Большая Советская Энциклопедия (ПЛ)

Большая Советская Энциклопедия

В результате аффинажа получают труднорастворимые комплексные соединения: гексахлорорутенат аммония (NH₄)₃[RuCl₆], дихлорид тетрамминдиоксоосмия [OsO₂(NH₃)₄] Cl₂, хлорпентамминдихлорид родия [Rh (NH₃)₅CI] Cl₂, гексахлороиридат аммония (NH₄)₂[lrCl₆] и дихлордиаммин палладия [Pd (NH₃)₂] Cl₂. Прокаливанием перечисленных соединений в атмосфере H₂ получают П. м. в виде губки, например

[OsO₂(NH₃)₄] Cl₂ + 3H₂ = Os + 2H₂O + 4NH₃ + 2HCI

[Pd (NH₃)₂] Cl₂ + H₂ = Pd + 2NH₃ + 2HCI.

Губчатые П. м. сплавляют в вакуумной электрической печи высокой частоты.

Применяют и др. способы аффинажа, в частности основанные на использовании ионитов.

Основным источником получения П. м. служат сульфидные медно-никелевые руды, месторождения которых находятся в СССР (Норильск, Красноярский край), Канаде (округ

Садбери, провинция Онтарио), ЮАР и др. странах. В результате сложной металлургической переработки этих руд благородные металлы переходят в т. н. черновые металлы — нечистые никель и медь. П. м. собираются почти полностью в черновом Ni, a Ag и Au — в черновой Cu. При последующем электролитическом рафинировании Ag, Au и П. м. осаждаются на дне электролитической ванны в виде шлама, который отправляют на аффинаж.

Свойства платиновых металлов

Свойство	Ru	Rh	Pd	Os	lr	Pt
Атомный номер	44	45	46	76	77	78
Атомная масса	101,07	102,9055	11906,4	190,2	192,22	195,09
Среднее содержание в земной коре, % по массе	(5·10– 7)	1·10– 7	1·10– 6	5·10– 6	1·10– 7	5·10– 7
Массовые числа природных изотопов (в скобках указано распространение	96, 98, 99, 100, 101,102 (31, 61), 104	103 (100)	102, 104, 105 (22,23), 106 (27,33), 108 (26,71), 110 (11,8)	184, 186, 187, 188, 189, 190 (26,4), 192 (41,0)	191 (38,5) 193 (61,5)	190, 192 (оба слабо радиоактивны), 194 (32,9), 196(25,2), 198 (7,19)
Кристаллическая решётка, параметры в  (при 20 °С)	Гексагональ- ная плотнейшей упаковки* a =2,7057 c =4,2815	Гранецент- рированная кубическая a =3,7957	Гранецент- рирован- ная кубическая a =3,8824	Гексаго- нальная плотней- шей упаковки a =2,7533 c =4,3188	Гране- центри- рованная кубичес- кая a =3,8312	Гране- центри- рован- ная кубичес- кая a =3,916
Атомный радиус,	1,34	1,34	1,37	1,36	1,36	1,39
Ионный радиус,  (по Л. Полингу)	Ru4+ 0,67	Rh4+ 0,68	Pd4+ 0,65	Os4+ 0,65	lr4+ 0,68	Pt4+ 0,65
Конфигурация внешних электронных оболочек	4d75s1	4d85s1	4d10	5d66s2	5d76s2	5d96s1
Состояния окисления (наиболее характерные набраны полужирным шрифтом)	1,2,3,4,5,6,7,8	1,3,4	2,3,4	2,3,4,6,8	1,2,3,4,6	2,3,4
Плотность (при 20 °С), г/см3	12,2	12,42	11,97	22,5	22,4	21,45
Температура плавления, °С	2250	1960	1552	ок. 3050	2410	1769
Температура кипения, °С	ок. 4900	ок. 4500	ок. 3980	ок. 5500	ок. 5300	ок. 4530
Линейный коэффициент теплового расширения	9,1x10– 6 (20°С)	8,5x10– 6 (0—100 °С)	11,67x10– 6 (0°С)	4,6x10– 6°	6,5x10– 6 (0—100°С)	8,9x10– 6 (0°С)
Теплоёмкость, кал/(г x°С)	0,057 (0°C)	0,059 (20 °C)	0,058 (0°С)	0,0309 (°С)	0,0312	0,0314 (0°С)
кдж/(кг xК.)	0,0312	0,247	0,243	0,129	0,131	0,131
Теплопроводность кал/(см xсек °С)	—	0,36	0,17	—	—	0,17
вт/(м xК)	—	151	71	—	—	71
Удельное электросопротивление, омxсмx10– 6 (или омxсмx10– 8)	7,16-7,6 (0°C)	4,7 (0°C)	10,0 (0°C)	9,5 (0°C)	5,40 (25°C)	9,81 (0°C)
Температурный коэффициент электросопротивления	44,9x10– 4 (0—100°C)	45,7x10– 4 (0—100°C)	37,7x10– 4 (0—100°C)	42x10– 4 (0—100°C)	39,25x10– 4 (0—100°C)	39,23x10– 4 (0—100°C)
Модуль нормальной упругости, кгс/мм2**	47200	32000	12600	58000	52000	17330
Твёрдость по Бринеллю, кгсlмм2	220	139	49	400	164	47
Предел прочности при растяжении, кгс/мм2	—	48	18,5	—	23	14,3
Относительное удлинение при разрыве, %	—	15	24—30	—	2	31

^* Для Ru обнаружены полиморфные превращения при температурах 1035, 1190 и 1500°С.

** Все механические свойства даны для отожжённых П. м. при комнатной температуре; 1 кгс/мм²= 10 Мн/м². Некоторые параметры не приводятся как установленные неточно.

Применение. Из всех П. м. наибольшее применение имеет Pt. До 2-й мировой войны 1939—45 свыше 50% Pt служило для изготовления ювелирных изделий. В последние 2—3 десятилетия около 90% Pt потребляется для научных и промышленных целей. Из Pt делают лабораторные приборы — тигли, чашки, термометры сопротивления и др., — применяемые в аналитических и физико-химических исследованиях. Около 50% потребляемой Pt (частично в виде сплавов с Rh, Pd, lr, см. Платиновые сплавы) применяют как катализаторы в производстве азотной кислоты окислением NH₃, в нефтехимической промышленности и мн. др. Pt и её сплавы используются для изготовления аппаратуры для некоторых химических производств. Около 25% Pt расходуется в электротехнике, радиотехнике, автоматике, телемеханике, медицине. Применяется Pt и как антикоррозионное покрытие (см. Платинирование).

lr применяют главным образом в виде сплава Pt + 10% lr. Из такого сплава сделаны международные эталоны метра и килограмма. Из него изготовляют тигли, в которых выращивают кристаллы для лазеров, контакты для особо ответственных узлов в технике слабых токов. Из сплава lr с Os делают опоры для стрелок компасов и др. приборов.

Способностью сорбировать H₂ и катализировать многие химические реакции обладает Ru; он входит в состав некоторых сплавов, обладающих высокой твёрдостью и стойкостью против истирания и окисления.

Rh благодаря своей способности отражать около 80% лучей видимой части спектра, а также высокой стойкости против окисления является хорошим материалом для покрытия рефлекторов прожекторов и зеркал точных приборов. Но главная область его применения — сплавы с Pt, из которых изготовляют лабораторную и заводскую аппаратуру, проволоку для термоэлектрических пирометров и др.

Pd в виде черни применяется преимущественно как катализатор во многих химических производствах, в частности в процессах гидрогенизации. Из Pd изготовляют ювелирные изделия. Раствор H₂[PdCl₄] — чувствительный реактив на окись углерода. Полоска бумаги, пропитанная им, чернеет уже при содержании 0,02 мг/л СО в воздухе вследствие выделения Pd в виде черни по реакции:

H₂[PdCI₄] +H₂O + CO = 4HCI + CO₂ + Pd.

Аффинаж П. м. сопровождается выделением ядовитых Cl₂ и NOCI, что требует хорошей вентиляции и возможной герметизации аппаратуры. Пары легколетучих RuO₄ и OsO₄ вызывают общее отравление, а также тяжёлые поражения дыхательных путей и глаз (вплоть до потери зрения). При попадании этих соединений на кожу она чернеет (вследствие восстановления их до RuO₂, OsO₂, Ru или Os) и воспаляется, причём могут образоваться трудно заживающие язвы. Меры предосторожности: хорошая вентиляция, резиновые перчатки, защитные очки, поглощение паров RuO₄ и OsO₄ растворами щелочей.

Лит.: Некрасов Б. В., Основы общей химии, т. 3, М., 1970, с. 170—204; Рипан P., Четяну И., Неорганическая химия, т. 2, Химия металлов, пер. с рум., М., 1972, с. 615—675; Плаксин И. Н., Иридий, в кн.: Краткая хим. энциклопедия, т. 2, М., 1963; Леонова Т. Н., Осмий, Палладий, там же, т. 3, М., 1964; её же, Платина, Родий, Рутений, там же, т. 4, М., 1965; Химия рутения, М., 1965; Федоров И. А., Родий, М., 1966; Звягинцев О. Е., Аффинаж золота, серебра и металлов платиновой группы, 3 изд., М., 1945; Черняев И. И., Комплексные соединения переходных металлов, М., 1973; Аналитическая химия платиновых металлов, М., 1972; «Известия Сектора платины и других благородных металлов», в. 1—32, Л. — М., 1920—1955 (в. 1—3 вышли под заглавием «Известия Института по изучению платины и других благородных металлов»); Platinum group metals and compounds. Wash., 1971.

С. А. Погодин.

В организме П. м. представлены главным образом элементом рутением, а также искусственными радиоизотопами рутения и родия. Морские и пресноводные водоросли концентрируют радиоизотопы рутения в сотни и тысячи раз (по сравнению со средой), ракообразные — в десятки и сотни, моллюски — до десятков, рыбы и головастики лягушек — от единиц до сотен. ¹⁰⁶Ru интенсивно мигрирует в почве, накопляясь в корнях наземных растений. У наземных млекопитающих радиоизотопы Ru всасываются через пищеварительный тракт, проникают в лёгкие, отлагаются в почках, печени, мышцах, скелете. Радиоизотопы Ru — составная часть радиоактивного загрязнения биосферы.

Лит.: Булдаков Л. А., Москалев Ю. И., Проблемы распределения и экспериментальной оценки допустимых уровней Cs¹³⁷, Sr⁹⁰ и Ru¹⁰⁶, М., 1968.

Г. Г. Поликарпов.

Платиновые руды

Пла'тиновые ру'ды, природные минеральные образования, содержащие платиновые металлы (Pt, Pd, lr, Rh, Os, Ru) в таких концентрациях, при которых их промышленное использование технически возможно и экономически целесообразно. Значительные скопления П. р. в виде месторождений встречаются очень редко. Месторождения П. р. бывают коренные и россыпные, а по составу — собственно платиновые и комплексные (многие коренные месторождения медных и медно-никелевых сульфидных руд, россыпные месторождения золота с платиной, а также золота с осмистым иридием).