Интернет-газета KONTINENT на Facebook Интернет-газета KONTINENT в Одноклассниках  Интернет-газета KONTINENT ВКонтакте Интернет-газета KONTINENT в Twitter
Главная / Без политики / МОИП рассказывает… / Платиновые металлы – родий, палладий, осмий, иридий, рутений

Платиновые металлы – родий, палладий, осмий, иридий, рутений

Платиновые металлы, серебристо-белые и тугоплавкие, наряду с серебром и золотом, из-за красивого внешнего вида и высокой химической стойкости, относят к благородными металлами.

Платиновые металлы – родий, палладий, осмий, иридий, рутенийК платиновым металлами, или платиноидам относятся: рутений, родий, палладий, осмий и иридий.

Палладий и родий в 1803 году обнаружил в самородной платине английский ученый У. Х. Волластон. Палладий получил свое название от малой планеты (астероида) Паллады (открытой в 1802), а родий (от греч. rhodon – роза) назван по розовато-красному цвету его солей.

В 1804 году английский химик Смитсон Теннант в остатке после растворения самородной платины в царской водке открыл иридий (название от разнообразия окраски его соединений, от греч. iridos радужный)  и осмий (названный так из-за резкого запаха его оксида, греч. osme – запах).

А в 1844 году К. К. Клаус при исследовании остатков от аффинажа (очистки) уральской самородной платины в Петербургском монетном дворе открыл еще один платиновый металл – рутений (от лат. Ruthenia – Россия).

Платиновые металлы принадлежат к наиболее редким элементам, их среднее содержание в земной коре крайне мало.

Самые редкие в земной коре – рутений и иридий (1·10-7% по массе), наиболее распространен осмий (5·10-6%).

Но что весьма интересно – весьма высоко среднее содержание платиноидов в каменных метеоритах (10-4 – 10-5 % по массе).

Платиновые металлы встречаются на Земле в основном в самородном виде, известны и немногочисленные соединения с серой, мышьяком и сурьмой.

Основным источником получения платиновых металлов служат сульфидные медно-никелевые руды, месторождения которых находятся в России (Норильск, Красноярский край), Канаде, ЮАР и других странах. Цена на палладий составляет около 200-300 долларов за килограмм

Иридий применяют в основном в виде сплава с платиной (до 10% иридия). Из платино-иридиевого сплава сделаны международные эталоны метра и килограмма. Из него также изготовляют тигли, в которых выращивают кристаллы для лазеров, из сплава иридия и осмия делают опоры для стрелок компасов и других приборов.

Из чистого иридия изготовляют тигли для кристаллов для лазера и  полудрагоценные камни, используют для иридирования поверхностей ювелирных изделий («иридистое золото»), вследствие чего они приобретают светло-серый, очень блестящий оттенок.

Мировое производство иридия около 1000 кг в год, основные страны-производители – ЮАР, Канада, Россия. Стоимость иридия на мировом рынке около 200 долларов за грамм,

Родий способен сорбировать водород, является важным катализатором, ускоряющим химические реакции, также он входит в состав сплавов, обладающих высокой твердостью и стойкостью против истирания и окисления. Благодаря своей высокой отражающей способности (80% лучей видимой части спектра), а также высокой стойкостью против окисления является хорошим материалом для покрытия рефлекторов прожекторов и зеркал точных приборов. Из сплавов родий-платина изготовляют лабораторную и заводскую аппаратуру, проволоку для термоэлектрических пирометров. В ювелирном производстве родий используют в качестве защитно-декоративного покрытия родием ювелирных изделий из золота и серебра.

Родий имеет очень светлую окраску, и по виду напоминает серебро, но, в отличие от него, не темнеет на воздухе и поэтому родирование (покрытие слоем родия) применяется для защиты серебряных изделий от потемнения.

Родий входит в состав платиновых ювелирных сплавов (на территории России применяется лишь одна марка сплава платина – родий  950 пробы).

Цена родия составляет около 6500 долларов за тройскую унцию (31.1035 грамма).

Палладий применяется как катализатор на многих химические производствах, используется для изготовления специальной химической посуды, стойких к коррозии деталей высокоточных приборов, в производстве медицинских инструментов, деталей кардиостимуляторов, лекарств, а также служит для изготовления ювелирных изделий и для протезирования зубов.

Сплав золото-палладий, так называемое «белое золото», широко используются в ювелирном деле.

Палладий даже в незначительном количестве (1%) способен резко изменить цвет золота в серебристо-белый.

В состав «белого золота» 750-й пробы могут входить 75% золота, 7% серебра, 14% палладия и 4% никеля.

Основные сплавы палладия с серебром, применяемые в ювелирном деле имеют пробу 500 и 850 (они наиболее технологичны и привлекательны). Помимо стандартных сплавов палладия в ювелирном производстве иногда используются декоративные соединения палладия с индием, образующие широкую цветовую гамму – от золотистого до сиреневого. Но изделия из них – пока большая редкость.

В России применяют следующие сплавы палладия: ПД-250 (24.5% палладия и 72.1% серебра), ПД-190 (18.5% палладия и 78% серебра),  ПД-150 (14.5% палладия и 84.1% серебра) и ПД-140 (13.5% палладия и 53.9% серебра).

В мире добывается не более 300 тонн палладия, примерно 140 тонн добывает Россия, 86 тонн США и Канада, остальные страны – 9 тонн. Стоимость палладия – около 5 долларов за грамм.

Осмий очень твердый металл, поэтому, при создании сплавов с наивысшей износостойкостью, в их состав вводят осмий.

Кончики перьев дорогих авторучек (в частности знаменитый «Parker») изготовляют из сплава осмия и иридия.

Из сплавов осмия и иридия изготовляют режущие кромки хирургических инструментов, резцов для художественной обработки слоновой кости.

Осмистый иридий и иридистый осмий – хорошо известные минералы (соответственно невьянскит и сысертскит): в первом преобладает иридий, во втором –осмий. Иногда эти минералы встречаются самостоятельно, но чаще входят в состав самородной платины.

Одно достоинство осмия – тугоплавкость, температура его плавления около 30000С.

На нужды химии расходуется почти половина мировой добычи осмия. Но следует помнить, что безобидные на вид бледно-желтые кристаллы четырехокиси осмия сильный яд, раздражающий кожу и слизистые оболочки, вредно действующий на глаза. Кроме сильного и неприятного запаха, это соединение очень токсично токсично! Предельно допустимая концентрация (ПДК) четырёхокиси осмия в воздухе составляет 0.002 мг/м3, что всего в пять раз меньше ПДК для синильной кислоты (0.01 мг/м3).

Цена осмия весьма высока – от  $15,000  до  $40,000 за грамм. Всего в мире ежегодно добывают примерно 600 килограмм осмия.

Рутений применяют для повышения коррозионной стойкости титана, как катализатор, в качестве жаропрочных материалов в аэрокосмической технике. В ювелирном деле рутений применяется для изготовления так называемого «черного золота»: для придания золотым сплавам чёрного цвета, поверхность ювелирного изделия покрывают слоем чёрного родия или рутения гальваническим методом, причём цвет покрытий варьирует в диапазоне от серого и тёмно-серого до чёрного.

Платиноиды встречаются и в живых организмах, и представлены главным образом рутением, а также изотопами рутения и родия.

Морские и пресноводные водоросли интенсивно концентрируют радиоактивные изотопы 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.

Радиоактивный изотоп рутения-106 интенсивно мигрирует в почве, накопляясь в корнях наземных растений.

У наземных млекопитающих радиоактивные изотопы рутения всасываются через пищеварительный тракт, проникают в легкие, отлагаются в почках, печени, мышцах, скелете, и являются составной частью радиоактивного загрязнения биосферы.

 

А.А. Каздым
Кандидат геолого-минералогических наук
Академик Международной Академии наук,
Член Российского минералогического общества
и кристаллографического общества России

 

Понравился материал?
Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

Интернет-газета КОНТИНЕНТ на Facebook Интернет-газета КОНТИНЕНТ ВКонтакте Интернет-газета КОНТИНЕНТ в Одноклассниках

Автор: РЕДАКЦИЯ

Редакция сайта

Яндекс.Метрика