Физические и химические свойства благородных металлов

Применение благородных металлов

Производство серебра

Производство серебра осуществляется из полиметаллических руд и в меньшей степени из чисто серебряных руд.

Крупнейшие производители:

Мексика - 1500 т; США - 1300 т; Канада - 1100 т; Перу -1000 т; Боливия - 190 т; Гондурас - 120 т и т.д.

Bсего производится 800 ¸ 1000 т серебра.

В России серебро получают при комплексной переработке медных и свинцово-цинковых руд. Платиновых металлов производят около 200 т.

Первые упоминания о Pt относятся к 1757г.

B 1802г. из Pt выделили Pd и Rh (при очистке Pt). В 1804г. при очистке Pt выделили Yr и Os, а в 1844г. открыли Ru.

Крупнейшим производителями ПМ является Россия (Норильск, более 100 т/год.), ЮАР, Канада, США.

Состояние рынка благородных металлов: для них характерен постоянный рост цен. Одна тройская унция = 31,1039807г.

- Au 450-480 $ за унцию;

- Pt 460-480 $ за унцию;

- Pd 190-200 $ за унцию;

- Yr 440 $ за унцию;

- Rh 420 $ за унцию;

- Ru 45 $ за унцию;

- Os 155 $ за унцию.

Золото:

1. Государственный резерв частные накопления;

2. Страховой и резервный фонд для получения валюты в любом банке;

3. Космическая, оборонная, электронная отрасли промышленности;

4. В качестве катализатора;

5. В ювелирной технике;

6. В медицине (противораковые препараты из солей золота).

Серебро:

1. Кино- и фототехника (высокая светочувствительность);

2. Припои, электрические сопротивления в различных приборах (высокая электропроводность);

3. Для изготовления аккумуляторов;

4. Как катализатор;

5. Медицина (бактерицидные свойства).

Платиновые металлы:

1. Для изготовления фильтров при очистке выхлопных газов;

2. Очистные сооружениях;

3. Нефтехимическая, химическая промышленность;

4. Стекольная, вискозная промышленность;

5. Электротехника;

6. Космическая техника, покрытия.

Положение металлов в периодической системе Д.И. Менделеева.

Атомные характеристики.

Au,Ag – в 1 группе.

ПМ – в 8 группе.

Атомные характеристики их приведены в таблице 1

Таблица 1

Параметры	Ru	Rh	Pd	Ag	Os	Yr	Pt	Au
Атомный номер
Атомная масса	101,1	102,9	106,4	107,9	190,2	192,2	195,1
Атомный радиус, нМ	0,134	0,134	0,137	0,144	0,135	0,163	0,138	0,144
Электронная Конфигурация	4d⁷5S¹	4d⁸5S¹	4d¹⁰5S⁰	4d¹⁰5S¹	5d⁶6S²	5d⁷6S²	5d⁹6S¹	5d¹⁰6S¹
Потенциал ионизации, эВ	7,36	7,46
Радиус иона, нМ	0,062	0,065	0,064	0,113	0,065	0,065	0,064	0,137
Характерные степени окисления	3,4,6,8,		2,4	100,799	4,6,8	3,4	2,4	1,3
Нормальный электродный потенциал [Ме^Z⁺(Н₂О)_n]/Ме	0,45 (III)	0,8	0,987	0,799	0,85 (IV)	1,15 (IV)	1,2 (IV)	1,5 (III) 1,88 (I)

Условно все эти металлы разделяют на легкие и тяжелые. Близость атомных радиусов обуславливает легкую их сплавляемость друг с другом. Поэтому в рудах они присутствуют чаще всего в виде твердых растворов:

Os-Yr; Au-Pd; Pt-Os-Yr; Pd-Pt.

Наличие электронов на d-орбиталях позволяет относить благородные металлы к категории переходных, т.е. способных образовывать соединения в различных степенях окисления. Малые ионные радиусы и наличие незаполненных d- орбиталей обуславливает высокие комплексообразующие свойства благородных металлов, поэтому в растворах (водных средах) благородные металлы, за исключением серебра, всегда находятся в виде комплексных соединений: H[AuCl₄]; H₂[PtCl₆].

Высокие значения потенциалов ионизации и электродных потенциалов свидетельствуют о ‘‘ благородстве ’’.

Высокая плотность БМ и присутствие их в рудах в самородном состоянии позволяет извлекать эти металлы гравитационными методами. Наиболее легкоплавкими металлами являются Au и Ag, тугоплавким металлом – Os.

На производстве Pd, Ag, Pt, Au, выпускают в виде слитков. Все остальные металлы выпускают в виде порошка. Металлы имеют высокие температуры кипения, однако при пирометаллургической переработке наблюдается унос Os, Ag в газовую фазу в виде летучих оксидов: OsO₄ , RuO₄, AgCl . Ag, Au являются очень пластичными металлами (из 0,5 г Au или 50 г Ag можно вытянуть 150 м проволоки толщиной 0,0001мм).

Pt и Pd поддаются механической обработке при необходимом подогреве. Ru, Rh, Os, Yr - твердые хрупкие металлы, находят применение только в виде сплавов.

ПМ, находящиеся, в виде черни (тонкодисперсный порошок) обладают высокой способностью адсорбировать газы:

1u Pd - 900 u H₂

1u Pt - 100 u O₂

Это используется при применении ПМ в качестве катализаторов.

Физические свойства металлов приведены в таблице 2

таблица 2