Общие сведения о благородных металлах


Физические и химические свойства благородных металлов



Download 2,25 Mb.
bet3/35
Sana23.02.2022
Hajmi2,25 Mb.
#152965
TuriУчебное пособие
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   35
Bog'liq
Лекции по благам 2011 — копия

Физические и химические свойства благородных металлов

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

44

45

46

47

76

77

78

79

Атомная масса

101,1

102,9

106,4

107,9

190,2

192,2

195,1

197

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

8033

7057

807

9

9

9022

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,

3

2,4

100,799

4,6,8

3,4

2,4

1,3

Нормальный электродный потенциал [МеZ+2О)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:
1 Pd - 900  H2
1 Pt - 100  O2
Это используется при применении ПМ в качестве катализаторов.

Физические свойства металлов приведены в таблице 2


таблица 2


Параметр

Ru


Rh

Pd

Ag

Os

Yr

Pt

Au

Плотность, г/см3

12,45

12,41

12,02

10,49

22,61

22,65

20,45

19,32

Температура плавления, 0С

2334

1964

1554

960,5

3047

2434

1772

1064

Температура кипения,0С

4030

3630

2880

2127

5030

4580

3830

2877

Твердость
(НВ) по Бринеллю

2000-3000

1000-1300

380-480

245-250

3000-4000

1700-2200

330-420

220-250

Цвет

Матово-
серый

Серовато-белый

Серебристо-белый

белый

Синевато-серый

Серебряно-белый

Серебристо-белый блестящий

Желтый в компактном состоянии

Способность улавливать газы

Н2

Н2

Н2↑↑↑







Н2

Н2↑ О2↑↑↑




Пластичность







↑↑

↑↑↑







↑↑

↑↑↑



Химические свойства

Благородные металлы (БМ) относятся к категории благородных. БM не взаимодействуют с O2, как на холоду, так и при повышенной температуре, не взаимодействуют с S2, поэтому в природе находятся не в виде сульфидов, оксидов, а в самородном виде.


С Cl взаимодействуют только при высоких температурах.
С Br взаимодействуют на холоду, с I – при нагревании.
В растворах щелочей, органических и неорганических кислот все металлы
(за исключением Ag и Pd) не растворяются. Но они растворяются во многих типах растворителей, например:

1. Царская водка (HNO3 + HCl);


2. CN-;
3. Жидко - фазное хлорирование [Cl2 + HCl (NaCl)];
4. Тиомочевина.
a) неправильный вариант:
Au + Cl2 + HCl AuCl3 +…
0Au/Au 3+ = +1.5 B;
0Cl2/Cl- = +1.36 B.
G0 < 0 ; G0= - nFE.
E= 0ок - 0восст > 0;
1.36 - 1.5 < 0.
б) правильный вариант:
Au + 3/2Cl2 + HCl H[AuCl4]
G0= - nFE; E0 > 0 .
E

0 = 0Cl/Cl- - 0 Au/AuCl4- = 1.36 - ...


H [AuCl4] H+ + [AuCl4]-;
[
AuCl
4]- Au3+ + 4Cl-.


E0 > 0; G0 < 0.


Благородные металлы могут быть переведены в раствор различными системами. Необходимыми условиями являются:
1. Hаличие в системе окислителя с высоким электродным потенциалом;
2. Наличие иона – комплексообразователя, который способен образовывать
с металлами прочные комплексные соединения, что приводит к снижению потенциала металла в растворе его соли.
Например:
H NO3+HCl = Cl2+NO*Cl+H2O.
NO + Cl
NO2 O2


A
окислитель

комплексообразователь
u +
HNO3 + HCl H[AuCl4] + NO2 + H2O;


A u + NaCN + O2 Na[Au+(CN)2] + NaOH;
A u + Thio + Fe2(SO4)3 + H2SO4 = [Au+(Thio)2]2SO4 + FeSO4 +…
CNS- ; S2O3; Br2+Br -; I2 + I-.


Поведение благородных металлов в различных средах

Основными средами, имеющими значение в аналитической практике являются: хлоридные, сульфатные, аммиачные, нитратные, нитритные.
Серная кислота
В серной кислоте растворяется только серебро.


2 Ag + 2H2SO4 Ag2SO4 + SO2 + 2H2O;


2 Ag + H2SO4 + 1/2O2 Ag2SO4 + H2O;
P d + H2SO4 PdSO4 + H2O + SO3.

Ag2SO4 обладает органической растворимостью в воде:
- 13,6 г/л (900С);
- 8 г/л (200С).
При повышенной температуре или электрохимическом анодном окислении H2SO4 переходит в надсерную кислоту H2S2O8 :

2H2S6+O4 H2 S27+O8 + H2

О
бразующийся персульфат – ион обладает высоким окислительным потенциалом:


Образующиеся сульфаты имеют сложный характер. Они являются многоядерными, акватированными комплексными соединениями:
[ Ptk (H2O)n (OH)m (SO4)x ]y
Использование свойств сульфатных соединений положены в основу технологии аффинажа серебра и переработки платиносодержащих шламов Норильского ГМК.
Азотно-кислые среды



Ag + 2HNO3 = AgNO3 + NO + H2O
(NO2)
3Pd + 8HNO3 = 3Pd(NO3)2 + 2NO + 4H2O
(NO2)
Os + HNO3 = OsO4 + NO2 + H2O
тетраоксид Os
AgNO3 - хорошо растворимая соль служит основой для получения других солей.
Растворимость AgNO3:
200C - 2225 г/л;
800С - 6040 г/л.
tпл=208,50С;
t разл=3500С.
A gNO3+NaCl AgCl + NaNO3
Растворимость AgCl:
200С - 1,54 мг/л;
1000С - 21,7 мг/л.
ПР=5*10-3;
tпл=208,50С;
tкип=15500С.
П ри 10000С AgCl.

Download 2,25 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   35




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©hozir.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling

kiriting | ro'yxatdan o'tish
    Bosh sahifa
юртда тантана
Боғда битган
Бугун юртда
Эшитганлар жилманглар
Эшитмадим деманглар
битган бодомлар
Yangiariq tumani
qitish marakazi
Raqamli texnologiyalar
ilishida muhokamadan
tasdiqqa tavsiya
tavsiya etilgan
iqtisodiyot kafedrasi
steiermarkischen landesregierung
asarlaringizni yuboring
o'zingizning asarlaringizni
Iltimos faqat
faqat o'zingizning
steierm rkischen
landesregierung fachabteilung
rkischen landesregierung
hamshira loyihasi
loyihasi mavsum
faolyatining oqibatlari
asosiy adabiyotlar
fakulteti ahborot
ahborot havfsizligi
havfsizligi kafedrasi
fanidan bo’yicha
fakulteti iqtisodiyot
boshqaruv fakulteti
chiqarishda boshqaruv
ishlab chiqarishda
iqtisodiyot fakultet
multiservis tarmoqlari
fanidan asosiy
Uzbek fanidan
mavzulari potok
asosidagi multiservis
'aliyyil a'ziym
billahil 'aliyyil
illaa billahil
quvvata illaa
falah' deganida
Kompyuter savodxonligi
bo’yicha mustaqil
'alal falah'
Hayya 'alal
'alas soloh
Hayya 'alas
mavsum boyicha


yuklab olish