Общая химия - Николай Глинка

246. Платина (Platinum).

В природе платина, подобно золоту, встречается в россыпях в виде крупинок, всегда содержащих примеси других платиновых металлов. Содержание платины в земной коре оценивается всего в 5·10-8% (масс.).

Платина — белый блестящий ковкий металл, не изменяющийся на воздухе даже при сильном накаливании. Отдельные кислоты на нее не действуют. Платина растворяется в царской водке, но значительно труднее, чем золото.

Ввиду тугоплавкости и высокой химической стойкости платины из нее изготовляют лабораторную посуду: тигли, чашки, лодочки и т. п.

В химической промышленности платина применяется для изготовления коррозионностойких деталей аппаратуры. Платиновые аноды используются в ряде электрохимических производств (производство надсерной кислоты, перехлоратов, перборатов). Широко применяется платина как катализатор, особенно при проведении окислительно-восстановительных реакций. Она представляет собой первый, известный еще с начала XIX века гетерогенный катализатор. В настоящее время платиновые катализаторы применяются в производстве серной и азотной кислот, при очистке водорода от примесей кислорода и в ряде других процессов. Из платины изготовляют нагревательные элементы электрических печей и приборы для измерения температуры (термометры сопротивления и термопары). В высокодисперсном состоянии платина растворяет значительные количества водорода и кислорода. На ее способности растворять водород основано применение платины для изготовления водородного электрода (см. стр. 272).

В большинстве своих соединений платина проявляет степени окисленности +2 и +4. Как в том, так и в другом состоянии она обладает выраженной способностью к образованию комплексных соединений; более важное значение имеют соединения платины (IV).

При растворении платины в царской водке получается гекса-хлороплатиновая, или платинохлористоводородная, кислота H2[PtCl6], которая при выпаривании раствора выделяется в виде красно-бурых кристаллов состава H2[PtCl]6·H2O. Калиевая соль этой кислоты — одна из наименее растворимых солей калия. Поэтому ее образованием пользуются в химическом анализе для открытия калия.

При нагревании в струе хлора до 360°C гексахлороплатиновая кислота разлагается с выделением хлороводорода и образованием хлорида платины (IV) PtCl4.

Если к раствору H2[PtCl6] прилить щелочь, то выпадает бурый осадок Pt(OH)4. Это вещество называется платиновой кислотой, так как при растворении в избытке щелочи образует соль. Известен также оксид платины (IV) PtO2.

Хлорид платины (II) PtCl2 получается при пропускании хлора над мелко раздробленной платиной. Он имеет зеленоватый цвет и нерастворим в воде.

К комплексным соединениям платины (II) относятся, например, соли тетрацианоплатиновой (II) кислоты H2[Pt(CN)4], Бариевая соль этой кислоты Ba[Pt(CN)4] обнаруживает яркую флуоресценцию при действии на нее ультрафиолетовых и рентгеновских лучей и служит в рентгеноскопии для покрытия флуоресцирующих экранов.

247. Палладий (Palladium). Иридий (Iridium).

Палладий — серебристо-белый металл, самый легкий из платиновых металлов, наиболее мягкий и ковкий.

- 679 -

Он замечателен своей способностью поглощать огромное количество водорода (до 900 объемов на 1 объем металла).

При этом палладий сохраняет металлический вид, но значительно увеличивается в объеме, становится ломким и легко образует трещины. Поглощенный палладием водород находится, по-видимому, в состоянии, приближающемся к атомарному, и поэтому очень активен. Насыщенная водородом пластинка палладия переводит хлор, бром и иод в галогеноводороды, восстанавливает соли железа(III) в соли железа(II), соли ртути (II) в соли ртути (I), диоксид серы в сероводород.

Из палладия изготовляют некоторые виды лабораторной посуды, а также детали аппаратуры для разделения изотопов водорода. Сплавы палладия с серебром применяются в аппаратуре связи, в частности, для изготовления контактов. В терморегуляторах и термопарах используются сплавы палладия с золотом, платиной и родием. Некоторые сплавы палладия применяются в ювелирном деле и зубоврачебной практике.

Нанесенный на асбест, фарфор или другие носители, палладии служит катализатором ряда окислительно-восстановительных реакций. Это его свойство используется как в лаборатории, так и в промышленности при синтезе некоторых органических соединений. Палладиевый катализатор применяют для очистки водорода от следов кислорода, а также кислорода от следов водорода.

В химическом отношении палладий отличается от других платиновых металлов значительно большей активностью. При нагревании докрасна он соединяется с кислородом, образуя оксид PdO, растворяется в азотной кислоте, горячей концентрированной серной кислоте и в царской водке.

Как и для платины, для палладия характерны степени окисленности +2 и +4; более устойчивы соединения палладия (II). Большинство солей палладия растворяется в воде и сильно гидролизуется в растворах. Хлорид палладия (II) PdCl2 очень легко восстанавливается в растворе до металла некоторыми газообразными восстановителями, в частности оксидом углерода(II), на чем основано его применение для открытия оксида углерода в газовых смесях. Он используется также как катализатор некоторых окислительно-восстановительных реакций.

Иридий отличается от платины очень высокой температурой плавления и еще большей стойкостью к различным химическим воздействиям. На иридий не действуют ни отдельные кислоты, ни царская водка. Кроме того, иридий значительно превосходит платину своей твердостью.

Чистый иридий применяется для изготовления некоторых научных приборов. Для той же цели употребляется сплав, содержащий 90% платины и 10% иридия. Из такого сплава изготовлены международные эталоны метра и килограмма.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Некоторые единицы СИ

Множители и приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц и их наименований

В скобках указаны приставки, которые допускается применять только в наименовании дольных и кратных единиц, получивших широкое распространение (например, сантиметр, дециметр). Приставки рекомендуется выбирать так, чтобы численные значения величин находились в пределах от 0,1 до 1000.

Соотношения между единицами энергии

Соотношения между единицами давления

Соотношения между некоторыми внесистемными единицами и единицами СИ

Важнейшие физические постоянные

Литература для углубленного изучения общей и неорганической химии

Агафоишн Н. П. Периодический закон и периодическая система элементов Д. И. Менделеева. М.: Просвещение, 1973. 208 с.

Ария С. М., Семенов И. Н. Краткое пособие по химии переходных элементов. Л.: Изд-во ЛГУ, 1972. 142 с.

Астахов К. В. Современное состояние периодической системы Д. И. Менделеева. М.: Знание, 1969. 79 с.

Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия. М.: Высшая школа, 1981, 680 с.

Барнард А. Теоретические основы неорганической химии. М.: Мир, 1968, 361 с.

Басоло Ф., Джонсон Р. Химия координационных соединений. М.: Мир, 1966. 196 с.

Введение в общую химию/Кар апетъянц М. X., Лучииский Г. П., Мастрюков В. С., Хомутов М. Е. Под ред. Лучинского Г. П. М.: Высшая школа, 1980, 256 с.

Гиллеспи Р. Геометрия молекул. М.: Мир, 1975, 278 с.

Грей Г. Электроны и химическая связь. М.: Мир, 1967. 234 с.

Гринберг А. А. Введение в химию комплексных соединений. 4-е изд. Л.: Химия, 1971. 632 с.

Дей К., Селбин Д. Теоретическая неорганическая химия. 3-е изд. М.: Химия, 1976. 567 с.

Дикерсон Р., Грей Г., Хейт Дж. Основные законы химии. М.: Мир, 1982. Т. 1, 2.

Желиговская Н. Н., Черняев И. И. Химия комплексных соединений. М.: Высшая школа, 1966. 388 с.

Зайцев О. С. Общая химия. М.: Высшая школа, 1983. 248 с.

Зайцев О. С. Химическая термодинамика к курсу общей химии. М.: Изд-во МГУ, 1973. 295 с.

Карапетьянц М. X. Введение в теорию химических процессов. 3-е изд. М.: Высшая школа, 1978. 334 с.

Карапетьянц М. X., Дракин С. И. Строение вещества. 3-е изд. М.: Высшая школа, 1978. 304 с.

Карапетьянц М. X., Дракин С. И. Общая и неорганическая химия. М.: Высшая школа, 1981. 632 с.

Кемпбел Дж. Почему происходят химические реакции. М.: Мир, 1967. 158 с.

Кемпбел Дж. Современная общая химия. М.: Мир, 1975. Т. 1—3.

Корольков Д. В. Основы неорганической химии. М.: Просвещение, 1982. 271 с.

Коттон Ф., Уилкинсон Дж. Современная неорганическая химия. М.: Мир, 1969. Ч. 1—3.

Коттон Ф., Уилкинсон Дж. Основы неорганической химии: М.: Мир, 1979. 677 с.

Красовицкая Т. И. Электронные структуры атомов и химическая связь. 2-е изд. М.: Просвещение, 1980. 224 с.