Реферат - Применение платины и металлов платиновой группы

Подождите немного. Документ загружается.

Московский Государственный Университет

Приборостроения и Информатики

Реферат на тему №49:

«Применение платины

и металлов платиновой группы»

Выполнил: Анашкин В.М.

студент 5 курса заочного отделения

факультета ТИ-4, специальности 261001

«Художественная обработка металла»

Москва - 2010

Содержание:

Pt ……………………………….3

Ir ………………………………..4

Os ………………………………5

Pd ………………………………5

Rh ………………………………7

Ru ………………………………9

Литература……………………10

История Pt

В Старом Свете платина не была известна, однако цивилизации Анд (инки и

чибча) добывали и использовали её с незапамятных времён.

В Европе платина была неизвестна до XVIII в. В 1748 г. испанский математик

и мореплаватель А. де Ульоа первым привез на европейский континент

образцы самородной платины, найденной в Перу. Впервые в чистом виде из

руд платина была получена английским химиком У. Волластоном в 1803 г.

Итальянский химик Джилиус Скалигер в 1835 году открыл неразложимость

платины и таким образом доказал, что она является независимым химическим

элементом.

В России еще в 1819 году в россыпном золоте, добытом на Урале был

обнаружен «новый сибирский металл». Сначала его называли белым

золотом, платина встречалась на Верх-Исетских, а затем и на Невьянских и

Билимбаевских приисках. Богатые россыпи платины были открыты во второй

половине 1824 года, а на следующий год в России началась ее добыча.

Описание

ПлатинаF— 78FэлементFпериодической таблицы, атомная масса

195,08;FблагородныйFметаллFсеро-стального цвета.

Применение платины

В технике

 Платина применяется как катализатор (чаще всего в сплаве с родием, а

также в видеFплатиновой черниF— тонкого порошка платины, получаемой

восстановлением ее соединений).

 Платина применяется в ювелирном и зубоврачебном деле, а также в

медицине.

 Изготовление стойкой химически и к нагреванию лабораторной посуды.

 Изготовление миниатюрных магнитов огромной силы (сплав платина-

кобальт, ПлК-78).

 Специальные зеркала для лазерной техники.

 Чрезвычайно долговечные и стабильные электроконтакты и сплавы для

радиотехники (ПлИ-10, ПлИ-20, ПлИ-30 (платина-иридий).

Гальванические покрытия

 Перегонные реторты для производства плавиковой кислоты.

 Электроды для получения перхлоратов, перборатов, перкарбонатов,

пероксодвусерной кислоты (фактически на платине держится все мировое

производство перекиси водорода: электролиз серной кислотыF—

пероксодвусерная кислотаF— гидролизF— отгонка перекиси водорода).

 Нерастворимые аноды в гальванотехнике.

 Анодные штанги для защиты от коррозии корпусов подводных лодок.

 Нагревательные элементы печей сопротивления.

В медицине

Соединения платины (преимущественно, тетрахлорплатинаты) применяются,

какFцитостатикиF(«цис-платина»). Однако в настоящее время имеются более

эффективные противораковыеFлекарственные средства.

В ювелирном деле

Платина и её сплавы широко используются для производстваFювелирных

изделий.

Ежегодно мировая ювелирная промышленность потребляет около 50 тонн

платины. ДоF2001 годаFбольшая часть ювелирных изделий из платины

потреблялась вFЯпонии. С 2001 года на долюFКитаяFприходится примерно

50F% мировых продаж. В 1980Fг. Китай потреблял около 1F% ювелирных

изделий из платины. В настоящее время в Китае ежегодно продаётся около

10Fмлн изделий из платины общей массой около 25 тонн.

РоссийскийFспрос на ювелирную платину составляет 0,1F% от мирового

уровня.

История Ir

Иридий был открыт в 1803 году английским химиком С. Теннантом

одновременно с осмием, которые в качестве примесей присутствовали в

природной платине, доставленной из Южной Америки.

Описание

Ири

дий — химический элемент с атомным номером 77 в периодической

системе, обозначается символом Ir (лат. Iridium). Иридий — очень твёрдый,

тугоплавкий, серебристо-белый переходный металл платиновой группы,

обладающий высокой плотностью и уступающий по этому параметру только

осмию. Имеет высокую коррозионную стойкость даже при температуре 2000

°C.

Применение иридия

Особый интерес в качестве источника (аккумулятора) энергии вызывает

ядерный изотоп иридий-192m2(период полураспада 241 год). Иридий

используется также для изготовления перьев для ручек. Небольшой шарик из

иридия можно встретить на кончиках перьев, особенно хорошо его видно на

золотых перьях, где он отличается по цвету от самого пера. Сплавы с W и Th

— материалы термоэлектрических генераторов, с Hf — материалы для

топливных баков в космических аппаратах, с Rh, Re, W — материалы для

термопар, эксплуатируемых выше 2000 °C, с La и Се — материалы

термоэмиссионных катодов.

История Os

Осмий открыт вF1804 годуFанглийским химикомFСмитсоном ТеннантомFв

осадке, остающемся после растворения платины вFцарской водке. Сходные

исследования проводились французскими химикамиFАнтуаном Франсуа де

ФуркруаFиFВокеленом, которые также пришли к выводу о содержании

неизвестного элемента в нерастворимом остатке платиновой руды.

Гипотетическому элементу было присвоено имяFптенF(крылатый), однако

опыты Теннанта продемонстрировали, что это смесь двух

элементовF—FиридияFи осмия.

Описание

О́ смий — химический элемент с атомным номером 76 в Периодической

системе химических элементов Д. И. Менделеева, обозначается символом Os

(лат. Osmium). При стандартных условиях представляет собой серебристо-

голубоватый хрупкий переходный металл. Относится к группе платиновых

металлов.

Применение осмия

 Применяется какFкатализаторFдля

синтезаFаммиака,FгидрированияFорганических соединений, в

катализаторахFметанольныхFтопливных элементов.

 Сплав «осрам» (осмия сFвольфрамом) использовался для изготовления

нитей ламп накаливания.

 Есть сведения о применении осмия в военных целях, как часть

артиллерийских снарядов и боеголовок ракет. Также применяется в

электронной аппаратуре авиа- и ракетной техники.

 Применяется в ювелирных изделиях.

 Компонент сверхтвердых и износостойких сплавов с иридием и рутением

(опорные оси точных приборов, наконечники перьев для авторучек).

История Pd

Открыт английским химиком Вильямом Волластоном (William Hyde Wollaston)

в 1803 году. Волластон выделил его из платиновой руды привезённой из

Южной Америки.

Для выделения элемента Волластон растворил руду в царской водке (aqua

regia) нейтрализовал кислоту раствором NaOH, затем осадил платину из

раствора действием хлорида аммония NH4Cl (в осадок выпадает

хлорплатинат аммония). Потом к раствору был добавлен цианид ртути, при

этом образовался цианид палладия. Чистый палладий был выделен из

цианида нагреванием.

Описание

Палла

дий — химический элемент с атомным номером 46 в периодической

системе, обозначается символом Pd (лат. Palladium), белого цвета.

Пластичный переходный металл, благородный металл.

Применение палладия

Катализаторы

Палладий часто применяется как катализатор, в основном в процессе

гидрогенизации жиров и крекинге нефти.

Хлорид палладия используется как катализатор и для обнаружения

микроколичеств угарного газа в воздухе или газовых смесях.

Очистка водорода

так как водород очень хорошо диффундирует через палладий, палладий

применяют для глубокой очистки водорода. Также, палладий способен

исключительно эффективно обратимо аккумулировать водород. Для экономии

дорогостоящего палладия при производстве мембран для очистки водорода и

разделении изотопов водорода, разработаны сплавы его с другими

металлами (наиболее эффективен и экономичен сплав палладия с иттрием).

Гальванотехника

Хлорид палладия применяется в качестве активирующего вещества при

гальванической металлизации диэлектриков — в частности, осаждении меди

на поверхность слоистых пластиков при производстве печатных плат в

электронике.

Электрические контакты

Палладий и сплавы палладия используется в электронике — для покрытий,

устойчивых к действию сульфидов (преимущество перед серебром).

В частности, палладий постоянно расходуется для производства реохордов

прецизионных сопротивлений высокой точности (военная и аэрокосмическая

техника), в том числе в виде сплава с вольфрамом (например ПдВ-20М).

Применение в данных узлах обусловлено высокой износоустойчивостью

палладия, что идеально подходит для его использования в контактных

группах. К слову говоря, реохорды из палладиевой проволоки широко

применялись и в аппаратуре гражданского назначения, а палладий в чистом

виде применялся в контактах шаговых переключателей контрольно-

самопишущих машин.

А также палладий входит в состав керамических конденсаторов, с высокими

показателями температурной стабильности ёмкости.

В ювелирном деле

в сплавах используемых в ювелирном деле (например, для получения сплава

золото-палладий — т. н. «белое золото»), в целом палладий даже в

незначительном количестве (1 %) способен резко изменить цвет золота в

серебристо-белый. Основные сплавы палладия с серебром в ювелирном деле

имеют пробу 500 и 850 (наиболее технологичны и привлекательны).

Другие применения металлического палладия

 в различных прецизионных механических инструментах

 Палладий используется для изготовления специальной химической посуды,

стойких к коррозии деталей высокоточных измерительных приборов.

 Из Pd и его сплавов изготовляют медицинские инструменты, детали

кардиостимуляторов, зубные протезы, некоторые лекарственные средства.

 Определённое количество палладия расходуется для изготовления

химической аппаратуры для производства плавиковой кислоты (сосуды,

перегонные кубы, детали насосов, реторты).

 Покрытия из палладия применяются для нанесения на электрические

контакты для предотвращения искрения.

 Банк России чеканит из палладия памятные монеты в очень ограниченном

количестве.

Лекарственные препараты

В некоторых странах незначительное количество палладия используется для

получения цитостатических препаратов — в виде комплексных соединений,

аналогично цис-платине.

История Rh

Открыт в Англии в 1803 году Уильямом Гайдом Волластоном.

Описание

Ро

дий — химический элемент с атомным номером 45 в периодической

системе, обозначается символом Rh (лат. Rhodium), белого цвета. Твёрдый

переходный металл, благородный металл платиновой группы.

Применение родия

Катализаторы

 Родий применяется в катализаторах, в том числе в каталитических

фильтрах-нейтрализаторах выхлопных газов автомобилей

 Сплав родия с платиной очень эффективный катализатор для производства

азотной кислоты окислением аммиака воздухом и до сих пор его применению

нет альтернативной замены.

Конструкционный материал

 при производстве стекла (сплав платина-родий — фильеры для

стеклонитей, для жидкокристаллических экранов). В связи с ростом

производства жидкокристаллических устройств потребление родия быстро

растёт (в 2005 в производстве стекла было использовано 1,55 тонны родия, в

2003 — 0,81 тонны).

 Металлический родий используется для производства зеркал

подвергающихся сильному нагреву (калению) для мощных лазерных систем

(например фтороводородных лазеров), а так же для производства

дифракционных решеток к приборам для анализа вещества (спектрометры).

 Тигли из платино-родиевых сплавов используются в лабораторных

исследованиях и для выращивания некоторых драгоценных камней и

электрооптических кристаллов.

Термопары

 Термопары платина-родий и др., в качестве очень эффективного и

долговечного измерения высоких (до 2200 °C) температур нашли широкое

применение сплавы родия с иридием (например ИР 40\60).

Материал контактных пар

Благодаря высокой стойкости к электроэрозии родий и его сплавы

применяются в качестве материала для контактов (герконы, разъёмы,

скользящие контакты).

Ювелирное дело

Используются гальванические электролиты родирования (преимущественно

сульфатные, сульфаматные и фосфатные) для получения износостойких и

коррозионноустойчивых покрытий.

Холодный белый блеск родия хорошо сочетается с бриллиантами, фианитами

и др. вставками. Так же родий добавляют в качестве легирующей,

укрепляющей добавки в платину и палладий. Нанесение на ювелирное

изделие родиевого покрытия уменьшает износ и увеличивает твердость

изделия, защищая от царапин, и придает яркий блеск.

История Ru

Открыт профессором Казанского университета Карлом Клаусом в 1844 году.

Клаус выделил его из уральской платиновой руды в чистом виде и указал на

сходство между триадами рутений — родий — палладий и осмий — иридий —

платина.

Описание

Рутений — химический элемент с атомным номером 44 в периодической

системе, обозначается символом Ru (лат. Ruthenium), Серебристо-серый

хрупкий переходный металл, благородный металл.

Применение рутения

 Небольшая добавка рутения (0,1 %) увеличивает коррозионную стойкость

титана.

 В сплаве с платиной используется для изготовления чрезвычайно

износостойких электрических контактов.

 Катализатор для многих химических реакций. Очень важное место рутения

как катализатора в системах очистки воды орбитальных станций.

Уникальна также способность рутения к каталитическому связыванию

атмосферного азота при комнатной температуре.

Рутений и его сплавы находят применение в качестве жаропрочных

конструкционных материалов в аэрокосмической технике, и до 1500 °C по

прочности превосходят лучшие сплавы молибдена и вольфрама (имея

преимущество так же в высокой стойкости к окислению).

В последние годы широко изучается оксид рутения как материал для

производства суперконденсаторов электроэнергии, удельная электрическая

ёмкость свыше 700 Фарад/грамм.

Литература:

С. И. Венецкий "Рассказы о металлах"

Шаталова И.В., Скурлов В.В. Ассортимент отечественной ювелирной

промышленности.- М.: 1990