Благородные металлы

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Нижнетагильский інститут Уральського державного технічного университета

РЕФЕРАТ

по металургії на задану тему: Шляхетні Металлы

Викладач Астафьев

1998

1. ІСТОРІЯ РОЗВИТКУ ПРОИЗВОДСТВА

2. ВЛАСТИВОСТІ І МЕТОДИ ОДЕРЖАННЯ ШЛЯХЕТНИХ МЕТАЛЛОВ

3. ВИКОРИСТАННЯ ШЛЯХЕТНИХ МЕТАЛЛОВ

ІСТОРІЯ РОЗВИТКУ ПРОИЗВОДСТВА

Дуже довгий час, майже кінця XVIII в., вважалося, що є всього 7 металів: золото, срібло, ртуть, мідь, залізо, олово, свинець. Золото і срібло, не изменяющиеся при дії повітря, вологи і високої температури, дістали назву скоєних, шляхетних металів. А інші метали, що під дією води та повітря втрачають металевий блиск, припадаючи нальотом, а після прокаливания перетворюються на пухкі, порошкообразные «землі» чи «окалини» (оксиди), було названо недосконалими, неблагородными.

Такий поділ металів нерідко застосовується й в наші дні, але про те відзнакою, що двом шляхетним металам древнього світу і середньовіччя — золоту і сріблу — межі XVIII і ХІХ ст. додалися платина і чотири її супутника: родій, паладій, осмій, іридій. Рутеній, п’ятий супутник платини, був лише в 1844 г.

Шляхетні метали обмаль поширені в природе.

У природі шляхетні метали зустрічаються майже завжди у вільному (самородном) стані. Певний виняток становить срібло, яке перебуває у природі й як самородків, і у вигляді сполук, мають значення рудні мінерали (срібний блиск, чи аргентит Ag2S, рогове срібло, чи кераргирит AgCl, і др.).

Історія шляхетних металів — один із найбільш цікавих глав історії матеріальної культури. На думку багатьох учених, золото було першим металом, який людство початок використовуватиме виготовлення прикрас, предметів домашнього ужитку та релігійного культу. Золоті вироби знайшли в культурних шарах епохи неоліту (V-IV тисячоліття е.). І на давнини, й у середньовіччі основними областями застосування золота і срібла були ювелірне справу і виготовлення монет. У цьому несумлінні люди, як ремісники, і особи, які стояли поблизу влади, вдавалися до обману, не гребували сплавлением дорогоцінних металів з дешевшими — золота з сріблом чи міддю, срібла з міддю. Добре відома розповідь давньогрецького письменника Плутарха у тому, як сіракузький цар Гиерон II доручив Архімедові дізнатися, чи немає домішки срібла у «золотий короні, виготовленої на замовлення царя.

Вчений, користуючись відкритим їм законом, зважив корону спочатку надворі, потім у води та обчислив її щільність. Вона опинилася менше, ніж в чистого золота. Так викрили корисливий ювелир.

Спосіб випробування золотих і срібних виробів (особливо монет) на чистоту був відоме у глибокій давнини. Він перебував у сплавці проби металу зі свинцем і у окисному випалюванні рідкого сплаву в посудині з пористого матеріалу (кісткової золи). У цьому свинець та інші неблагородні метали окислялись. Розплавлена суміш оксиду свинцю PbO з іншими оксидами усмоктувалася пористим матеріалом, а шляхетний метал залишався неокисленным. Знаючи масу взятій проби й безліч виділеного потім із нього «королька» золота чи срібла, визначали зміст шляхетного металу у пробе.

Очевидно, що Архімед було скористатися цим прийомом для дозволу заданого йому питання; при цьому Гиерон II заборонив пошкоджувати корону. А пробірних голок тоді у Стародавній Греції був, як і були відомий і способах розподілу золота і серебра.

Пробірні голки виготовляють з золота і міді (чи срібла і міді), узятих у різних відносинах, заданих заздалегідь. На відполірованої поверхні пробірного каменю (чорного кременистого сланцю) завдають риску спочатку піддослідним виробом, потім пробірної голкою, найближчої до нього на кольору, і потім голками сусідніх складів. Порівнюючи забарвлення всіх таких чорт, можна визначити приблизно зміст шляхетного металу у испытуемом предметі. Пробірні голки застосовувалися вже у Стародавньої Індії. У Західної Європи з’явилися близько XIV в.

І на давнини, й у середньовіччі підробка золота і срібла була широко поширена. Попри жорстокі покарання, які фальсифікаторам монети (починаючи з відсікання пензлі і закінчуючи спаленням заживо), «клята пристрасть до золота» брала гору. Така сама пристрасть була двигуном алхімії.

Називаючи головні моменти ранній стадії періоду первісного нагромадження капіталу, К. Маркс передусім зазначає відкриття золотих і срібних рудників і в Америці. Були знайдено багаті родовища золота в Мексиці (1500), в Перу та Чилі (1532), у Бразилії (1577). Срібні руди були виявили в другий третини XVI в. в Мексиці та Перу. У XVI в. великі кількості золота і срібла почали надходити з Нового світу на Европу.

Першу у Росії золоті розсипи виявив навесні 1724 р. селянин Єрофій Марков у районі Єкатеринбурга. Її експлуатація почалася лише у 1748 р. Видобуток уральського золота повільно, але неухильно розширювалася. У початку ХІХ ст. було відкрито нові родовища золота у Сибіру. З 1821 по 1850 р. у Росії видобуто 3293 т золота, тобто. майже 3,9 рази більше, ніж в інших країн світу (893 т).

З відкриттям багатих золотоносних районів США (Каліфорнія, 1848 р.; Колорадо, 1858 р.; Невада, 1859 р.; Аляска, 1890 р.), Австралії (1851), Африці (1884) Росія втратила своєю першістю у видобутку золота, як і раніше що були введені в експлуатацію нові родовища, головним чином у Східної Сибири.

Видобуток золота велася у Росії напівкустарним способом, розроблялися переважно россыпные родовища. Понад половину золотих копалень перебував у руках іноземних монополій. Самородна платина, за наявними даним, був відомий у Давньому Єгипті, Ефіопії, Стародавню Грецію й у Південної Америці. У XVIII в. іспанські колонізатори знайшли у золотих розсипах в Колумбії самородки важкого тускло-белого металу, який вдавалося розплавити. Його назвали платиною (зменшувальне від ісп. рlаtа — срібло). У 1744 р. іспанський мандрівник Антоніо де Ульоа привіз зразки платини до Лондона. Вчені дуже зацікавилися новим металом. У 1789 р. А. Лавуазьє включив платину до списку простих речовин. Але невдовзі з’ясувалося, що самородна платина містить інші, ще невідомі металлы.

У 1803 р. англійський фізик і хімік У. Уолластон відкрив ній паладій, який одержав свою назву від малої планети Паллады, і родій, під назвою так по розово-красному кольору його солей (від грецьк. rhodon — троянда). У 1804 р. англійський хімік С. Теннант, досліджуючи залишок від розчинення самородної платини в «царської горілці» (суміш азотної і соляної кислот), знайшов у ньому ще дві нові металу. Одне з них — іридій — отримав назву внаслідок розмаїття забарвлення його солей (від грецьк, iris — веселка). Інший було названо осмием по різкого запаху його оксиду OsO4 (від грецьк. osme — запах). Нарешті, в 1844 р. професор Казанського університету К. К. Клаус відкрив іще одна супутник платини — рутеній (від латів. Rhuthenia — Росія). Матеріалом на дослідження К. К. Клауса служили залишки від афінажу (очищення) уральської самородної платини. Вона була відкрита в золотоносних пісках Верх-Исетского гірничого округу в 1819 р. Невдовзі почалася й деінде знайшли «біле», «лягушечье» золото чи «серебрецо». У 1823 р. У. У. Любарский показав, всі ці знахідки нічим іншим, як самородна платина.

В 1824 р. на Уралі видобули 33 кг самородної платини, а 1825 р. вже 181 кг. Незадовго які були (в 1823 р.) звільнили у відставку міністр фінансів Д.А. Гур'єв, довів Росію грань грошової катастрофи. Його наступник Е. Ф. Канкрин, аби врятувати становище, намітив разом з іншими заходів карбування платинової монети. У 1826 р. гірські інженери П. Г. Соболевский і В. В. Любарский розробили технологію отримання куванням платини. Спосіб цей перебував у наступному: губчату платину, отриману прокаливанием «нашатирної платини», тобто. гексахлорплатината амонію, набиту в циліндричні залізні форми, сильно пригнічували гвинтовим пресом і отримані циліндри витримували за нормальної температури живого близько 36 год, після чого їх отковывали смуги чи дротики. Наприкінці 1826 р. цим способом отримали 1590 кг куванням платини. Раніше за способом паризького ювеліра Жаннетти платину сплавляли з миш’яком. Сильним прокаливанием на повітрі миш’як випалювали з отриманих зливків, після що їхні піддавали гарячої куванню. Такий спосіб був дуже дуже небезпечна здоров’я дитини і пов’язане з великими втратами платини. У світі його замінив спосіб У. Уолластона, який зберігався таємно і був опублікований лише у 1829 р. У основних рисах він схожий зі способом П. Г. Соболевского. Одержання виробів у вигляді пресування і наступного спечення порошків металів, карбідів та інших сполук широко застосовується під назвою металокераміки чи порошкової металлургии.

У 1828 р. було розпочато випуск платинової монети вартістю 3,6 та дванадцяти крб. Однак у 1845 р. царському уряду вирішило припинити її карбування, а 1862 р. продало за безцінь іноземної фірмі залишки від афінажу платини, накопичені на Монетному дворе.

Наприкінці в XIX ст. попит товару сильно зріс, зокрема, внаслідок її застосування як каталізатора у виробництві сірчаної кислоти. Проте власники уральських платинових копалень, які поставляли тоді близько 95% світової видобутку платини, замість налагодити аффинаж платини і виробництво платинових виробів і препаратів, віддали перевагу продавати сиру платину за кордон. Так, Росія, будучи монополістом з видобутку самородної платини, виявилася вимушеної купувати там платинову посуд, дріт і ін. Тільки 1914 р. було заборонено вивезення сирої платини, а 1915−1918 рр. побудований платино-аффинажный на заводі Єкатеринбурзі. Невдовзі (в 1918 р.) було запроваджено державну монополію видобутку, очищення і купівлю-продаж дорогоцінних металів. Тоді ж із ініціативи проф. Л. А. Чугаева грунтувався при Академії наук Інститут з вивчення платини і інших шляхетних металів (в 1934 р. ввійшло до складу Інституту загальної економічної й неорганічної хімії АН СРСР). Його директорами були Л. А. Чугаев і Н. С. Курнаков. Протягом років першої Світової та громадянської війн видобуток золота і платини сильно впала. Але вже у 1921 р. Раднарком РРФСР видав постанову «Про золотий і платинової промисловості». У ньому вказувалося, що родовища золота і платини становлять державну власність, зазначалося особливо важлива значення їх розробки та передбачався комплекс заходів, вкладених у відновлення й розвиток видобутку цих металів. То була відновлено робота золотих і платинових копалень, але із застосуванням механізації в не раніше масштабах. Упродовж років радянської влади було відкрито та в експлуатацію родовища золота у Сибіру, Казахстані, Примор’я та інших районах СРСР. Була налагоджено комплексна переробка медно-никелевых сульфідних руд Заполяр’я з витяганням їх дорогоцінних металів. У капіталістичних країнах (за оцінкою на 1970 р.) загальна видобуток золота становила 1293,8 т, зокрема 999,7 т посідає Південно-Африканську Республіку, 74,2 т — на Канаду, 52,9 т — на США, 21,5 т — на Австралію, інше — на Японію, Мексику і Индию.

Головні зарубіжні постачальники платини та її супутників — ПАР, Канада, Колумбія, США. Відносна вартість платинових металів на ринках Заходу (за даними кінця 1960 р. становила, якщо взяти вартість золота за одиницю: |Ru |Rh |Pd |Os |Ir |Pt | |1,8 |6,2 |1,0 |7,5 |5,3 |4,3 |

ВЛАСТИВОСТІ І МЕТОДИ ОДЕРЖАННЯ ШЛЯХЕТНИХ МЕТАЛІВ Срібло має значної хімічної стійкістю. На відміну від міді воно зберігає металевий блиск при дії повітря, вологи і вуглекислого газу. Але, подібно міді, срібло вже за часів кімнатної температурі покривається темним нальотом сульфіду Ag2S. Подібно міді, срібло легко розчиняється в холодної розведеною азотної кислоті із заснуванням нитрата:

3Ag + 4HNO3 = 3AgNO3 + NO + 2Н2O й у гарячої концентрованої сірчаної кислоті із заснуванням сульфата:

2Ag + 2H2SO4 = Ag2SO4 + SO2 + 2Н2O

Нітрат срібла — безколірні кристали, добре розчинні у питній воді. І його водного розчину їдкі луги в облогу беруть буре оксид срібла Ag2O, вже за часів 300 °C розпадається на кисень і срібло. Галогениды срібла AgCI, AgBr, AgI у питній воді нерозчинні, але AgF добре розчинний. Ці сполуки утворюють з аміаком, ціанідами лужних металів і тиосульфатом натрію добре розчинні комплексні соли.

Усі солі срібла легко відновлюються до металу. Нітрат срібла та її розчини, потрапивши на шкіру, залишають у ньому чорні плями мелкораздробленного срібла; звідси старовинне назва AgNO3 — ляпіс (від латів. lapis internalis — пекельний камень).

Для срібла найбільш характерна ступінь окислення +l. Відомі лише деякі сполуки срібла зі ступенем окислення +2, наприклад фторид AgF2, нітрат Ag (NO3)2. Вода розкладає його з виділенням солей Ag+1 і кислорода.

У порівняні з сріблом золото значно більше непохитно проти хімічних впливів. З неметаллами, крім галогенів, він реагує навіть за нагріванні. Кислоти — соляна, азотна, сірчана — на золото не діють. Воно розчиняється лише у суміші соляної і азотної кислот (яку алхіміки назвали «царської горілкою» з її здібності розчиняти золото, яке вважалося «царем металів»). У цьому суміші утворюється хлор і нитрозилхлорид NOCl:

ЗНС1 + HNO3 = Сl2 + NOCl + 2Н20

Хлор з золотом дає хлорид золота (III) АuС1з. Разом із соляної кислотою утворює комплексну золото (Ш)хлороводородную кислоту H[AuCl4], яка виділяється при выпаривании її розчину як жовтих кристалів складу H[AuCl4]*2H2O. Її сіль — тетрахлораурат натрію (оранжево-желтые кристали) — добре розчинна в воде.

Золото розчиняється й у розчинах ціанідів натрію чи калію при доступі воздуха:

4Аu + 8NaCN + 2Н2O + Оз == 4Na[Au (CN)2] + 4NaOH

Эта реакція, відкрите 1843 р. П. Р. Багратионом (племінником знаменитого полководця П.И. Багратиона), широко застосовується для вилучення золота з руд. Золото дуже просто осаджується з розчинів його сполук неорганічними восстановителями, наприклад сульфатом заліза (II):

2АuС1з + 6FeSO4 = 2Fe2(SO4)3 + 2FeCl3 + 2Аu чи хлоридом олова (II):

2АuС1з + 3SnCl2 = 3SnCl4 + 2Аu Якщо останню реакцію здійснювати розбавлених розчинах, виходить пурпуровий колоїдне розчин золота в гексагидроксооловянной кислоті H2[Sn (OH)6], званий «кассиевым пурпуром» (під назвою німецького лікаря А. Кассия, відкрив це явище приблизно середині XVII в.).

Багато органічні речовини відновлюють золото з його соединений.

Найголовніші властивості платинових металів наведені у таблиці (див. вище). У VIII групі періодичної системи елементів Д.І. Менделєєва ці елементи утворюють дві тріади («трійки»), саме: 1) легкі платинові метали — рутеній, радій, паладій, мають щільність близько 12-ї г/см3; 2) важкі платинові метали — осмій, іридій, платина, мають щільність близько 22 г/см3. Усі платинові метали в чистому вигляді мають сріблисто-білий колір. Усі вони, крім осмію, не окисляються надворі і дуже стійки проти дії багатьох хімічних реагентів. У з'єднаннях платинові метали виявляють різні ступеня окислення і дуже виражену схильність до освіті комплексних соединений.

Необхідно, проте, відзначити, що платинові метали як так званої «черні» (дрібного чорного порошку, одержуваного відновленням розчинів сполук платинових металів) значно хімічно більш активні, ніж ті ж метали як зливків. Подібною рутеній, радій, осмій і іридій, будучи сплавлені з платиною, цинком, міддю та інші металами, переходить до розчин при дії «царської горілки», хоча вона діє ці метали, взяті отдельно.

Хімічні властивості платинових металів мають багато спільного. Зручніше всього простежити це, якщо розглядати диады, освічені що стоять одним під іншим і важким платиновими металлами.

Таких диад три: 1) рутеній, осмій; 2) радій, іридій; 3) паладій, платина.

Рутеній і осмій тендітні і дуже тверді. При дії кисню і сильних окислювачів вони утворюють оксиди RuO4 і OsO4. Це легкоплавкие жовті кристали. Пари обох сполук мають різкий, неприємного запаху і дуже отруйні. Обидва сполуки легко віддають кисень, восстанавливаясь до RuO2 і OsO2 чи до металів. З лугами RuO4 дає солі (рутенаты):

2Ru04 + 4КОН = 2K2RuO4 + 2Н2O + О2

OsO4 дає з гидроксидом калію комплексне з'єднання K2[OsO4(OH)2].

Родій і іридій менш тверді і тендітні, ніж рутеній і осмій. У нинішньому вигляді сплавів радій і іридій надто повільно розчиняються в «царської горілці» із заснуванням комплексних кислот. Компактні ж родій і іридій нерозчинні навіть у «царської горілці» при нагріванні. При прокаливании у атмосфері кисню обидва металу утворюють оксиди Rh203 і IrO2, разлагающиеся при високих температурах. Палладіо і платина — дуже пластичні, порівняно м’які метали. Палладіо, подібно сріблу, та на відміну від інших платинових металів, розчиняється при нагріванні в азотної і концентрованої сірчаної кислотах з освітою нітрату і сульфату паладію (II):

3Pd + 8HNO3 = 3Pd (NO3)2 + 4H2O+2NO

Pd + 2H2SO4 = PdSO4 + SO2(+ 2Н20

На платину ці кислоти не діють. «Царська горілка» при слабкому нагріванні розчиняє і паладій, і платину із заснуванням комплексних сполук — тетрахлорпалладиевой кислоти і гексахлорплатиновой кислоти. Гексахлорплатиновая кислота — червоно-коричневі кристали складу H2[PtCl6]*6H2O. З її солей велике значення щоб одержати платини має гексахлорплатинат амонію -ясно-жовті кристали, малорастворимые у питній воді. При прокаливании вони разлагаются:

(NH4)2[PtCl6] = Pt + 2NH4Cl + С12 Платина залишається в мелкораздробленном вигляді («платинова губка»). Усі платинові метали поглинають водень, особливо платина і паладій. Останній може поглинути до 900−1000 обсягів водню, у своїй метал збільшується обсягом і покривається тріщинами. Металургія шляхетних металів істотно відрізняється від способів виплавки з руд таких металів, як залізо, мідь, цинк, свинець, алюміній і магній. Пояснюється це тим, що відсотковий вміст шляхетних металів у тому рудах, зазвичай, дуже невелика. З іншого боку, значні кількості шляхетних металів отримують при очищенні (рафинировании) «чорнових» металів — свинцю, міді, нікелю. Зокрема, понад 80% видобутку срібла одержують у ролі однієї з харчів рафінування свинцю, выплавленного з сульфідних свинцевих і свинцево-цинкових руд. Такий свинець, так званий веркблей, завжди містить домішка срібла. Щоб його виділити, розплавлений і нагрітий до червоного веркблей перемішують з цинком, який утворює з сріблом интерметаллические сполуки, мають меншу щільність, ніж розплавлений свинець, вищу температуру затвердіння. Тому, за охолодженні веркблея з його поверхню виринає «срібляста піна» — затверділий сплав цинку, срібла і свинцю. Цю піну, збирають і далі сильно нагрівають в ретортах з суміші вогнетривкої глини з графітом. Після відходу цинку як парів в реторті залишається сплав срібла і свинцю. Його піддають купелированию, що складається у цьому, що у поверхню сріблястого свинцю, вміщеного в піч з подом з пористого матеріалу, направляють струмінь повітря. Свинець у своїй окислюється в оксид свинцю PbO «свинцевий глет», який плавиться, частково всмоктується матеріалом пода, частково стікає до приймальника. Разом із свинцем окислюються та інші метали, їх оксиди видаляються з «глетом». Отримане сире срібло очищають, найкраще електроліз. Анодами служать пластини, відлиті з сирого срібла, катодами — тонкі аркуші з чистого срібла, електролітом — розчин нітрату срібла. При пропущенні струму аноди розчиняються, створюючи катиони Ag+. Вони розряджаються на катодах, де чисте срібло осаджується; домішки ж (наприклад, золото) накопичуються дно якої ванни як илообразного осаду, званого шламом (від ньому. Schlamm — мул). Електроліз можна також ознайомитися відокремити срібло від свинцю. І тут аноди відливаються з сріблястого свинцю,. катоди роблять із чистого листового свинцю; електролітом служить гексафторокремниевая кислота H2[SiF6]. Чистий свинець осаджується на катодах, а срібло (разом із золотому й платиновими металами) випадає на дно як шлама.

Однією з важливих джерел щоб одержати срібла (і золота) є шлам, утворений при электролитическом рафинировании міді. У цьому процесі анодами служать литі пластини з міді вогневого рафінування, катодами — тонкі аркуші з електролітичної міді, електролітом — розчин сульфату міді (II) з добавкою сірчаної кислоти. Осідає дно якої ванни шлам висушують і сплавляють під шаром суміші соди з селітрою. Отриманий сплав «метал Дар» містить 93−97% срібла, 2,0−2,5% золота, інше — мідь і домішки. Його очищають електроліз. Золото (іноді платина і паладій) випадає як шлама.

Руди золота містять зазвичай дуже мало цього металу (від 3 до 16 р на 1 т). Тому подрібнену руду спочатку піддають збагаченню. З отриманого концентрату витягають золото дуже слабким розчином ціаніду натрію (іноді кальцію) за одночасного продуванні повітрям. Золото (і срібло) перетворюється на розчин як комплексних ціанідів Na[Au (CN)2] і Na[Ag (CN)2]. На цьому розчину золото (і срібло) в облогу беруть цинком, продукт реакції обробляють розведеною соляної чи сірчаної кислотою видалення цинку, залишок висушують і сплавляють. Остаточну очищення золота виробляють електроліз в солянокислом розчині хлориду золота (III), підігрітому до 60−70°С. У умовах золото осаджується на катодах з чистого листового золота, срібло випадає як шламу. Паладій переходить в електроліт; її видаляють як гексахлорплатината амонію, додаючи до електроліту хлорид амонію. Поділ платинових металів й одержання в чистому вигляді (аффинаж) — дуже складне завдання, потребує великий витрати, часу, дорогих реактивів, і навіть високого майстерності. Самородную платину, платиновий «брухт» і той матеріал передусім обробляють «царської горілкою» при слабкому нагревании.

У цьому повністю переходить до розчин платина і паладій у вигляді Н2[PtСl6] і H2[PdCI6], мідь, залізо і нікель — як хлоридів CuCl2, FeCl3, NiCl2. Частково розчиняються родій і іридій як H3[RhCl6] і H2[IrCI6]. Нерозчинний в «царcкой горілці» залишок складається з сполуки осмію з иридием, і навіть супутніх мінералів (кварцу SiO2, хромистого залізняку FeCr2O4, магнітного залізняку Fе3О4 та інших.). Отфильтровав розчин, потім із нього в облогу беруть платину хлоридом амонію. Проте, щоб осад гексахлорплатината амонію не містив іридію, який утворює також труднорастворимый гексахлориридит (IV) амонію (NH4)2[IrCl6], необхідно відновити Ir (IV) до Ir (III). Це виробляють додатком, наприклад, тростинового цукру C12H22O14 (спосіб И.И. Черняева). Гексахлориридит (III) амонію розчинний у воді й хлоридом амонію не осаджується. Осад гексахлорплатината амонію отфильтровывают, промивають, висушують і прокаливают. Отриману платинову губку спрессовывают, та був сплавляють в кислородо-водородном полум’я чи електричної високочастотної печи.

З фільтра від гексахлорплатината амонію витягають паладій, родій і іридій; з сплаву іридію виділяють іридій, осмій і рутеній. Необхідні для цього хімічні операції дуже сложны.

Нині головним джерелом отримання платинових металів служать сульфидные мідно-нікелеві руди. У результаті їхніх складної переробки виплавляють звані «чорнові» метали — забруднені нікель і мідь. За умов їх электролитическом рафинировании шляхетні метали накопичуються в вигляді анодного шламу, який направляють на аффинаж.

ВИКОРИСТАННЯ ШЛЯХЕТНИХ МЕТАЛЛОВ

Срібло і золото — дуже пластичні, тягучі та порівняно м’які метали. З срібла можна витягнути дріт довжиною 100 м, маса якої всього 0,045 р; маса золотий дроту тієї самої довжини — 0,04 р. Срібло і золото можна прокувати в найтонші аркуші (до 0,4 мкм), просвітчасті синевато-зеленым чи зеленим кольором. Щоб надати твердості срібло і золото сплавляють з міддю. На цьому сплаву виготовляють ювелірні та інші вироби. Зміст шляхетного металу у 1 кг його сплаву, виражене в грамах, називається його пробой.

У нашій країні встановлено проби: 375, 500, 583, 750, 958 для золота і 800, 785, 916 для срібла. У Великобританії, США, Швейцарії та деяких інших країнах проба виявляється у умовних одиницях — каратах. Проба чистого металу прийнята за 24 карата (проба 1000). Золото 18 каратів — той самий, що золото 750-й проби, тощо. Золота монета у Росії у багатьох інших країнах чеканилась з золота 900-ї проби, срібна з срібла 900-ї і 500- і проби. Нині карбування монети з сплавів шляхетних металів немає. Проте шляхетні метали, їх сплави і хімічні сполуки отримують всі дедалі більшу використання у техніці. Тут можна лише згадати найголовніші з них.

Кілька століть під час виготовлення дзеркал поверхню скла покривали амальгамою олова — сплавом ртуті з оловом. Ця робота внаслідок отруйності ртутних парів була дуже шкідливою здоров’ю. У 1856 р. знаменитий німецький хімік Ю. Либих знайшов спосіб покриття скла найтоншим шаром срібла. Сутність способу полягає у відновленні срібла з аміачного розчину його солей глюкозою. На поверхні скла осідає тонкий міцний наліт срібла, який заміняє амальгаму. Цей швидкий, нешкідливий і недорогий спосіб остаточно витіснив колишній лише на початку XX в. Срібло найкраще провідником електрики. Його удільне опір при 20(одно 0,016 Ом*мм/м (воно одно 0,017 для міді, 0,024 для золота і 0,028 для алюмінію). Цікаво, що під час Другої світової війни Державна скарбниця США видало «Манхэттенскому проекту» 14 т срібла від використання як провідника на роботах зі створення атомної бомби. У результаті хорошою електричної провідності та стійкості проти дії кисню при високих температур срібло застосовується як важливий в електротехніці матеріал. Завдяки стійкості срібла проти ядучих лугів, оцтової кислоти та інших речовин потім із нього виготовляють апаратуру для хімічних заводів, і навіть лабораторну посуд. Воно є каталізатором у деяких виробництвах (наприклад, окислення спиртів в альдегіди). Сплави з урахуванням срібла застосовують також і виготовлення ювелірні вироби, зубних протезів, підшипників та інших. Солі срібла використав медицині та фотографії. Не так давно йодид срібла AgI як аерозолю отримав застосування штучного викликання дощу. Крихітні кристалики иодида срібла, запроваджене хмару, служать центрами, у яких відбувається конденсація водяної пари та злиття дрібних крапельок води в великі дощові краплі. Золото застосовують у вигляді сплавів, звичайно з міддю, в ювелірному і зубопротезном справі. Сплави золота з платиною, дуже стійкі проти хімічних впливів, використовують із виготовлення хімічної апаратури. Сполуки золота застосовують й у медицині та в фотографии.

Практичні застосування платинових металів великі й досить різноманітні. Вони використовують у промисловості, приладобудуванні, зубоврачевании і ювелірному справі. Стійкість проти впливу кисню навіть за високих температур, кислото- і жароупорность роблять платину, родій, іридій цінними матеріалами для лабораторної і заводський хімічної апаратури. Тиглі з радію, іридію застосовують для робіт зі фтором та її сполуками або заради робіт, за дуже високої температурі. Загальна маса платинових човнів одному з заводів, изготовляющих скляне волокно, становить кілька сотень кілограмів. З сплаву 90% Pt + 10% Ir виготовлені міжнародні еталони метри й кілограма. У частинах приладів, де потрібна велика твердість і стій- кістку проти зносу, використовують природний осмистый іридій. Дуже світлий і не чорніючий згодом сплав 80% Pd + 20% Ag застосовують виготовлення шкал астрономічних і навігаційних приборов.

За здатністю відбивати світло родій лише трохи поступається сріблу. Він тьмяніє згодом, тому дзеркальні поверхні астрономічних приладів воліють покривати родием. Для виміру температур до 1600 °C служать термопари з тонких дротів — з платини і з сплаву 90% Pt+10% Rh. Вищі температури (до 2000°С) можна вимірювати термопарою з іридію і сплаву 60% Rh + 40% Ir.

Платинові метали, і навіть їх сплави катализируют багато хімічні реакції, наприклад окислювання SO2 в SO3. Однак на цей час ці каталізатори заміняють іншими речовинами, більш дешевыми.

Одне з найсильніших отрут яка має запаху, — оксид вуглецю (II) ЗІ - легко знайти, якщо доповнити газову суміш смужку фільтрувальної папери, змочену розчином хлориду палладия:

PdCl2 + CO + H2O = CO2 + 2HCl + Pd

У результаті виділення мелкораздробленного паладію папір чернеет.

Сплави платини й паладію, які темніють згодом не мають присмаку, застосовують у стоматології. На наукові і промислові мети йде близько 90 відсотків% всіх платинових металів, інше — на ювелірне производство.

Орден «Перемога «і орден Суворова 1-го ступеня виготовляють з платины.

ЛІТЕРАТУРА 1. Погодін А. Шляхетні метали. М.: Знання, 1979 2. Венецкий С.І. У металів. М.: Металургія, 1988 3. Лебедєв Ю. О. Про рідкісних і розсіяних: Розповіді про металах. 4. М.: Металургія, 1986

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой