Благородні метали

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.


Нажми чтобы узнать.
скачати

реферат

ПО МЕТАЛУРГІЇ
НА ТЕМУ
Благородні Метали
ЗМІСТ
1. ІСТОРІЯ РОЗВИТКУ ВИРОБНИЦТВА
2. ВЛАСТИВОСТІ І МЕТОДИ ОДЕРЖАННЯ ШЛЯХЕТНИХ МЕТАЛІВ
3. ВИКОРИСТАННЯ ШЛЯХЕТНИХ МЕТАЛІВ
ЛІТЕРАТУРА
ІСТОРІЯ РОЗВИТКУ ВИРОБНИЦТВА
Дуже довгий час, майже до кінця XVIII ст., Вважалося, що існує всього 7 металів: золото, срібло, ртуть, мідь, залізо, олово, свинець. Золото і срібло, що не змінюються при дії повітря, вологи і високої температури, дістали назву досконалих, благородних металів. А інші метали, які під дією води і повітря втрачають металевий блиск, покриваючись нальотом, а після прожарювання перетворюються в пухкі, порошкоподібні "землі" або "окалини" (оксиди), були названі недосконалими, неблагородними.
Такий поділ металів нерідко застосовується і в наші дні, але з тією відмінністю, що до двох благородних металів стародавнього світу і середньовіччя - золоту і сріблу - на межі XVIII і XIX ст. додалися платина і чотири її супутника: родій, паладій, осмій, іридій. Рутеній, п'ятий супутник платини, був відкритий тільки в 1844 р.
Благородні метали дуже мало поширені в природі.
У природі благородні метали зустрічаються майже завжди у вільному (самородному) стані. Певний виняток становить срібло, яке знаходиться в природі і у вигляді самородків, і у вигляді сполук, що мають значення як рудні мінерали (срібний блиск, або аргентит Ag 2 S, рогове срібло, або кераргіріт AgCl, та ін.)
Історія благородних металів - один з найцікавіших розділів історії матеріальної культури. На думку багатьох вчених, золото було першим металом, який людство почало використовувати для виготовлення прикрас, предметів домашнього ужитку і релігійного культу. Золоті вироби були знайдені в культурних шарах епохи неоліту (V-IV тисячоліття до н.е.).
І в давнину, і в середні століття основними галузями застосування золота і срібла були ювелірна справа і виготовлення монет. При цьому несумлінні люди, як ремісники, так і особи, які стояли при владі, вдавалися до обману, не гребували сплавом дорогоцінних металів з дешевшими - золота з сріблом або міддю, срібла з міддю. Добре відома розповідь давньогрецького письменника Плутарха про те, як сіракузький цар Гієрон II доручив Архімеду дізнатися, чи немає домішки срібла в золотій короні, виготовленої на замовлення царя.
Вчений, користуючись відкритим їм законом, зважив корону спочатку на повітрі, а потім у воді і обчислив її щільність. Вона виявилася меншою, ніж у чистого золота. Так викрили корисливий ювелір.
Спосіб випробування золотих і срібних виробів (особливо монет) на чистоту був відомий вже в глибокій старовині. Він полягав у сплавці проби металу зі свинцем і потім в окислювальному випалюванні рідкого сплаву в посудині з пористого матеріалу (кісткової золи). При цьому свинець та інші неблагородні метали окислялись. Розплавлена ​​суміш оксиду свинцю PbO з іншими оксидами всмоктувалася пористим матеріалом, а благородний метал залишався неокислених. Знаючи масу взятої проби і масу виділеного з нього "Королько" золота або срібла, визначали вміст благородного металу в пробі.
Цілком очевидно, що Архімед не міг скористатися цим прийомом для вирішення заданого йому питання; до того ж Гієрон II заборонив ушкоджувати корону. А пробірних голок у той час в Стародавній Греції не було, як не були відомі і способи розподілу золота і срібла.
Пробірні голки виготовляють із золота і міді (чи срібла і міді), взятих у різних відносинах, заданих заздалегідь. На відполірованої поверхні пробірного каменю (чорного кременистого сланцю) наносять риску спершу випробуваним виробом, потім пробірної голкою, найбільш близькою до нього за кольором, а потім голками сусідніх складів. Порівнюючи забарвлення всіх цих рис, можна визначити приблизно вміст благородного металу у випробуваному предметі. Пробірні голки застосовувалися вже в Стародавній Індії. У Західній Європі з'явилися близько XIV ст.
І в давнину, і в середні століття підробка золота і срібла була широко поширена. Незважаючи на жорстокі покарання, які погрожували фальсифікаторам монети (починаючи з відсікання кисті і закінчуючи спаленням живцем), "проклята пристрасть до золота" брала гору. Та ж пристрасть була рушійною силою алхімії.
Називаючи головні моменти ранній стадії періоду первісного накопичення капіталу, К. Маркс, перш за все, відзначає відкриття золотих і срібних рудників в Америці. Були знайдені багаті родовища золота в Мексиці (1500), в Перу і Чилі (1532), в Бразилії (1577). Срібні руди були виявлені в другій третині XVI ст. в Мексиці і Перу. У XVI ст. великі кількості золота і срібла стали надходити з Нового Світла до Європи.
Першу в Росії золоту розсип виявив навесні 1724 селянин Єрофій Марков в районі Єкатеринбурга. Її експлуатація почалася тільки в 1748 р. Видобуток уральського золота повільно, але неухильно розширювалася. На початку XIX ст. були відкриті нові родовища золота в Сибіру. З 1821 по 1850 р. в Росії було видобуто 3293 т золота, тобто майже в 3,9 рази більше, ніж у всіх інших країнах світу (893 т).
З відкриттям багатих золотоносних районів у США (Каліфорнія, 1848 р.; Колорадо, 1858 р.; Невада, 1859 р.; Аляска, 1890 р.), Австралії (1851), Південній Африці (1884) Росія втратила свою першість у видобутку золота , незважаючи на те, що були введені в експлуатацію нові родовища, головним чином у Східній Сибіру.
Видобуток золота велася в Росії напівкустарним способом, розроблялися переважно розсипні родовища. Понад половини золотих копалень знаходилося в руках іноземних монополій. Самородна платина, за наявними даними, була відома в Давньому Єгипті, Ефіопії, Стародавньої Греції і в Південній Америці. У XVIII ст. іспанські колонізатори виявили в золотих розсипах у Колумбії самородки важкого тьмяно-білого металу, який не вдавалося розплавити. Його назвали платиною (зменшувальне від ісп. Рlаtа - срібло). У 1744 р. іспанський мандрівник Антоніо де Ульоа привіз зразки платини в Лондон. Вчені дуже зацікавилися новим металом. У 1789 р. А. Лавуазьє включив платину в перелік простих речовин. Але незабаром виявилося, що самородна платина містить інші, ще невідомі метали.
У 1803 р. англійський фізик і хімік У. Уолластон відкрив у ній паладій, який отримав свою назву від малої планети Паллади, і родій, названий так по рожево-червоного кольору його солей (від грец. Rhodon - троянда). У 1804 р. англійський хімік С. Теннант, досліджуючи залишок від розчинення самородної платини в "царській горілці" (суміш азотної і соляної кислот), знайшов у ньому ще два нових металу. Один з них - іридій - отримав назву внаслідок різноманітності забарвлення його солей (від грецьк, iris - веселка). Інший був названий осміем щодо різкого запаху його оксиду OsO 4 (Від грец. Osme - запах). Нарешті, в 1844 р. професор Казанського університету К.К. Клаус відкрив ще один супутник платини - рутеній (від лат. Rhuthenia - Росія).
Матеріалом для дослідження К.К. Клауса служили залишки від афінажу (очищення) уральської самородної платини. Вона була відкрита в золотоносних пісках Верх-Исетского гірського округу в 1819 р. Незабаром і в інших місцях було знайдено "біле", "жаб'ячі" золото або "серебрецо". У 1823 р. В. В. Любарський показав, що всі ці знахідки не що інше, як самородна платина.
У 1824 р. на Уралі було видобуто 33 кг самородної платини, а в 1825 р. вже 181 кг. Незадовго перед цим (у 1823 р.) був звільнений у відставку міністр фінансів Д.А. Гур'єв, призвів Росію на межу грошової катастрофи. Його наступник Є. Ф. Канкрін, щоб врятувати становище, намітив у числі інших заходів карбування платинової монети. У 1826 р. гірські інженери П. Г. Соболевський і В.В. Любарський розробили технологію отримання куванням платини.
Спосіб цей полягав у наступному: губчасту платину, отриману прокаливанием "нашатирним платини", тобто гексахлорплатіната амонію, набиту в циліндричні залізні форми, сильно здавлювали гвинтовим пресом і отримані циліндри витримували при температурі сказу близько 36 год, після чого з них виковували смуги або прутки. До кінця 1826 р. цим способом було отримано 1590 кг куванням платини. Раніше за способом паризького ювеліра Жаннетта платину сплавляли з миш'яком. Сильним прокаливанием на повітрі миш'як випалювали з отриманих зливків, після чого їх піддавали гарячої куванні. Цей спосіб був вкрай небезпечний для здоров'я і пов'язаний з великими втратами платини. За кордоном його замінив спосіб У. Уолластона, який зберігався в таємниці і був опублікований тільки в 1829 р. В основних рисах він схожий зі способом П. Г. Соболевського. Отримання виробів за допомогою пресування і наступного спікання порошків металів, карбідів і інших сполук широко застосовується під назвою металокераміки або порошкової металургії.
У 1828 р. був початий випуск платинової монети гідністю в 3,6 і 12 руб. Але в 1845 р. царський уряд вирішив припинити її карбування, а в 1862 р. продало за безцінь іноземній фірмі залишки від афінажу платини, що накопичилися на Монетному дворі.
В кінці XIX ст. попит на платину сильно зріс, зокрема, внаслідок її застосування як каталізатора у виробництві сірчаної кислоти. Однак власники уральських платинових копалень, які постачали тоді близько 95% світового видобутку платини, замість того щоб налагодити афінаж платини і виробництво платинових виробів і препаратів, вважали за краще продавати сиру платину за кордон. Так, Росія, будучи монополістом, з видобутку самородної платини, виявилася вимушеною купувати за кордоном платинову посуд, дріт та ін Тільки в 1914 р. був заборонений вивіз сирої платини, а в 1915-1918 рр.. побудований платино-афінажних завод в Єкатеринбурзі.
Незабаром (у 1918 р.) була введена державна монополія на видобуток, очищення і купівлю-продаж дорогоцінних металів. Тоді ж з ініціативи проф. Л. А. Чугаєва був заснований при Академії наук Інститут по вивченню платини та інших благородних металів (у 1934 р. увійшов до складу Інституту загальної та неорганічної хімії АН СРСР). Його директорами були Л. А. Чугаєв і Н. С. Курнаков.
У роки першої світової та громадянської воєн видобуток золота і платини сильно впала. Але вже в 1921 р. Раднарком РРФСР видав постанову "Про золотий і платинової промисловості". У ньому вказувалося, що родовища золота і платини складають власність держави, зазначалося особливо важливе значення їх розробки і передбачався ряд заходів, спрямованих на відновлення та розвиток видобутку цих металів. Так була відновлена ​​робота золотих і платинових копалень, але із застосуванням механізації в небачених раніше масштабах. За роки Радянської влади були відкриті і введені в експлуатацію родовища золота в Сибіру, ​​Казахстані, Примор'ї і інших районах СРСР. Була налагоджена комплексна переробка мідно-нікелевих сульфідних руд Заполяр'я з вилученням з них дорогоцінних металів.
У капіталістичних країнах (за оцінкою на 1970 р.) загальний видобуток золота становила 1293,8 т, у тому числі 999,7 т припадає на Південно-Африканську Республіку, 74,2 т - на Канаду, 52,9 т - на США, 21,5 т - на Австралію, решта - на Японію, Мексику та Індію.
Головні закордонні постачальники платини та її супутників - ПАР, Канада, Колумбія, США. Відносна вартість платинових металів на ринках Заходу (за даними кінця 1960 р. становила, якщо взяти вартість золота за одиницю:
Ru
Rh
Pd
Os
Ir
Pt
1,8
6,2
1,0
7,5
5,3
4,3
ВЛАСТИВОСТІ І МЕТОДИ ОДЕРЖАННЯ ШЛЯХЕТНИХ МЕТАЛІВ
Срібло володіє значною хімічною стійкістю. На відміну від міді воно зберігає металевий блиск при дії повітря, вологи і вуглекислого газу. Але, подібно міді, срібло вже при кімнатній температурі покривається темним нальотом сульфіду Ag 2 S. Подібно міді, срібло легко розчиняється у холодній розведеної азотної кислоти з утворенням нітрату:
3Ag + 4HNO 3 = 3AgNO 3 + NO + 2Н 2 O
і в гарячій концентрованої сірчаної кислоти з утворенням сульфату:
2Ag + 2H 2 SO 4 = Ag 2 SO 4 + SO 2 + 2Н 2 O
Нітрат срібла - безбарвні кристали, добре розчинні у воді. З його водного розчину їдкі луги осаджують бурий оксид срібла Ag 2 O, вже при 300 ° С розпадається на кисень і срібло. Галогеніди срібла AgCI, AgBr, AgI у воді нерозчинні, але AgF добре розчинний. Ці сполуки утворюють з аміаком, ціанідами лужних металів і тіосульфатом натрію добре розчинні комплексні солі.
Усі солі срібла легко відновлюються до металу. Нітрат срібла і його розчини, потрапивши на шкіру, залишають на ній чорні плями мелкораздробленного срібла; звідси старовинна назва AgNO 3 - ляпіс (від лат. Lapis internalis - пекельний камінь).
Для срібла найбільш характерна ступінь окислення + l. Відомі лише деякі сполуки срібла зі ступенем окислення +2, наприклад фторид AgF 2, нітрат Ag (NO 3) 2. Вода розкладає їх з виділенням солей Ag +1 і кисню.
У порівнянні з сріблом золото значно стійкіше проти хімічних впливів. З неметалами, крім галогенів, воно не реагує навіть при нагріванні. Кислоти - соляна, азотна, сірчана - на золото не діють. Воно розчиняється тільки в суміші соляної та азотної кислот (яку алхіміки назвали "царською горілкою" за її здатністю розчиняти золото, яке вважалося "царем металів"). У цій суміші утворюється хлор і нітрозілхлорід NOCl:
ЗНС1 + HNO 3 = Сl 2 + NOCl + 2Н 2 0
Хлор із золотом дає хлорид золота (III) АuС1з. Він з соляною кислотою утворює комплексну золото (Ш) соляної кислоти H [AuCl 4], яка виділяється при випаровуванні її розчину у вигляді жовтих кристалів складу H [AuCl 4] * 2H 2 O. Її сіль - тетрахлораурат натрію (оранжево-жовті кристали) - добре розчинна у воді.
Золото розчиняється також в розчинах ціанідів натрію або калію при доступі повітря:
4Аu + 8NaCN + 2Н 2 O + Оз == 4Na [Au (CN) 2] + 4NaOH
Ця реакція, відкрита в 1843 р. П. Р. Багратіоном (племінником знаменитого полководця П.І. Багратіона), широко застосовується для вилучення золота з руд.
Золото дуже легко осідає з розчинів його сполук неорганічними відновниками, наприклад сульфатом заліза (II):
2АuС1з ​​+ 6FeSO 4 = 2Fe 2 (SO 4) 3 + 2FeCl 3 + 2Аu
або хлоридом олова (II):
2АuС1з ​​+ 3SnCl 2 = 3SnCl 4 + 2Аu
Якщо останню реакцію проводити в розведених розчинах, виходить пурпуровий колоїдний розчин золота в гексагідроксооловянной кислоті H 2 [Sn (OH) 6], званий "кассіевим пурпуром" (по імені німецького лікаря А. Касія, який відкрив це явище приблизно в середині XVII ст.) .
Багато органічні речовини відновлюють золото з його сполук.
Найголовніші властивості платинових металів наведено в таблиці (див. вище). У VIII групі періодичної системи елементів Д.І. Менделєєва ці елементи утворюють дві тріади ("трійки"), а саме: 1) легкі платинові метали - рутеній, радій, паладій, що мають щільність близько 12 г / см 3; 2) важкі платинові метали - осмій, іридій, платина, що мають щільність близько 22 г / см 3. Всі платинові метали в чистому вигляді мають сріблясто-білий колір. Всі вони, крім осмію, не окислюються на повітрі і дуже стійки проти дії багатьох хімічних реагентів. У з'єднаннях платинові метали виявляють різні ступені окислення і сильно виражену схильність до утворення комплексних сполук.
Необхідно, однак, відзначити, що платинові метали у вигляді так званої "черні" (дрібного чорного порошку, одержуваного відновленням розчинів сполук платинових металів) значно хімічно більш активні, ніж ті ж метали у вигляді злитків. Подібним чином рутеній, радій, осмій і іридій, будучи сплавлені з платиною, цинком, міддю і іншими металами, переходять в розчин при дії "царської горілки", хоча вона не діє на ці метали, взяті окремо.
Хімічні властивості платинових металів мають багато спільного. Найзручніше простежити це, якщо розглядати діади, утворені стоять одним під іншим легким і важким платиновими металами.
Таких Діад три: 1) рутеній, осмій, 2) радій, іридій, 3) паладій, платина.
Рутеній і осмій крихкі і дуже тверді. При дії кисню і сильних окислювачів вони утворюють оксиди RuO 4 і OsO 4. Це легкоплавкі жовті кристали. Пари обох сполук мають різкий, неприємний запах і дуже отруйні. Обидва з'єднання легко віддають кисень, відновлюючись до RuO 2 і OsO 2 або до металів. З лугами RuO 4 дає солі (рутенати):
2Ru0 4 + 4Конев = 2K 2 RuO 4 + 2Н 2 O + О 2
OsO 4 дає з гідроксидом калію комплексне з'єднання K 2 [OsO 4 (OH) 2].
Родій і іридій менш тверді та крихкі, ніж рутеній і осмій. У вигляді сплавів радій і іридій дуже повільно розчиняються в "царській горілці" з утворенням комплексних кислот. Компактні ж родій і іридій нерозчинні навіть в "царській горілці" при нагріванні. При прожарюванні в атмосфері кисню обидва метали утворюють оксиди Rh 2 0 3 і IrO 2, що розкладаються при високих температурах.
Платина і паладій - дуже пластичні, порівняно м'які метали. Паладій, подібно сріблу, але на відміну від інших платинових металів, розчиняється при нагріванні в азотної і концентрованої сірчаної кислотах з утворенням нітрату та сульфату паладію (II):
3Pd + 8HNO 3 = 3Pd (NO 3) 2 + 4H 2 O +2 NO
Pd + 2H 2 SO 4 = PdSO 4 + SO 2 + 2Н 2 0
На платину ці кислоти не діють. "Царська горілка" при слабкому нагріванні розчиняє і паладій, і платину з утворенням комплексних сполук - тетрахлорпалладіевой кислоти і гексахлорплатіновой кислоти.
Гексахлорплатіновая кислота - червоно-коричневі кристали складу H 2 [PtCl 6] * 6H 2 O. З її солей велике значення для отримання платини має гексахлорплатінат амонію-світло-жовті кристали, малорозчинні у воді. При прожарюванні вони розкладаються:
(NH 4) 2 [PtCl 6] = Pt + 2NH 4 Cl + С1 2
Платина залишається в мелкораздробленном вигляді ("платинова губка"). Всі платинові метали поглинають водень, особливо платина і паладій. Останній може поглинути до 900-1000 обсягів водню, при цьому метал збільшується в об'ємі і покривається тріщинами.
Металургія благородних металів істотно відрізняється від способів виплавки з руд таких металів, як залізо, мідь, цинк, свинець, алюміній і магній. Пояснюється це тим, що зміст благородних металів у їх рудах, як правило, дуже невелика. Крім того, значні кількості благородних металів одержують при очищенні (рафінуванні) "чорнових" металів - свинцю, міді, нікелю. Зокрема, понад 80% видобутку срібла отримують в якості одного з продуктів рафінування свинцю, виплавленого з сульфідних свинцевих і свинцево-цинкових руд. Такий свинець, так званий веркблей, завжди містить домішки срібла. Щоб його виділити, розплавлений і нагрітий до червоного веркблей перемішують з цинком, який утворює з сріблом интерметаллические сполуки, що мають меншу щільність, ніж розплавлений свинець, і більш високу температуру затвердіння. Тому при охолодженні веркблея на його поверхню спливає "срібляста піна" - затверділий сплав цинку, срібла і свинцю. Цю піну, збирають і потім сильно нагрівають у ретортах із суміші вогнетривкої глини з графітом. Після видалення цинку у вигляді пари в реторті залишається сплав срібла і свинцю. Його піддають купелірованію, що складається в тому, що на поверхню сріблястого свинцю, поміщеного в піч з подом з пористого матеріалу, направляють струмінь повітря. Свинець при цьому окислюється в оксид свинцю PbO "свинцевий глет", котре плавиться, частково всмоктується матеріалом пода, частково стікає в приймач. Разом зі свинцем окислюються і інші метали, їх оксиди видаляються з "глетом". Отримане сире срібло очищають, найкраще електролізом. Анодами служать пластини, відлиті з сирого срібла, катодами - тонкі листи з чистого срібла, електролітом - розчин нітрату срібла. При пропущенні струму аноди розчиняються, утворюючи катіони Ag +. Вони розряджаються на катодах, де чисте срібло осаджується; домішки ж (наприклад, золото) накопичуються на дні ванни у вигляді ілообразного осаду, званого шламом (від нім. Schlamm - мул).
Електроліз можна також відокремити срібло від свинцю. У цьому випадку аноди відливаються зі сріблястого свинцю,. Катоди роблять з чистого листового свинцю; електролітом служить гексафторокремніевая кислота H 2 [SiF 6]. Чистий свинець осідає на катодах, а срібло (разом із золотом та платиновими металами) випадає на дно у вигляді шламу.
Одним з важливих джерел для отримання срібла (і золота) є шлам, який утворюється при електролітичному рафінуванні міді. При цьому процесі анодами служать литі пластини з міді вогневого рафінування, катодами - тонкі листи з електролітичної міді, електролітом - розчин сульфату міді (II) з добавкою сірчаної кислоти. Осідає на дні ванни шлам висушують і сплавляють під шаром суміші соди з селітрою. Отриманий сплав "метал Дарі" містить 93-97% срібла, 2,0-2,5% золота, решта - мідь і домішки. Його очищають електролізом. Золото (іноді платина і паладій) випадає у вигляді шламу.
Руди золота містять зазвичай дуже небагато цього металу (від 3 до 16 г на 1 т). Тому подрібнену руду спершу піддають збагаченню. З отриманого концентрату витягують золото дуже слабким розчином ціаніду натрію (іноді кальцію) при одночасному продуванні повітрям. Золото (і срібло) переходить в розчин у вигляді комплексних ціанідів Na [Au (CN) 2] і Na [Ag (CN) 2]. З цього розчину золото (і срібло) облягають цинком, продукт реакції обробляють розбавленої соляної чи сірчаної кислотою для видалення цинку, залишок висушують і сплавляють. Остаточну очищення золота виробляють електролізом в солянокислим розчині хлориду золота (III), підігрітому до 60-70 ° С. У цих умовах золото осаджується на катодах з чистого листового золота, срібло випадає у вигляді шламу. Платина переходить в електроліт; її видаляють як гексахлорплатіната амонію, додаючи до електроліту хлорид амонію.
Поділ платинових металів і отримання їх в чистому вигляді (афінаж) - дуже складне завдання, що вимагає великої затрати праці, часу, дорогих реактивів, а також високої майстерності. Самородну платину, платиновий "лом" і інший матеріал насамперед обробляють "царською горілкою" при слабкому нагріванні.
При цьому повністю переходять у розчин платина і паладій у вигляді Н 2 [PtСl 6] і H 2 [PdCI 6], мідь, залізо і нікель - у вигляді хлоридів CuCl 2, FeCl 3, NiCl 2. Частково розчиняються родій і іридій у вигляді H 3 [RhCl 6] і H 2 [IrCI 6]. Нерозчинний в "царcкой горілці" залишок складається із з'єднання осмію з іридію, а також супутніх мінералів (кварцу SiO 2, хромистого залізняку FeCr 2 O 4, магнітного залізняку Fе 3 О 4 і ін.)
Відфільтрувавши розчин, з нього беруть в облогу платину хлоридом амонію. Однак, щоб осад гексахлорплатіната амонію не містив іридію, який утворює також важкорозчинний гексахлорірідіт (IV) амонію (NH 4) 2 [IrCl 6], необхідно відновити Ir (IV) до Ir (III). Це виробляють додатком, наприклад, тростинного цукру C 12 H 22 O 14 (Спосіб І. І. Черняєва). Гексахлорірідіт (III) амонію розчинний у воді і хлоридом амонію не осідає.
Осад гексахлорплатіната амонію фільтрують, промивають, висушують і прожарюють. Отриману платинову губку спресовують, а потім сплавляють у киснево-водневому полум'я або в електричній високочастотної печі.
З фільтра від гексахлорплатіната амонію витягають паладій, родій та іридій; зі сплаву іридію виділяють іридій, осмій і рутеній. Необхідні для цього хімічні операції дуже складні.
В даний час головним джерелом отримання платинових металів служать сульфідні мідно-нікелеві руди. У результаті їх складною переробки виплавляють так звані "чорнові" метали - забруднені нікель і мідь. При їх електролітичному рафінуванні благородні метали накопичуються у вигляді анодного шламу, який направляють на афінаж.
ВИКОРИСТАННЯ ШЛЯХЕТНИХ МЕТАЛІВ
Срібло і золото - дуже пластичні, тягучі і порівняно м'які метали. З срібла можна витягнути дріт довжиною 100 м, маса якої всього 0,045 г; маса золотого дроту тієї ж довжини - 0,04 м. Срібло та золото можна прокувати в найтонші листки (до 0,4 мкм), що просвічують синювато-зеленим або зеленим кольором . Для додання твердості срібло і золото сплавляють з міддю. З цього сплаву виготовляють ювелірні та інші вироби. Зміст благородного металу в 1 кг його сплаву, виражене в грамах, називається його пробою.
У нашій країні встановлено проби: 375, 500, 583, 750, 958 для золота і 800, 785, 916 для срібла. В Англії, США, Швейцарії і деяких інших країнах проба виражається в умовних одиницях - каратах. Проба чистого металу прийнята за 24 карата (проба 1000). Золото 18 каратів - те ж саме, що золото 750-ої проби, і т.д. Золота монета в Росії і в багатьох інших країнах карбувалася із золота 900-ї проби, срібна з срібла 900-ї та 500-ї проби. В даний час карбування монети з сплавів благородних металів не проводиться. Однак благородні метали, їх сплави і хімічні сполуки отримують все зростаюче застосування в техніці. Тут можна тільки згадати найголовніші з них.
Протягом декількох сторіч при виготовленні дзеркал поверхню скла покривали амальгамою олова - сплавом ртуті з оловом. Ця робота внаслідок отруйності ртутних випарів була вкрай шкідливою для здоров'я. У 1856 р. знаменитий німецький хімік Ю. Лібіх знайшов спосіб покриття скла найтоншим шаром срібла. Сутність способу полягає у відновленні срібла з аміачного розчину його солей глюкозою. На поверхні скла осідає тонкий міцний наліт срібла, замінює амальгаму. Цей швидкий, нешкідливий і недорогий спосіб остаточно витіснив колишній тільки на початку XX ст.
Срібло є найкращим провідником електрики. Його питомий опір при 20 ° одно 0,016 Ом * мм / м (воно дорівнює 0,017 для міді, 0,024 для золота і 0,028 для алюмінію). Цікаво, що під час другої світової війни Державне казначейство США видало "Манхеттенському проекті" 14 т срібла для використання як провідника в процесі створення атомної бомби. У результаті хорошою електричної провідності і стійкості проти дії кисню при високих температурах срібло застосовується як важливий в електротехніці матеріал.
Завдяки стійкості срібла проти їдких лугів, оцтової кислоти та інших речовин з нього виготовляють апаратуру для хімічних заводів, а також лабораторний посуд. Воно служить каталізатором у деяких виробництвах (наприклад, окислення спиртів у альдегіди). Сплави на основі срібла застосовують також для виготовлення ювелірних виробів, зубних протезів, підшипників тощо Солі срібла використовують у медицині та фотографії. Не так давно йодид срібла AgI у вигляді аерозолю отримав застосування для штучного викликання дощу. Найдрібніші кристали йодиду срібла, введені в хмару, служать центрами, на яких відбувається конденсація водяної пари і злиття дрібних крапельок води у великі дощові краплі.
Золото застосовують у вигляді сплавів, звичайно з міддю, в ювелірному і зубопротезном справі. Сплави золота з платиною, дуже стійкі проти хімічних впливів, використовують для виготовлення хімічної апаратури. Сполуки золота застосовують також у медицині та у фотографії.
Практичні застосування платинових металів великі й різноманітні. Вони використовуються в промисловості, приладобудуванні, зубоврачеваніі і ювелірній справі.
Стійкість проти дії кисню навіть при високих температурах, кислото-і жаротривкого роблять платину, родій, іридій цінними матеріалами для лабораторної та заводської хімічної апаратури. Тиглі з радію, іридію застосовують для робіт з фтором та його сполуками або для робіт при дуже високій температурі. Загальна маса платинових човників на одному із заводів, що виготовляють скляне волокно, становить кілька сотень кілограмів. З сплаву 90% Pt + 10% Ir виготовлені міжнародні еталони метра і кілограма. У частинах приладів, де потрібна велика твердість і стій - кістка проти зносу, використовують природний осмістий іридій. Дуже світлий і не темніють з часом сплав 80% Pd + 20% Ag застосовують для виготовлення шкал астрономічних та навігаційних приладів.
За здатністю відбивати світло родій лише трохи поступається сріблу. Він не тьмяніє з часом, тому дзеркальні поверхні астрономічних приладів воліють покривати родієм. Для вимірювання температур до 1600 ° С служать термопари з тонких дротів - з платини і зі сплаву 90% Pt +10% Rh. Більш високі температури (до 2000 ° С) можна вимірювати термопарою з іридію і сплаву 60% Rh + 40% Ir.
Платинові метали, а також їхні сплави каталізують багато хімічних реакцій, наприклад окислення SO 2 в SO 3. Проте в даний час ці каталізатори замінюють іншими речовинами, більш дешевими.
Один з найсильніших отрут не має запаху, - оксид вуглецю (II) СО - легко виявити, якщо внести в газову суміш смужку фільтрувального паперу, змочену розчином хлориду паладію:
PdCl 2 + CO + H 2 O = CO 2 + 2HCl + Pd
Внаслідок виділення мелкораздробленного паладію папір чорніє.
Сплави платини і паладію, які не темніють з часом і не мають присмаку, застосовують в стоматології. На наукові та промислові цілі йде близько 90% всіх платинових металів, решта - на ювелірне виробництво.
Орден "Перемога" і орден Суворова 1-го ступеня виготовляють з платини.
ЛІТЕРАТУРА
1. Погодін О. Благородні метали. М.: Знання, 1979
2. Венецкий С.І. У світі металів. М.: Металургія, 1988
3. Лебедєв Ю.А. Про рідкісних і розсіяних: Розповіді про метали.
4. М.: Металургія, 1986
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Хімія | Реферат
62.9кб. | скачати


Схожі роботи:
вчення про чотири благородні істини в Буддизмі
Метали
Метали 4
Метали 3
Метали 2
Метали і їх сплави
Метали та їх сплави 2
Метали та їх властивості
Лужноземельні метали
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru