Платиновые металлы 8 9 10 группы 5 6

Платиновые металлы 8, 9, 10 группы 5, 6 период

Название Ru Rh Pd Ruthenia (лат. ) - Россия От греч. «ρóδoν» - роза астероид Паллада Os Ir Pt от греч. «δoμη» - запах от лат. iris - радуга Platina (исп. ) – «серебришко»

Некоторые характеристики Ru Rh Pd Os Ir Pt Электрон. конфиг. 4 d 75 s 1 4 d 85 s 1 4 d 105 s 0 5 d 66 s 2 5 d 76 s 2 5 d 96 s 1 Решетка ГПУ ГЦК ГЦК ρ, г/см 3 12. 4 12. 0 22. 6 Легкие 12. 4 Тяжелые 22. 4 21. 5

Степени окисления Ru 0, +2, +3, +4, +5, +6, +7, +8 Rh 0, +1, +2, +3, +4, +6 Pd 0, +2, +3, +4 Os 0, +2, +3, +4, +5, +6, +8 Ir 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6 Pt 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6

Распространенность в земной коре, в % Ru Rh Pd Os Ir Pt 5 · 10 -6 1 · 10 -6 8 · 10 -6 5 · 10 -6 1· 10 -6 5 · 10 -6

Основные минералы • • Поликсен (Pt, Fe): Pt 80 — 88% Ферроплатина: Pt 84 — 81% Палладистая платина: Pd 7 — 40% Невьянскит: Ir 47 — 77 % Os 49 — 21% • Родиевый невьянскит: Ir 70 %, Os 17 %, Rh 11% • Высоцкит (Pd, Ni, Pt)5 S (Pd 60 %, Ni 14%, Pt 5 %) Аллювиальные месторождения

Динамика цен на платиновые металлы

Скачок цен на Rh

Получение аффинаж • Смесь + «царская водка» = H 2[ЭСl 6], Os, Ir не растворяются • 3 Pt + 4 HNO 3 + 18 HCl = 3 H 2[Pt. Cl 6] + 4 NO + 8 H 2 O • H 2[Pt. Cl 6] + 2 NH 3 = (NH 4)2[Pt. Cl 6] • (NH 4)2[Pt. Cl 6] = Pt + 2 NH 3 + 2 HCl + 2 Cl 2 °T • Из «осмиридия» и раствора, оставщегося после отделения (NH 4)2[Pt. Cl 6] другие платиновые Mē

Химические свойства простых веществ Э Ru Е (Э 2+/Э 0), +0. 45 В Rh Pd Os ИНЕРТНОСТЬ +0. 6 +0. 99 +0. 85 Ir Pt +1. 1 +1. 2 Взаимодействие с кислотами-окислителями: Pd + 2 H 2 SO 4 = Pd. SO 4 + SO 2 + 2 H 2 O 2 Pd + 6 HNO 3 = 2 Pd(NO 3)2 + 2 NO 2 + 3 H 2 O Pt Ru, Rh, Os и Ir в виде слитка не взаимодействуют Os + 8 HNO 3 = Os. O 4 + 8 NO 2 + 4 H 2 O

Химические свойства простых веществ Окисление, сопровождающееся комплексообразованием: 3 Pt(Pd) + 4 HNO 3 + 18 HCl = 3 H 2[Pt. Cl 6] + 4 NO + 8 H 2 O Rh + HNO 3 + 6 HCl = H 3[Rh. Cl 6] + NO + 2 H 2 O Os, Ir с «царской водкой» не взаимодействуют Pt + 6 HCl + O 2 = H 2[Pt. Cl 6] + 2 H 2 O Pt + KCN + H 2 O = K 2[Pt(CN)4] + 2 KOH + H 2

Окислительное сплавление Na. Cl. O 2, O 2+KOH, KCl. O 3, KNO 3, K 2 O 2, Cl 2 Pt + 2 KCl. O 3 + KOH = K 2 Pt. O 3 + KCl + H 2 O Pd Os + KCl. O 3 + KOH = K 2 Os. O 4 + KCl + H 2 O Rh + KCl. O 3 = Rh 2 O 3 + KCl Ir + Cl 2 + Na. Cl = Na 2 Ir. Cl 6 Э + Na. OH + [O]

Получение оксидов Rh 2 O 3 Rh. O 2 Ru. O 4 Os. O 2 Os. O 4 Rh + KNO 3 = Rh. O 2 + KNO 2 Ir + O 2 , Ir 2 O 3 + Ir Ir 2 O 3 Ru. O 2 Rh + O 2 Ir 2 S 3 + O 2 = Ir 2 O 3 + SO 2 Ru(Ru. S 2, Ru. Cl 2) + O 2 Ru+O 2 , Na 2 Ru. O 4 + Cl 2 Os + Os. O 4, Os. O 4 + H 2 Os + O 2 на воздухе Os + HNO 3 Pd + O 2 T= 600°C Pd. O 2 Pd(NO 3)2 = 2 Pd. O + 4 NO 2 + O 2 Pt. O Pt + O 2 T= 450°C Pt. O 2 Pt + O 2

Поведение оксидов при нагревании Ru. O 2 = Ru + O 2 T= >700°C Ru. O 2 = Ru + Ru. O 4 T= <700°C Os. O 2 = Os + O 2 при большей температуре 2 Os. O 2 = Os + Os. O 4 Rh 2 O 3 2 Rh 2 O 3 = 4 Rh + 3 O 2 T= >1200°C Ir. O 2 = Ir + O 2 T= >1100°C Ir 2 O 3 2 Ir 2 O 3 = 3 Ir. O 2 + Ir Pd. O 2 Pd. O = Pd + O 2 T= >875°C Pt. O 2 Pt. O = 2 Pt + O 2 Pt. O 2 = Pt + O 2 T= >200°C

Фториды платиновых металлов II IV V VI - Ru. F 3 Ru. F 4 [Ru. F 5]4 Ru. F 6 - - Os. F 4 [Os. F 5]4 Os. F 6 - Rh. F 3 Rh. F 4 [Rh. F 5]4 Rh. F 6 - Ir. F 3 - [Ir. F 5]4 Ir. F 6 Pd. F 2 - Pd. F 4 - - Pt. F 4 [Pt. F 5]4 Pt. F 6

Фториды платиновых металлов Сильные окислители Pt. F 6 самый сильный окислитель: O 2 + Pt. F 6 = O 2+[Pt. F]6 - диоксигенил-ион Xe + Pt. F 6 = Xe[Pt. F 6] 2 Rh. F 6 + 3 Cl 2 = 2 Rh. F 3 + 6 Cl. F Ir. F 6 + 2 NO = (NO+)2[Ir. F 6] 2 Ir. F 6 + 9 H 2 O = 2 Ir(OH)3 + 12 HF + 3 O 2

Ru, Os (+8) Слабые кислотные свойства: Os. O 4 + H 2 O = H 2[Os. O 4(OH)2] K 1= 10 -12 Os. O 4+ KOH = K 2[Os. O 4(OH)2] 4 Ru. O 4 + 4 Na. OH = 4 Na 2 Ru. O 4 + O 2 + H 2 O

Ru, Os (+8) запах хлора Os. O 4 , Ru. O 4 озона Os. O 4 + HCl(конц. ) = H 2[Os. Cl 6]+Cl 2+H 2 O Os. O 4 + HCl(разб. ) = Ru. O 4 + HCl(разб. ) = H 2[Ru. Cl 6]+Cl 2+H 2 O Ru. O 4 + C 2 H 5 OH = 2 CO 2 + Ru. O 2 + 3 H 2 O Os. O 4 + C 2 H 5 OH = CH 3 COH + Os. O 2 + H 2 O C 2 H 4 + Os. O 4 + 2 H 2 O = HOCH 2 OH + H 2 Os. O 4 = Os. O 2 + H 2 O + Os. O 4

Ru, Os (+6) Оксидов нет Me 2 Ru. O 4 • H 2 O, Me 2 Os. O 4 • 2 H 2 O Э+3 KNO 3 + 2 KOH = K 2 ЭO 4 + 3 KNO 2 + H 2 O Э = Ru, Os K 2[Os. O 2(OH)4]+4 HHal =K 2[Os. O 2 Hal 4]+4 H 2 O

Ru, Os (+6) Ru+6 окислители: 2 K 2 Ru. O 4+ 12 HCl = 2 K 2[Ru. Cl 6] + Cl 2 + 6 H 2 O K 2 Ru. O 4+ H 2 SO 4 = O 2 + Ru. O 2+ H 2 O + K 2 SO 4 Os+6 восстановители: K 2[Os. O 2(OH)4]+O 2 = Os. O 4 + KOH + H 2 O 2 H 2 Os. O 4 = Os. O 2 + 2 H 2 O + Os. O 4 K 2 Os. O 4 + H 2 SO 4= Os. O 2 + H 2 O + Os. O 4 + K 2 SO 4 K 2 Os. O 4 +3 H 2 = Os + 2 KOH + 2 H 2 O

Ru, Os (+4) Ru. O 2, Os. O 2 Кислотно-основные свойства: ЭO 2 + 6 HCl = H 2[ЭCl 6] + 2 H 2 O ЭF 4 + H 2 O = ЭO 2 + H 2[ЭF 6]+ 2 HF Окислительно-восстановительные свойства: 2 Ru. O 2 + 3 Na 2 O 2 = 2 Na 3 Ru. O 4 + O 2 Ru. O 2 + 2 H 2 = Ru + 2 H 2 O

Rh, Ir (+4) Получение: Ir + Na 2 CO 3 + 2 Na. NO 3 = Na 2 Ir. O 3 + 2 Na. NO 2 + CO 2 K 2 Ir. F 6 + 4 KOH = Ir(OH)4 + 6 KCl (вод. раствор) K 2 Ir. F 6 + 2 K 2 CO 3 = Ir. O 2 + 6 KCl + 2 CO 2

Rh, Ir (+4) Ir. O 2 Прочная кристал. решетка Rh. O 2 низкая хим. активность не устойчив Обменные реакции Характерны только для Ir+4. В аналогичных ситуациях Rh+4 проявит окислительные свойства (NH 4)2 Ir. Cl 6 + 4 KI = Ir. I 4 + 2 NH 4 Cl + 4 KCl

Rh, Ir (+4) Rh+4 сильные окислители Cs 2[Rh. Cl 6] = Rh. Cl 3 + Cs. Cl + Cl 2 2 Rh. O 2 + 8 HCl = 2 Rh. Cl 3 + Cl 2 + 4 H 2 O 2 Rh. O 2 + 14 HCl = 2 H 2[Rh. Cl 6] + Cl 2 + 4 H 2 O 4 Rh. O 2 = 2 Rh 2 O 3 + O 2 Ir+4 как окислитель слабее (NH 4)2 Ir. Cl 6 + 2 H 2 = Ir + 2 NH 3 + 6 HCl

Rh, Ir (+3) Кислотно - основные свойства: Rh 2 O 3 + 6 HCl = H 3[Rh. Cl 6] + 3 H 2 O Ir 2 O 3 + 3 H 2 SO 4 = Ir 2(SO 4)3 + 3 H 2 O Rh(OH)3 + H 2 SO 4 = Rh 2(SO 4)3 + H 2 O Rh(OH)3 + 3 KOH = K 3[Rh(OH)6]

Rh, Ir (+3) Окислительно-восстановительные свойства: Ir+3 2 Ir. Cl 3 + 3 H 2 = 2 Ir + 6 HCl Ir 2 O 3 + 2 HNO 3 = 2 Ir. O 2 + 2 NO 2 + H 2 O Rh+3 Ru 2 O 3 + 4 Na. OH(конц. ) + 3 Na. Cl. O= 2 Na 2 Ru. O 4 + H 2 O + K 2 SO 4 Rh 2 O 3 + 3 H 2 = 2 Rh + 3 H 2 O

Pt, Pd (+4) Pd. O 2 • 3 H 2 O = 2 Pd. O + O 2 + H 2 O Pt. O 2 • 3 H 2 O Pt. O 2 • 2 H 2 O 100°C 400°C Pt. O 2 • H 2 O Pt. O + O 2 Кислотно - основные свойства: Pt. O 2 • 3 H 2 O + 6 HCl = H 2[Pt. Cl 6] + 5 H 2 O Pt. O 2 • 3 H 2 O + Na. OH = Na 2[Pt(OH)6] + 5 H 2 O

H 2[Pt. Cl 6] Гексахлороплатинат(IV) водорода Гексахлорплатиновая кислота Устойчивая, сильная Получение: Pt(OH)4 + HCl = H 2[Pt. Cl 6] + H 2 O Pt. Cl 4 + HCl = H 2[Pt. Cl 6] 3 Pt + 4 HNO 3 + 18 HCl = 3 H 2[Pt. Cl 6] + 4 NO + 8 H 2 O Соли щелочных металлов, NH 4+ H 2[Pt. Cl 6] + 2 KCl = K 2[Pt. Cl 6] + 2 HCl

H 2[Pt(OH)6] Гексагидроксоплатинат (IV) водорода Гексагидроксоплатиновая кислота Слабая, малорастворимая Получение: K 2[Pt(OH)6] + HCl = H 2[Pt(OH)6] + KCl [Pt(NH 2 OH)4](OH)2 + 3 H 2 O 2 = H 2[Pt(OH)6] + 2 N 2 + H 2 O Pt. O 2 • 3 H 2 O + KOH = K 2[Pt(OH)6] + 5 H 2 O

Pt, Pd (+4) Окислительно-восстановительные свойства Pd+4 сильный окислитель Pd(OH)4 = Pd(OH)2 + O 2 + 2 H 2 O Pd(OH)4 +H 2 O = Ткомн. Pt+4 окислитель только при сильном восстановителе H 2[Pt. Cl 6] + Fe. SO 4 + KOH = Pt + Fe(OH)3 + K 2 SO 4 + KCl + H 2 O H 2[Pt. Cl 6] + Sn. Cl 2 = Sn(OH)4 + Pt

Pt, Pd (+2) Pd+2 в воде [Pd(H 2 O)6]2+ Pd(Cl. O 4), Pd. SO 4 Кислотно-основные свойства: Pt. O амфотерен Pt. O + HCl = H 2[Pt. Cl 4] + H 2 O Pt. O + 2 KOH + H 2 O= K 2[Pt(OH)4]

Pd, Pt (+2) Окислительно-восстановительные свойства Pt+2 Pt. Cl 2 + H 2 SO 4= Pt + Pt(SO 4)2 + HCl Pt. Cl 2 + H 2 = Pt + 2 HCl Pd+2 Pd. Cl 2 + CO = Pd + CO 2 + HCl Качественная реакция на СО

Применение Pt: Pd: Kat Посуда Термопары Электроды Kat реакций гидрирования Ювелирное и зубопротезное Rh, Os Добавки в сплавы

Остальные галогениды Ru Cl II Os Ru. Cl 2 Rh Ir Os. Cl 2 Cl Os. CI 3 Rh. CI 3 Br Ru. Br 3 Os. Br 3 Rh. Br 3 Ir. Br 3 Ru. I 3 Os. I 3 Rh. I 3 Pt. I 2 Ir. CI 3 I III Ru. Cl 3 Pt. Br 2 Pd. I 2 Os. I 2 Pt. Cl 2 Pd. Br 2 I Pt Pd. Cl 2 Br Pd Ir. I 3 Cl IV Pt. Cl 4 Br Pt. Br 4 I Ptl 4

Сульфиды, фосфиды и т. д. Ru 2 P – Co 2 P Ru. P – Fe. P и Co. P Rh. P 3 – Co. P 3 Pd. P 3 – Ni. P 3 Cложные системы с S, Se, Te, P, As, Bi, Sn и Pb. Pd 4 S, Pd 14 S 4, Pd 11 S 5, Pd. S 2 H 2 S на раствор соли Ме: K 2[Pt. Cl 6]+2 H 2 S = Pt. S 2 + 2 KCl +4 HCl K 2[Pd. Cl 4]+2 H 2 S = Pd. S + 2 KCl +2 HCl Pd. S + S = Pd. S 2

Принципы разделения • Os и Ru не растворяются ни в одной из кислот вплоть до Ткип, тогда как Pd растворяется в азотной кислоте. • Os и Ru окисляются при щелочной окислительной плавке (Na 2 O 2, Na. OH + Na. Cl); плав растворяется в воде с образованием рутенатов, осматов. • Рутенаты восстанавливаются спиртом до Ru. O 2·n. H 2 O, а осматы в виде аммониевой соли. • +Fe. SO 4 осаждается золото. Rh, Ir и Pd до низших степеней. [Pt. Cl 6]2 - в виде аммониевой соли. • Rh и Ir + Cl. O 2 -(Br. O 3 -) = гидратированные окислы. Na 3[Rh. Cl 6] не растворяется в этаноле, а аналогичные комплексы Pd(IV), Ir(IV) растворяются.