных (первичных) месторождениях;
  • на россыпи, в виде самородка и составляют всего 2% от всей добычи металла.

Главные месторождения палладия:

  • Канада;
  • США;
  • Колумбия;
  • Австрия;
  • ЮАР.

В России также происходит добыча палладия, сконцентрированная на Урале. Главными свойствами палладия являются:

  • низкая плотность;
  • химическая инертность;
  • внешне напоминает серебро;
  • высокая ковкость;
  • эластичность, что позволяет использовать в изготовлении украшений;
  • температура плавления 1555 градусов;
  • поддается обработке;
  • непрочный металл при механическом воздействии;
  • растворяется при воздействии смеси серной и азотной кислот;
  • может образовывать соединения с иными химическими элементами ( бор, хлор, сера, кремний);
  • не вступает в реакции;
  • не окисляется в природе.

Области применения палладия

  • Ювелирная сфера, добавляя металл в сплавы;
  • производство катализаторов для автомобилей, для дожигания выхлопных газов по нормам ЕС;
  • медицина: изготовление элементов для кардиостимуляторов, инструментов, посуды;
  • химическая отрасль: изготавливают колбы и емкости, а также для очищения водорода;
  • электронная сфера: военно-аэрокосмическая техника;
  • инвестиционная деятельность: покупка слитков.

Родий

Следом за открытием палладия, Волластон открыл еще один металл платиновой группы - родий, путем растворения неочищенной платины в царской водке (смесь соляной и азотной кислот) и нейтрализации избытка кислоты едким натром. Осадив платину хлористым аммонием, палладий - цианистой ртутью. Полученный фильтрат был обработан соляной кислотой (чтобы удалить избыток цианистой ртути) и выпарен до сухого состояния. А осадок, обработанный алкоголем, выглядел как темно-красный порошок двойной натриевородиевой соли соляной кислоты. А уже в свою очередь при прокаливании порошка в токе водорода, получил металл.

Родий получил свое название с греческого языка: роза. Добыча родия производится вместе с платиной/золотом. Основными источниками родия являются золотые месторождения Мексики, залежи родиевого Невьянскита.

Родий представляет собой металл серебристо-белого оттенка и относится к благородным металлам платиновой группы.

Свойства родия

  • Растворяется в перекиси водорода, серной кислоте;
  • растворяется при кипячении в смеси соляной и азотной кислот;
  • высокая химическая устойчивость;
  • взаимодействует с неметаллами лишь при температуре красного каления;
  • окисление происходит при высокой температуре;
  • стойкий металл к коррозийным средам.

Так как родий, это драгоценный и уникальный металл, то и область его применения различна:

  • в качестве катализатора (каталитических фильтрах для нейтрализации выхлопных газов);
  • является конструкционным материалом, для изготовления зеркал, стекол;
  • при сплаве родия с платиной, получается эффективный катализатор при производстве азотной кислоты по средствам окисления аммиака воздухом;
  • производство термопаров (при сплаве с иридием или платиной);
  • придают износостойкость и устойчивость к коррозии ювелирным изделиям.

Рутений

Рутений был открыт в Казани в 1844 году К. Клаусом. Он анализировал заводские платиновые осадки из Петербургского монетного двора. Он извлек из руды платину и некоторые платиновые металлы, после чего сплавил остатки с селитрой, извлекая растворимую в воде часть. А нерастворимый в воде осадок, взаимодействовал с царской водкой и высушил. К. Клаус обработал сухой остаток после дистилляции кипящей водой, добавил избыток поташа. Отделив осадок гидроокиси железа, он обнаружил элемент неизвестного происхождения темно-пурпурного оттенка раствора осадка в соляной кислоте. Рутений был назван в честь России (Ruthenia - Россия).

Добыча рутения всегда сопровождает добычу платины на россыпных и коренных месторождениях. Присутствует в качестве примесей в составе никелевой руды, медной руды. Также существуют искусственные источники добычи рутения, т.е. отходы ядерной промышленности. Основное месторождение данного металла платиновой группы, это ЮАР, Канада, Россия, Зимбабве.

Основные характеристики рутения:

  • серебристо-белый блестящий или матовый цвет;
  • обладает твердостью;
  • тугоплавок;
  • при сильном прокаливании на воздухе переходит в газовую фазу;
  • растворяется медленно соляной кислотой при обычной температуре, при высокой температуре - быстро;
  • газопоглотительная способность.

Область применения металла

  • Производство катализаторов;
  • защитные покрытия;
  • декоративные покрытия;
  • в виде добавок к украшениям;
  • добавка в элитные эмали и другое.

Иридий

В начале 19 века химики были заинтересованы неочищенной платиной и всеми возможными элементами содержащиеся в ней. Тогда Дескотиль, Фуркруа и Вокелен стали изучать сырой металл, сплавив его с едким кали, получив частично растворимые в воде соединения неизвестных металлов. Теннант пошел этим же способом, и смог выделит два новых металла: иридий и осмий.

Иридий получил свое название с греческого: радуга, благодаря тому, что соединения данного металла были окрашены в разные цвета. Осмий же в связи с растворение щелочного сплава осмиридия в кислоте (или в воде) сопровождался сильным запахом. С греческого языка, получив название: запах.

Иридий очень редкий металл платиновой группы, который добыть практически невозможно. Добыча его сопровождается попутчиками: платиной или осмием и рутением или палладием. Он встречается в медных и никелевых рудах. Место добывания иридия: Канада (Британская Колумбия), США (Калифорния), ЮАР (Трансвааль), Остров Тасмания, Новая Гвинея, остров Калимантан.

Характеристики иридия:

  • красивый металл бело-серебристого оттенка;
  • твердый и долговечный металл;
  • высокая плотность и прочность;
  • воздействия осуществляются за счет нагревания металла;
  • укрепляет любой состав, делая его износоустойчивым;
  • химическая стойкость;
  • стойкий к коррозиям;
  • стойкость к окислению и всяческому разрушению, даже под воздействием температуры.

Область применения:

  • химическая промышленность;
  • ювелирное дело;
  • вместе с иными металлами является компонентом для автомобильных свечей;
  • сплавы с иридием используют в медицине, для производства инструментов;
  • в научной деятельности, металл не очень востребован.

Осмий

Чистого осмия в природе нет, он находится в комплексе с родием. Месторождения осмия сконцентрированы в: Африке (юг), Тасмании, Австралии, США, Канаде, Россие, Колумбия, ЮАР (самые большие запасы).

Характеристики осмия:

  • серебристо-голубые кристаллы;
  • резкий запах, при взаимодействии с веществами;
  • не растворяется в щелочах и кислотах, смеси соляной и азотной кислот;
  • химическая инертность;
  • порошковый осмий - сырье для продукции, медленно подвержен к растворению;
  • твердый и хрупкий;
  • тугоплавкий;
  • высокая плотность: самый тяжелый металл.

Область применения

  • Медицина: кардиостимуляторы, импланты;
  • промышленность: для измерительной техники, часовые механизмы;
  • тетра оксид осмия используют в электронной микроскопии.

Металлы платиновой группы, редкие и уникальные металлы, которые не так часто встречаются в природе, но широко и активно применяются в разных сферах жизни, тем самым помогая человечеству.