10.2. Платиновые металлы

Рутений и осмий самостоятельных минералов практически не образуют, обычно сопутствуют платине и палладию в полиметаллических рудах. Родий и иридий чаще всего встречаются в виде сплавов с осмием и платиной. Палладий и платина, как и другие платиновые металлы, относятся к числу редких элементов. Платина встречается в самородном виде, палладий обычно сопутствует платине. Важным источником платины являются сульфидные медно-никелевые руды. Наиболее важные минералы: RuS₂ - лаурит, PdO - палладит, (Pt,Pd,Ni)S –браггит, PtS – куперит.

Рутений, родий, иридий и платина - серебристо-белые металлы, осмий - металл голубовато-белого цвета, палладий имеет серый оттенок. Осмий самый тяжелый из металлов, очень твердый и поддается растиранию.

Рутений, родий и осмий применяются в основном в виде сплавов с платиной для изготовления термопар и электрических контактов. Область применения родия и иридия определяется их большой коррозионной устойчивостью и высокой твердостью. Металлический родий и его сплавы с платиной применяются в качестве катализатора и в ювелирной промышленности. Иридий также применяется в виде сплавов с платиной или осмием (эталоны длины, кислотостойкая химическая аппаратура и пр.).

Палладий и платина широко используются в химической промышленности как катализаторы разнообразных процессов. Кроме того платина применяется для изготовления химической посуды, термопар и электрических контактов. В ювелирном деле применяются сплавы палладия с платиной или золотом.

Химические свойства. Рутений и осмий химически инертны, в обычных условиях на них не действуют даже активные неметаллы. Типичные реакции с участием рутения показаны на схеме:

Осмий похож на рутений, но более активен при взаимодействии с кислородом. В мелкоизмельченном состоянии осмий окисляется кислородом и концентрированной азотной кислотой до летучего OsO₄.

В компактном состоянии рутений и в меньшей степени осмий устойчивы по отношению к кислотам и их смесям, но разрушаются при сплавлении со щелочами в присутствии окислителей:

t

Ru + 3KClO + 2NaOH = Na₂RuO₄ + 3KCl + H₂O

Родий и особенно иридий отличаются высокой химической инертностью. Родий окисляется кислородом при температуре 600 С, а иридий - выше 1000 С.

Компактные родий и иридий практически не растворяются ни в одной из кислот или их смесей. Для перевода этих металлов в растворимые соединения их хлорируют в мелкодисперсном состоянии при температуре красного каления и в присутствии NaCl. Например:

Ir + 2Cl₂ + 2NaCl = Na₂[IrCl₆]

Иридий и родий реагируют при сплавлении с щелочами в присутствии окислителей:

Rh + 3KNO₃ + 2КOH = K₂RhO₄ + 3КNO₂ + H₂O

По сравнению с другими платиновыми металлами палладий и платина более реакционноспособны. Однако в реакции они вступают в мелкодисперсном состоянии и при очень высокой температуре. Образующиеся при этом соединения нестойки и при дальнейшем нагревании разлагаются. Палладий отличается способностью растворять большое количество водорода (при 90 С 1 объем Pd поглощает 900 объемов водорода). Для платины характерно поглощение кислорода. Типичные реакции с участием металлов показаны на схеме:

Палладий довольно легко растворяется в концентрированных азотной и горячей серной кислотах. Платина растворяется только в царской водке при нагревании.

Pd + 4HNO₃ = Pd(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O;

t

Pt + 4HNO₃ + 18HCl = 3H₂[PtCl₆] + 4NO + 8H₂O

При сплавлении с щелочами, цианидами и сульфидами щелочных металлов в присутствии окислителей палладий и платина переходят в соответствующие анионные комплексы. Например:

Pt + 4КСN + 2H₂О = К₂[Pt(CN)₆] + 2KOH + H₂