К ним относят палладий, родий и иридий, которые добываются вместе с платиной и имеют близкие к ней свойства.
Палладий (Pd) — металл серебристо-белого цвета (светлее платины). Атомный вес 106,4. Основная валентность И. Плотность 12,16 г[смъ (марка Пл 999,9). Твердость по Бринеллю 50 кгс/мм2, по шкале Мооса 4,8. Температура плавления 1554,5°С, кипения 4000°С.
Это ковкий и тягучий металл. В отличие от платины палладий менее химически стойкий, он растворяется в азотной кислоте, в подогретой до 90°С серной кислоте и в «царской водке»; химически устойчив на воздухе и в воде, но при нагревании до 860°С на воздухе окисляется.
Сплав палладия 850-й пробы (85% палладия, 13% серебра, .2% никеля) применяют для изготовления небольшого количества браслетов, колец, брошей и других ювелирных изделий, а сплав 500-й пробы (50% палладия, 45% серебра и 5% меди) — для изготовления крышек корпусов наручных часов. В последнее время в производстве ювелирных изделий часто применяется «белое золото», в состав которого входит палладий (18% палладия в 583-й пробе или 20% в 750-й пробе). Как лигатурный металл палладий улучшает свойства золота, осветляет его окраску.
Палладий как отличить от Платины и Серебра дома?
Родий (Rh) — металл бледно-голубого цвета, сходный с алюминием. Атомный вес 102,91. Основная валентность III. Плотность 12,44 г/см3. Твердость по Бринеллю 139 кгс/мм2, до Моосу 5,5—6.
Температура плавления 1966°С, кипения 4500°С. Это хрупкий металл с высокой отражательной способностью — до 80%. Родий не поддается действию кислорода воздуха, воды и «царской водки», но растворяется в щелочных растворах цианидов. В сплавах с платиной родий применяют для4 сохранения блеска изделий из «белого золота».
Иридий (Ir) — металл белого цвета с легким серым оттенком. Атомный вес 193,1. Основная валентность III, Плотность 22,42 г/см3 (марки И 99,9 и И 99,8). Твердость по Бринеллю 170 кгс/мм2, по шкале Мооса 6,5. Температура плавления 2454°С, кипения 5300°С.
Это хрупкий металл, при накаливании докрасна обладает некоторой ковкостью. Иридий химически очень стоек, на него не действуют расплавленные щелочи и кислоты и даже «царская водка». Вследствие высокой твердости иридий трудно подвергается обработке. Прибавление иридия к платине значительно увеличивает ее твердость. Сплавы иридия с платиной (5—10% иридия) применяют в производстве ювелирных изделий.
Смотрите также:
Платиновые металлы, платиноиды.
-драгоценные металлы — золото, серебро, платина и металлы платиновой группы (палладий, иридий, родий, рутений и осмий) в любом виде и состоянии, .
Благородные металлы, золото, серебро, платина и металлы платиновой группы (иридий, осмий, палладий, родий, рутений).
-драгоценные металлы — золото, серебро, платина и металлы платиновой группы (палладий, иридий, родий, рутений и осмий) в любом виде и состоянии, за исключением ювелирных и других бытовых изделий из камней и лома таких изделий.
-драгоценные металлы — золото, серебро, платина и металлы платиновой группы (палладий, иридий, родий, рутений и осмий) в любом виде и состоянии
ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫ, платиноиды — рутений, родий, палладий, осмий .
-драгоценные металлы — золото, серебро, платина и металлы платиновой группы (палладий, иридий, родий, рутений и осмий) в любом виде и состоянии.
— золото, серебро, платина и металлы платиновой группы (палладий, иридий, родий, рутений и осмий) в любом виде и состоянии, за исключением ювелирных и других бытовых изделий из этих материалов и лома таких изделий.
-драгоценные металлы — золото, серебро, платина и металлы платиновой группы (палладий, иридий, родий, рутений и осмий) в любом виде и состоянии,
-драгоценные металлы — золото, серебро, платина и металлы платиновой группы (палладий, иридий, родий, рутений и осмий) в любом виде и состоянии, ..
-драгоценные металлы — золото, серебро, платина и металлы платиновой группы (палладий, иридий, родий, рутений и осмий) в любом виде и состоянии,
Золото, серебро, платина, иридий, осмий, палладий, родий, рутений за их необычайно высокую химическую стойкость получили название — благородные металлы.
Источник: bibliotekar.ru
Температура плавления и другие характеристики палладия
Палладий – химический элемент пятого периода периодической таблицы Д.И. Менделеева, относящийся к благородным металлам платиновой группы. Отношение металла к платиноидам объясняет большую схожесть с платиной по отношению к участию в определенных химических реакциях. Палладий был открыт англичанином Вильямом Волластоном, которому удалось также открыть родий и впервые в мире в чистом виде выделить платину. Химические свойства, температура плавления и ковкость палладия позволяют активно использовать этот элемент в современных отраслях экономики: химической промышленности, автомобилестроении, а также производстве драгоценных украшений.
Общая характеристика
Открытый в начале 19 века Волластоном химический элемент был назван в честь астероида Паллада, который ученые обнаружили по времени чуть ранее. Как в науке обозначается палладий? Металл имеет атомный номер 46 и обозначается как Pd. В первые годы из-за похожести драгметалла с другим «драгоценным собратом» его часто называли «новым серебром».
Pd является пластичным переходным металлом, для которого характерен серебристо-белый цвет. По внешнему виду он действительно похож на серебро, а вот по химическим свойствам все-таки ближе к платине. Палладий находится в таблице Менделеева раньше серебра, так легче этого металла. Pd легче всех остальных металлов из «благородной» четверки: именно поэтому даже массивные кольца из палладия будут легче, чем золотые или платиновые аналоги.
Палладий – химический элемент, которого в земной коре очень мало, поэтому он относится к числу самых редких металлов. Специалисты по геохимии имеют сведения примерно о 30 минералах, в составе которых можно найти Pd. Многие из этих минералов мало изучены, а некоторые даже не имеют названий. Металл иногда встречается в виде самородков, но очень редко: все остальные платиноиды в такой форме в природе не существуют. Чаще всего Pd является примесью золота или платины, а также компонентом сульфидных никелевых и медных руд.
Свойства палладия уникальны, именно благодаря им он широко используется в промышленности. В автомобилестроении его используют как элемент нейтрализаторов, в химической отрасли – как катализатор при производстве различных химических соединений, в электронике – как компонент конденсаторов, контактов и реле, в ювелирном производстве – как материал для украшений и сырье для получения сплавов платины и белого золота.
Особо значимыми соединениями металла являются его оксиды, нитрат, фторид, а также хлористый палладий.
Физические свойства металла
Природный палладий представлен шестью стабильными изотопами, наиболее часто из которых встречаются 106 Pd, 108 Pd, 105 Pd. Металл имеет гранецентрированную кубическую решетку и отличается высокой пластичностью. Пластичность и ковкость элемента позволяют применять по отношению к материалу различные способы обработки: он отлично поддается прокатке, протяжке, штамповке и сварке при комнатной температуре. При увеличении температурного режима эти свойства палладия улучшаются, поэтому из него можно сделать тонкие фольгированные листы и цельнотянутые трубки самых разных размеров.
Pd, Ag и Pt действительно схожи по внешнему виду, но вот по свойствам сильно различаются. Плотность палладия составляет 12,02 г/см3, по этому признаку он близок к серебру, имеющему плотность 10,49 г/см3, а не к платине с показателем в 21,5 г/см3. Сам элемент еще и легче всех остальных платиноидов, он характеризуется самыми низкими температурами плавления и кипения среди своих соседей-платиноидов. Pd плавится при температуре в 1 552 °С, а кипит – при отметке в 3980 °С.
Pd как благородный металл характеризуется инертностью, устойчив к коррозии и потускнению поверхности. Украшения из него славятся тем, что не темнеют, так как оксид палладия на поверхности колец и серег не образуется. Драгметалл используют как компонент сплавов других компонентов: его добавляют в лигатуру золотого сплава для придания желтому металлу красивого светлого оттенка, а также сплавляют с титаном для придания последнему высокой устойчивости к воздействию агрессивных сред. Сплав палладия с аурумом известен всем любителям ювелирных украшений как «белое золото». Украшения из него, как и из самого палладия, отлично смотрятся в сочетании с драгоценными камнями.
Среди свойств палладия специалисты отдельно отмечают его механически характеристики. Эти параметры непостоянны, что ценится в технике. После холодной обработки показатель твердости Pd увеличивается почти в 2,5 раза, а после отжига – снижается. Сплавление металла с небольшим количеством рутения и родия позволяет получить материал, прочность на растяжение которого будет в два раза превышать показатель чистого элемента.
Химические свойства элемента
Pd как химический элемент интересен тем, что представляет собой металл, электронная конфигурация которого является предельно заполненной: эта характеристика палладия означает, что металл имеет высокую химическую стойкость. Он не реагирует с водой, гидратом аммиака, щелочами и кислотами, если последние являются разбавленными. При обычных температурных условиях Pd на воздухе ведет себя устойчиво, окисление кислородом начинается при уровне температуры в 300 °C, при этом в ходе реакции получается оксид палладия (II). При дальнейшем нагревании свыше 850 °C образовавшийся ранее оксид снова распадается на металл и кислород, а сам палладий становится вновь устойчивым к процессу окисления.
На Pd могут воздействовать только концентрированные кислоты: его можно растворить в серной или азотной кислоте. Так же, как и золото, элемент растворится и в «царской водке».
Электронная формула внешней оболочки атома палладия имеет вид 4d10, на внешней орбите элемента располагается 18 электронов – она полностью заполнена. Именно эта особенность объясняет «нежелание» элемента вступать в реакции при нормальных условиях даже с фтором. Одновременно Pd считают самым активным из всех платиноидов. В соединениях чаще всего он двухвалентен, но может образовывать и трех- и четырех валентные соединения.
При комнатной температуре может идти реакция металла с влажным хлором, образуя хлористый палладий. При аналогичных условиях идет реакция с влажным бромом. С серой, мышьяком, кремнием, а также сильными окислителями, к числу которых относится и фтор, реакция возможно только при нагревании свыше 500 °C. Pd активно поглощает водород, который после этого находится в металле в виде атомов.
Особенность реакции такова, что при комнатной температуре 1 объем металла поглощает более 900 объемов водорода – именно это свойство позволило использовать палладий при изготовлении автомобильных нейтрализаторов. На сегодняшний день 70% от годовой добычи элемента расходуется автомобильной промышленностью.
Валентность элемента в соединениях может быть разной, поэтому можно получить двух- и трехвалентные оксиды палладия, одно-, двух- и четырехвалентные его сульфиды, а также другие соли и соединения, относящиеся к комплексным.
Важнейшие соединения металла
Соединения Pd широко применяются в промышленной химии, в том числе для получения других веществ, содержащих металл. Одновалентным соединением металла является сульфид палладия Pd2S, который внешне представляет собой серо-зеленое аморфное вещество. Этот сульфид драгметалла почти не растворяется в воде и кислотах, на него мало действует и всем известная «царская водка».
Среди двухвалентных соединений Pd необходимо выделить оксид палладия с формулой PdO – более устойчивый по сравнению с оксидом PdO2. Вещество внешне выглядит как порошок черного цвета, почти не разлагающийся ни в воде, ни в кислотах. При нагревании свыше 850 °C оксид распадается на металл и кислород, обладает окислительными свойствами.
Для получения соединения используется либо сам металл, который нагревают в кислороде, либо нитрат палладия, из которого оксид образуется при прокаливании. Другим способом выделения оксида металла является разложение его гидроксида при высоких температурах. Оксид вступает в реакцию с окислами щелочных металлов, но для этого процесса необходимо создание инертной атмосферы.
Драгметалл образует двухвалентный сульфид PdS, имеющий вид твердого металлоподобного вещества коричневого цвета. Соединение мало растворимо в воде, хлороводороде, сульфиде аммония, но растворяется в азотной кислоте и «царской водке». Получить соединение можно в результате термического разложения одновалентного сульфида металла, а также используя хлорид палладия или другую его двухвалентную соль, через которые необходимо пропустить сероводород.
Среди двухвалентных солей, которые можно получить из хлористого палладия, следует выделить соединения металла с бромом, йодом и фтором. Бромид Pd представляет собой вещество красно-коричневого цвета, мало растворимое в воде. Процесс получения представляет собой воздействие бромида калия на PdCl2 или бромной воды на сам элемент в металлическом виде. Йодид Pd имеет вид темно-красного порошка, который при нагревании свыше 350 °C разлагается на составляющие его элементы. Процесс получения аналогичен соли драгметалла с бромом: на хлорид Pd воздействуют йодистым калием.
Фторид палладия PdF2 имеет вид коричневых кристаллов, не растворяется в воде, но делает это в плавиковой кислоте с образованием тетрафторпалладиевой кислоты. Получить соединение можно либо в ходе прямого взаимодействия двух элементов при нагревании, либо нагреванием трехвалентного фторида с Pd. Фтор и палладий не будут реагировать друг с другом при комнатной температуре.
Палладий образует двухвалентный гидроксид: коричнево-красноватый порошок, растворимый в кислотах. Соединение получают в ходе гидролиза горячей водой, где сырьем выступает нитрат палладия, а также реакцией солей Pd на действие щелочей. Вещество обладает слабыми окислительными свойствами, при нагревании обезвоживается до оксида элемента.
Сам хлорид палладия PdCl2 представляет собой темно-красный порошок, хорошо растворяемый в соляной кислоте и органических растворителях. Вещество синтезируется непосредственно из металла и хлора. Благодаря своим свойствам эта нашла широкое применение в промышленных способах получениях других соединений драгметалла, вещество также активно используется в качестве катализатора процессов органического синтеза. Хлорид палладия относится к числу веществ-канцерогенов.
Сам нитрат палладия имеет формулу Pd(NO3)2 и выглядит как кристаллы желто-коричневого цвета. Соединение можно получить в ходе растворения металла или его оксида в азотной кислоте. Кристаллы вещества подвергаются полному гидролизу в воде, но устойчивы в подкисленной среде. Нитрат разлагается при нагревании на оксиды палладия, азота и кислород, реагирует с соляной кислотой и щелочами, при взаимодействии с растворами аммиака образует комплексное соединение.
В большинстве своих соединений палладий двухвалентен, но образует и вещества, где его валентность равна III. Фторид палладия PdF3 имеет вид черных кристаллов ромбической формы, который разлагаются при нагревании выше 220 °C и растворяются в плавиковой кислоте. Соединение характеризуется окислительными свойствами и восстанавливается водородом при повышенной температуре. Вещество можно получить воздействием фтора на металлический Pd.
К четырехвалентным соединениям драгметалла относятся фторид, оксид, сульфид и гидроксид, где элемент проявляет валентность, равную IV. Гидроксид палладия представляет собой красноватый осадок, образующийся в результате реакции К2[PdCl6] щелочью. Соединение относится к окислителям и восстанавливается до металлического палладия водородом при условии нагревания.
Сульфид драгметалла PdS2 получают сплавление хлорида элемента с серой, при взаимодействии с сульфидами щелочных металлов образует двойные сульфиды. При нагревании вещество разлагается на двухвалентный сульфид Pd и серу.
Оксид палладия PdO2 имеет вид черных кристаллов, не растворяется в воде, образует гидраты состава PdO2•2H2O. При нагревании соединение разлагается на двухвалентный оксид и кислород. Четырехвалентный фторид драгметалла имеет химическую формулу Pd[PdF6]. Вещество реагирует с водой, растворяется в плавиковой кислоте.
Источник: golden-inform.ru
Сплавы золота, платины и палладия
Указанные сплавы обладают хорошими технологическими свойствами, устойчивы к коррозии, прочны, токсикологически инертны. К ним реже, чем к другим металлам, проявляется идиосинкразия.
Чистое золото — мягкий металл. Для повышения упругости и твердости в его состав добавляются так называемые лигатурные металлы — медь, серебро, платина.
Сплавы золота различаются по проценту его содержания. Чистое золото в метрической пробирной системе обозначается 1000-й пробой. В России до 1927 г. существовала золотниковая пробирная система. Высшая проба в ней соответствовала 96 золотникам. Известна также английская каратная система, в которой высшей пробой являются 24 карата.
Сплав золота 900-й пробы используется при протезировании коронками и мостовидными протезами. Выпускается в виде дисков диаметром 18, 20, 23, 25 мм и блоков по 5 г. Содержит 90% золота, 6% меди и 4% серебра. Температура плавления равна 1063° С. Обладает пластичностью и вязкостью, легко поддается штамповке, вальцеванию, ковке, а также литью.
Сплав золота 750-й пробы применяется для каркасов дуговых (бюгельных) протезов, кламмеров, вкладок. Содержит 75% золота, по 8% меди и серебра, 9% платины. Обладает высокой упругостью и малой усадкой при литье. Эти качества приобретаются за счет добавления платины и увеличения количества меди. Сплав золота 750-й пробы служит припоем, когда в него добавляется 5-12 % кадмия.
Последний снижает температуру плавления припоя до 800° С. Это дает возможность расплавлять его, не оплавляя основные детали протеза. Отбелом для золота служит соляная кислота (10-15%).
Супер-ТЗ — это «твердое золото», термически упрочняемый износостойкий сплав, который содержит 75% золота и имеет красивый желтый цвет. Он универсален и технологичен — может использоваться для штампованных и литых стоматологических конструкций: коронок и мостовидных протезов. Из данного вида сплава изготавливаются также золотые иглы для акупунктуры.
Впервые в России начат выпуск золото-палладиевого сплава для металлокерамических зубных протезов Суперпал. Состав сплава (60% палладия, 10% золота) защищен российским патентом, соответствует международным стандартам и обладает хорошими свойствами.
Фирма «Галеника» (Югославия) рекомендует использовать М-Паладор — сплав золота, палладия и серебра для несъемных протезов. Устойчив к воздействию химических элементов, не вступает в химические реакции в полости рта, не содержит в своем составе никель, бериллий и кадмий. Температура плавления составляет 1090° С, плотность — 11,5 г/ см3.
Альтернативой сплавов благородных металлов для литых коронок и мостовидных протезов, в которых доля золота составляет 60%, является не содержащий бериллия и никеля сплав неблагородных металлов Санбёрст (фирма «Уолрд Эллойз и Рефайнин», США). Этот сплав, кроме хороших литейных свойств, полностью соответствует цвету и физическим свойствам 60% сплава золота.
Этой же фирмой разработан сплав неблагородных металлов Комэнд для создания каркасов металлокерамических протезов. Этот сплав с жесткостью по Виккерсу 220 обладает хорошими литейными свойствами и после полирования приобретает светло-серый цвет.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник: studopedia.ru