Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


ПЛАТИНА

ПЛАТИНА (исп. platina, уменьшит. от plata-серебро; лат. Platinum) Pl, хим. элемент VIII гр. периодич. системы, ат. н. 78, ат. м. 195,08; относится к платиновым металлам. Природная платина состоит из четырех стабильных изотопов: 194Pt (32,9%), 195Pt (33.8%), 196Pt (25,2%), 198Pt (7,2%) и двух радиоактивных-190Pt (0,013%, Т1/2 6,9· 1011 лет), 192Pt (0,78%, T1/2 1015 лет). Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов для прир. смеси изотопов 8,8 · 10-28 м2. Конфигурация внеш. электронной оболочки атома 5d96s1; степени окисления 0, +2, +3, +4, редко +5, +6; энергия ионизации Pt03551-1.jpgPt+3551-2.jpgPt2+ 3551-3.jpgPt3+соотв. 9,0, 18,56 и 23,6 эВ; электроотрицательность по Полингу 2,2; атомный радиус 0,138 нм, ионные радиусы (в скобках даны координац. числа) Pt2 + 0,074 нм (4, квадрат) Pt2+ 0,094 нм (6), Pt4+ 0,077 нм (6), Pt5+ 0,071 нм (6).

Платина-один из наиб. редких элементов, его средняя концентрация в земной коре 5· 10-7 % по массе. Встречается в самородном виде, в виде сплавов и соединений. Наиб. важные минералы-самородная платина, поликсен (содержит 6-10% Fe), палладистая платина (60-90% платины, 7-39% Pd), ферро-платина (12-20% Fe), иридистая платина (55-60% платины, до 30% Ir), сперрилит PtAs2, куперит PtS, брэггит (Pt, Pd, Ni)S. Наиб. значит. месторождения платины сосредоточены в ЮАР и СССР (сульфидные руды Норильского района и Кольского п-ова).

Свойства. Платина-серовато-белый блестящий пластичный металл; кристаллизуется в гранецентрир. кубич. решетке, а = 0,392 нм, z = 4, пространств. группа Fт3т; т. пл. 1769 0C, т.кип. ок. 38000C; плотн. 21,45 г/см3; 3551-4.jpg 25,85 Дж/(моль· К);3551-5.jpg20 кДж/моль, 3551-6.jpg510 кДж/моль;3551-7.jpg 41,6 Дж/(моль· К); температ.урный коэф. линейного расширения 9,1 · 10-6 К-1 (273-373 К); r 9,85 мкОм· см (00C); теплопроводность 74,1 Вт/(м·К); парамагнетик, уд. магн. восприимчивость +9,71 ·10-7 (200C); работа выхода электрона 5,23 эВ. Твердость по Бринеллю 390-420; модуль упругости 173 ГПа, твердость по Виккерсу 38-40. В горячем состоянии платина хорошо прокатывается и сваривается. Холодное деформирование упрочняет платину, относительное удлинение уменьшается от 30-50 до 1-2%, а твердость по Виккерсу увеличивается до 90-95. Отжиг платины приводит к восстановлению ее пластичности. Легирующие добавки обычно увеличивают прочность и твердость платины.

По хим. св-вам платина близка к Pd, но несколько превосходит его по хим. устойчивости. При нагр. на воздухе или в атмосфере O2 платина окисляется с образованием летучих оксидов. Один объем платиновой черни поглощает до 100 объемов O2. Платина медленно раств. в горячей H2SO4 и жидком Br2, раств. в царской водке. Не взаимод. с другими минер. и орг. к-тами. При нагр. реагирует со щелочами, Na2O2, галогенами, S, Se, Те, P, С, Si. Поглощает H2, хотя в этом отношении уступает Pd, Ir и Ru; удаление поглощенного H2 из платины нагреванием в вакууме затруднено.

С кислородом платина образует красновато-коричневый три-оксид PtO3 (м. б. пероксид), коричневый диоксид PtO2 и черный оксид PtO, разлагающиеся соотв. при комнатной т-ре, при 380-4000C и при 5600C. PtO3 окисляет HCl до Cl2; получают анодным окислением. PtO2 образует неск. гидратов; получают гидролизом PtCl4. PtO синтезируют окислением порошкообразной платины в O2 или термич. разложением Pt(OH)2, к-рый осаждают из р-ров при щелочном гидролизе хлороплатинатов(П). Окислением платины в разл. условиях получены также Pt2O3 и Pt3O4, гидролизом хлоропла-тинатов(IV) - Pt(OH)4.

Гексафторид PtF6 - темно-красные кристаллы; т. пл. 69,40C, т.возг. 690C; 3551-8.jpg -676 кДж/моль (для газа); сильнейший окислитель, реагирует с Xe, O2 и NO, образуя соотв. XePtF6, O2PtF6, NOPtF6; получают фторированием платины при 950-1000 0C, под давлением-при 200 0C или с использованием атомного фтора. Темно-красный пентафторид PtF5 получают фторированием платины при 3500C, светло-коричневый тетрафторид PtF4 (разлагается выше 3000C, плотн. 7,07 г/см3, 3551-9.jpg -410 кДж/моль)-фторированием платины при 2000C. Желтый трифторид состава PtII [PtIVF6] получают в смеси с др. фторидами при фторировании платины. Все фториды платины гигроскопичны и разлагаются водой. Известны окси-фториды платины и фтороплатинаты(IV, V и VI).

Красновато-коричневый тетрахлорид PtCl4 разлагается при 370 0C даже в атмосфере Cl2; образует гидраты с 1, 4, 5 и 7 молекулами воды и платинохлористоводородные к-ты (3551-10.jpg PtCl4·5H2O -1748 кДж/моль, H[PtCl5]· 2H2O -1013 кДж/моль, H2[PtCl6]· 6H2O -2363 кДж/моль); хорошо раств. в воде и ацетоне; получают хлорированием платины при 250-3000C, разложением H2PtCl6 · 6H2O при 3000C. Диxлорид PtCl 2 (3551-11.jpg -107 к Дж/моль) существует в двух формах - нерастворимой в воде оливково-зеленой (a) и красноватой (b); разлагается при 580 0C в атмосфере Cl2; при растворении в слабой соляной к-те образует H2[PtCl4], в водных р-рах NН3-аммин [Pt(NH3)2Сl2]. Известны также аддукты типа PtCl2· 2PCl3 (т.пл. 1600C), PtCl2· 2PF3 (т.пл. 1020C); получают PtCl2 хлорированием платины выше 5000C, разложением H2[PtCl6]· 6H2O при 360-3800C. Существуют многочисленные хлороплатинаты(IV и II): MI2[PtCl6] и MI2[PtCl4], напр. гексахлорплатинат (IV) аммония (NH4)2 [PtCl6 ] - желтые кристаллы; 3551-12.jpg — 984,1 кДж/моль; плохо раств. в воде, разлагается при нагр. до металла.

Коричневато-черный тетрабромид PtBr4 (3551-13.jpg —159 кДж/моль) медленно разлагается при 1800C; его получают из простых в-в при 150 0C или выпариванием р-ра платины в смеси HNO3 и HBr. Коричневый дибромид PtBr2 (3551-14.jpg -100 кДж/моль) разлагается при 2500C. Коричневато-черный тетраиодид PtI4 (3551-15.jpg - 59,4 к Дж/моль) разлагается при 1300C; его получают из простых в-в или осаждают действием KI на р-р H2PtCl6. Черный дииодид PtI2 разлагается при 3600C.

Серовато-черные сульфид PtS (3551-16.jpg —83,09 кДж/моль) и дисульфид PtS2 (3551-17.jpg -112 кДж/моль, разлагается при 225-250 0C) не раств. в воде и м. б. получены взаимод. платины с S, дисульфид - также осаждением H2S из р-ров гексахлороплатинатов(IV). Близкими св-вами обладают селенид PtSe2 и теллуриды PtTe и PtTe2.

Сульфаты платины легко гидролизуются, в присут. хлорид-ионов легко переходят в хлориды и хлороплатинаты.

Платина в степени окисления +2 и +4 образует многочисл. комплексные соед., по составу близкие к соед. Pd. Наиб. многочисленны соед. [PtX4]2- и [PtX6]2- (X = F, Cl, Br, I). Получены комплексные соед. Pt0, напр. Pt(PF3)4 (т. пл. 15 0C, т. кип. ок. 870C). Известны также разл. аммины, разно-лигандные комплексы, соед. с орг. лигандами, моно- и полиядерные комплексы и т.д. См. также Платинаоргани-ческие соединения.

Получение. Шлиховую платину, лом или концентраты платиновых металлов растворяют в царской водке, после чего добавляют этанол и сахарный сироп для удаления избытка HNO3 и восстановления иридия и палладия до Ir3+ и Pd2 + . Далее осаждают (NH4)2PtCl6 действием NH4Cl, осадок высушивают и прокаливают при постепенном повышении т-ры до 800-10000C с получением загрязненной губчатой платины. Чистую платину получают растворением этого продукта в царской водке, повторным осаждением и прокаливанием. Губчатую платину переплавляют. При восстановлении солей платины в р-рах образуется мелкодисперсная платина-платиновая чернь. Для получения платиновых покрытий (платинирование) используют фосфатные или цис-диамминонитритные электролиты.

Применение. Осн. области применения платины, ее сплавов и соед.- автомобилестроение (в развитых странах потребляется от 30 до 65% платины), электротехника и электроника (7-13%), нефтехимия и орг. синтез (7-12%), стекольная и керамич. пром-сть (3-17%), произ-во ювелирных изделий (2-35%). Применение катализаторов дожигания выхлопных газов автомобилей [сплав Pt-Pd (70-30%)] началось в сер. 70-х гг. и быстро расширялось в связи с ужесточением требований к охране атм. воздуха. В электротехнике и электронике платину используют как материал контактов электрич. приборов и печей сопротивления. Так, для контактов высоковольтных реле применяют сплавы платины с Ir и Ru. Платина и ее сплавы с Ir и Re в нефтехимии применяют для повышения октанового числа бензина, в орг. синтезе-как катализаторы гидрирования, изомеризации, циклизации, окисления. С помощью таких катализаторов производят, напр., бензол, толуол, ксилол.

Платину используют для каталитич. синтеза HNO3, H2SO4, ката-литич. очистки H2. Платиновые катализаторы используют в виде сеток, черней и нанесенными на носители.

В стекольной пром-сти платина с добавками Rh и Ir-осн. конструкц. материал стекловаренных печей для произ-ва оптич. стекла. Из сплавов с Rh и Au изготовляют фильеры для получения стекловолокна, а также футеровку для печей, краски для керамики и стекла. Платину применяют в качестве материала высокотемпературных термопар и термометров сопротивления, электродов при электролизе, для изготовления лаб. посуды и оборудования, в зубоврачебном деле. Сравнительно новые области применения платины-изготовление катализаторов для топливных элементов, создание противоопухолевых препаратов [цис-Pt(NH3)2Cl2], произ-во контейнеров для радиоизотопных генераторов.

В сер. 80-х гг. ежегодная добыча платины в капиталистич. и развивающихся странах составляла 60-75 т, а извлечение из вторичных источников-ок. 5-10 т.

Лит.: Платина, ее сплавы и композиционные материалы, M., 1980. См. также лит. при ст. Платиновые металлы.

Еще по теме:

     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн