Metales del grupo del platino

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Arkansas

California

Carolina del Sur

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Platinum Group Metals ( PGM , Platinum Group , Platinum Metals , Platinoids , PGE ) es una designación colectiva de seis elementos de metales de transición ( rutenio , rodio , paladio , osmio , iridio , platino ) que tienen propiedades físicas y químicas similares y, como regla, se encuentran en los mismos depósitos. En este sentido, tienen una historia similar de descubrimiento y estudio, extracción, producción y uso. Los metales del grupo del platino son nobles y metales preciosos En la naturaleza, las principales fuentes de PGM son la licuación de minerales de cobre y níquel (depósitos del grupo Norilsk ( Norilsk Nickel ), Sudbury ) y platino-metal con bajo contenido de sulfuro propiamente dicho (depósitos de los complejos Bushveld y Stillwater ), observados con menos frecuencia en pirita. -polimetálicos, etc. A veces, los metales del grupo del platino se dividen en dos tríadas: el rutenio, el rodio y el paladio son metales ligeros del platino , y el platino, el iridio y el osmio son metales pesados del platino .

Historia

En el Viejo Mundo no se conocía el platino, pero las civilizaciones andinas ( Inca y Chibcha ) lo extrajeron y utilizaron desde tiempos inmemoriales.

En 1803, el científico inglés William Hyde Wollaston descubrió el paladio y el rodio.

En 1804, el científico inglés S. Tennant descubrió el iridio y el osmio.

En 1808, el científico polaco A. Sniaditsky , mientras examinaba un mineral de platino traído de América del Sur, extrajo un nuevo elemento químico, al que llamó mensaje. En 1844, el profesor de la Universidad de Kazan K. K. Klaus estudió exhaustivamente este elemento y lo llamó rutenio en honor a Rusia .

Estar en la naturaleza

El platino y los metales de su grupo se encuentran en la naturaleza en estado muy disperso. Geoquímicamente, todos estos elementos están asociados a rocas ultramáficas y básicas. Se conocen alrededor de cien minerales del grupo del platino. Los minerales platinoides son comunes tanto en forma nativa como en forma de soluciones sólidas y compuestos intermetálicos con Fe, Ni, Cu, Sn, con menos frecuencia Au, Os, Pb, Zn, Ag. Los más comunes son polixeno (Pt, Fe) donde Pt 80 - 88%, Fe 9 - 11%, ferroplatino (Pt, Fe) (Fe 16 - 19%), paladio platino (Pt, Pd) (Pd 7 - 40% ), estannopalladinita Pd 3 Sn 2 Cu (Pd 40 - 45, Pt 15 - 20, Sn 28 - 33 %), hiversita PtSb 2 (Pt 45, Sb 51,5 %), zvyagintsevita (Pd, Pt) 3 (Pb, Sn ) .

El osmio, el rutenio y el rodio forman soluciones sólidas. Estos incluyen minerales como iridio (Ir, Os) (Ir 46,8 - 77,2 % Os 21 - 49,3 %), osmio (Os, Ir) (Os 67,9 %, Ir 17 %, Ru 8,9 %, Rh 4,5 %). Además, en la naturaleza se conocen arseniuros, sulfoarseniuros y sulfuros de platino, rutenio y paladio, a saber, esperrilita PtAs 2 (Pt 56,2 %), cooperita PtS (Pt 79,2 - 85,9 %), maichnerita (PdBiTe), vysotskita (Pd, Ni) 5 S (Pd 59,5%, Ni 14,2%, Pt 4,8%), hollingworthita (Rh, Pt)AsS (Rh 25%).

Grupos genéticos y tipos industriales de yacimientos

1. Ígneo

una. depósitos de cromita-platino (tipo Ural)

b. depósitos de minerales complejos de platino-cromita-cobre-níquel (tipo Bushveld)

en. depósitos de segregación de cobre-níquel-platino (tipo Norilsk)

Depósitos de metales nobles de cobre-titanomagnetita en intrusiones de gabro (tipo Volkovskiy)

2. Colocadores

Propiedades

Propiedades de los metales de platino [1]

número atómico	nombre, símbolo	Configuración electrónica	Estados de oxidación	g/ cm³	t pl , °C	t bala , °C
44	rutenio ru	[Kr]4d 7 5s 1	0, +2, +3, +4, +5, +6, +7, +8	12.5	2334	4077
45	Rodio Rh	[Kr]4d 8 5s 1	0, +1, +2, +3, +4, +6	12.4	1963	3727
46	Paladio paladio	[Kr]4d 10	0, +2, +3, +4	12.0	1554	2937
76	osmio os	[Xe]4f 14 5d 6 6s 2	0, +2, +3, +4, +5, +6, +7, +8	22.6	3027	5027
77	iridio ir	[Xe]4f 14 5d 7 6s 2	0, +1, +2, +3, +4, +5, +6	22.7	2447	4380
78	platino platino	[Xe]4f 14 5d 9 6s 1	0, +1, +2, +3, +4, +5, +6	21.4	1769	3800

Todos los metales del platino son de color gris claro y refractarios, el platino y el paladio son plásticos, el osmio y el rutenio son quebradizos. La hermosa apariencia de los metales nobles se debe a su inercia.

Los metales pesados de platino tienen una densidad récord entre todas las sustancias .

Los metales de platino tienen una alta actividad catalítica en las reacciones de hidrogenación , lo que se debe a la alta solubilidad del hidrógeno en ellos . El paladio es capaz de disolver hasta 800-900 [2] volúmenes de hidrógeno , platino - hasta 100 [2] .

Todos los metales de platino son químicamente inertes. Muchos de ellos en forma sólida no se disuelven ni siquiera en agua regia . [3] En una forma finamente dispersa o en forma de esponja, el agua regia disuelve ligeramente el rutenio y muy poco el rodio y el iridio [4] [5] . El platino y el paladio son más reactivos, el paladio se disuelve en ácido nítrico y el platino no es tan inerte como comúnmente se cree, y se disuelve incluso en ácido clorhídrico en presencia de aire. Las reacciones de disolución en agua regia van acompañadas de la formación de complejos de cloruro:

${\mathsf {3Pt+4HNO_{3}+18HCl\longrightarrow 3H_{2}[PtCl_{6}]+4NO\uparrow +8H_{2}O))$

Cuando los metales se oxidan con oxígeno atmosférico , se forman óxidos de varias composiciones :

${\mathsf{Os+2O_{2}\longrightarrow OsO_{4))}$

${\mathsf {Ru+2O_{2}\longrightarrow RuO_{4))}$

${\mathsf {2Pt+O_{2}\longrightarrow 2PtO}}$

${\mathsf {2Pd+O_{2}\longrightarrow 2PdO}}$

Cuando se calientan, todos los metales del platino reaccionan con el cloro y el flúor :

${\mathsf {Pt+Cl_{2}\longrightarrow PtCl_{2))}$

${\mathsf{Os+2Cl_{2}\longrightarrow OsCl_{4))}$

${\mathsf{2Ru+3Cl_{2}\longrightarrow 2RuCl_{3))}$

En soluciones, los metales de platino existen solo en forma de compuestos complejos. Los compuestos de platino se utilizan en medicina como fármacos con actividad antitumoral [6] .

Producción

La producción industrial de platino se llevó a cabo originalmente en América . No fue hasta 1819 que los placeres de platino se descubrieron por primera vez en los Urales , cerca de Ekaterimburgo . Desde entonces, Rusia se ha convertido en un productor líder de platino y, desde el descubrimiento, de platinoides.

Actualmente, casi el 90 % de toda la producción de metales del grupo del platino se divide entre platino y paladio, y el resto se extrae y comercializa en pequeñas cantidades. El 95% de las reservas y el 90% de la producción de PGM se concentran en dos grandes depósitos: el complejo Bushveld , ubicado en el territorio de la República de Sudáfrica, y en la región mineral de Norilsk , ubicada en Rusia. En los minerales de Bushveld, el contenido de platino es tres veces mayor que el de paladio, mientras que en Norilsk se observa la proporción inversa. Por lo tanto, Sudáfrica es el mayor productor mundial de platino, mientras que Rusia es el mayor productor mundial de paladio [7] .

Acciones

El contenido de metales de platino en la corteza terrestre ( clark ) se estima en 10-8 % para platino, 10-9 % para paladio y 10-11 % para otros metales de platino [8] .

Las reservas totales de metales del grupo del platino a principios de 2009 se estiman en 100 millones de kg. Además, también están desigualmente distribuidos: Sudáfrica (63,00 millones de kg de reservas probadas con 70,00 millones de kg de total), Rusia (6,20/6,60), EE . UU. (0,90/2,00), Canadá (0,31/0,39) [9] . En el momento de 2017, las reservas totales son de unos 167 millones de kg. .

En Rusia, casi toda la extracción de metales del grupo del platino la lleva a cabo Norilsk Nickel (15% de la producción mundial de platino y 55% de la producción de paladio) [7] a partir de depósitos de minerales sulfurados de cobre-níquel en las cercanías de Norilsk ( Oktyabrskoye , Talnakhskoye y Norilsk-1 , etc.), incluyendo más del 99% de las exploradas y más del 94% de las reservas rusas estimadas. Además, el depósito de sulfuro-cobre-níquel Fedorova Tundra (sitio Big Ikhtegipakhk) en la región de Murmansk , así como el placer Kondyor en el territorio de Khabarovsk , Levtyrinyvayam en el territorio de Kamchatka , los ríos Lobva y Vyysko-Isovskoe en la región de Sverdlovsk son grandes

Aplicación

Cuando se empezó a importar platino a Europa , su precio era la mitad que el de la plata . Los joyeros descubrieron muy rápidamente que el platino se alea bien con el oro , y dado que la densidad del platino es más alta que la del oro, las adiciones menores al oro hicieron posible hacer falsificaciones que no se podían distinguir de los artículos de oro. Tales falsificaciones estaban tan extendidas que el rey español ordenó que se detuviera la importación de platino y que las existencias restantes se ahogaran en el mar. Sin embargo, después de la abolición de esta ley en 1778 , el platino ganó gradualmente popularidad en la industria de la joyería . Actualmente, casi todos los metales del grupo del platino se utilizan de una forma u otra en la fabricación de joyas .

Los metales del grupo del platino se utilizan a veces para hacer monedas . Por ejemplo, en Rusia desde 1828 hasta 1845 se emitieron monedas de platino en denominaciones de 3, 6 y 12 rublos.

El platino y otros metales del grupo del platino son utilizados por particulares y empresas como ahorros.

Los especuladores utilizan futuros y opciones sobre metales del grupo del platino.

Desde mediados de la década de 1970 , la industria automotriz se ha convertido en la principal aplicación del platino y el paladio [7] .

En la industria eléctrica, los contactos con un alto grado de fiabilidad están hechos de metales del grupo del platino (resistencia a la corrosión , resistencia a la acción de un arco eléctrico de corta duración formado en los contactos). En la técnica de corrientes bajas a voltajes bajos en circuitos, se utilizan contactos hechos de aleaciones de oro con platino, oro con plata y platino. Para equipos de comunicación de baja corriente y carga media, las aleaciones de paladio-plata (del 60 al 5% de paladio) son ampliamente utilizadas. Las aleaciones magnéticas de metales del grupo del platino con una alta fuerza coercitiva se utilizan en la fabricación de pequeños electrodomésticos. Las resistencias ( potenciómetros ) para instrumentos automáticos y galgas extensométricas están hechas de aleaciones de metales del grupo del platino (principalmente paladio con plata, con menos frecuencia con otros metales). Tienen un coeficiente de resistencia eléctrica de baja temperatura , baja fuerza termoelectromotriz emparejada con cobre, alta resistencia al desgaste , alto punto de fusión, no se oxidan.

Los metales del grupo del platino se utilizan para fabricar piezas que funcionan en entornos agresivos : aparatos tecnológicos, reactores, calentadores eléctricos, hornos de alta temperatura, equipos para la producción de vidrio óptico y fibra de vidrio , termopares , patrones de resistencia , etc.

En la fabricación de herramientas, los metales del grupo del platino permiten obtener propiedades únicas en cuanto a resistencia, resistencia a la corrosión y durabilidad.

Los metales del grupo del platino se utilizan en su forma pura, como bimetal y en aleaciones (ver Aleaciones de platino ). Los reactores químicos y sus partes se fabrican total o únicamente recubiertos con láminas de metales del grupo del platino. Los dispositivos recubiertos de platino se utilizan en la fabricación de productos químicos puros y en la industria alimentaria. Cuando la resistencia química y refractariedad del platino o paladio no es suficiente, se sustituyen por aleaciones de platino con metales que aumentan estas propiedades: iridio (5-25%), rodio (3-10%) y rutenio (2-10%). ). Un ejemplo del uso de los metales del grupo del platino en estas áreas tecnológicas es la fabricación de calderas y cubetas para fundir álcalis o trabajar con ácidos clorhídrico, acético y benzoico; autoclaves , destiladores , matraces , agitadores, etc.

Las aleaciones de iridio con osmio, así como oro con platino y paladio, se utilizan para fabricar agujas de brújula , soldando plumas "eternas".

Las altas propiedades catalíticas de algunos metales del grupo del platino hacen posible su uso como catalizadores , por ejemplo, el platino se usa en la producción de ácidos sulfúrico y nítrico.

En algunos países, los metales del grupo del platino se utilizan en medicina , incluso como pequeños aditivos para medicamentos.

Véase también

Notas

↑ [www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3403.html XuMuK.Ru - Metales de platino] . Consultado: 6 de agosto de 2009. (Ruso)
↑ 1 2 Metales. Características de los metales preciosos. Metales nobles (enlace inaccesible) . — Características de los metales preciosos. Archivado desde el original el 6 de febrero de 2013. (Ruso)
↑ Cotton F., Wilkinson J. Parte 3. Química de los elementos de transición // Química inorgánica moderna. — Por. De inglés. - M.: Mir, 1969. - 592 p.
↑ Knunyants I.L. Breve enciclopedia química: En 5 tomos / Consejo editorial. - M. : Pirometalurgia-S, 1965. - T. 4. - 1182 p.
↑ Gempel K. A. Manual de metales raros. — Por. De inglés. - M.: Pirometalurgia-S, 1965. - T. 4. - 964 p.
↑ Medicamentos utilizados para tratar el cáncer (enlace inaccesible) . Consultado el 7 de agosto de 2009. Archivado desde el original el 28 de junio de 2012. (Ruso)
↑ 1 2 3 " En lugar de los Rothschild y los Oppenheimers ", Sergey Shumovsky, autor de "Expert", Ivan Rubanov; corresponsal especial de la revista "Expert".
↑ Livingston S. Química del rutenio, rodio, paladio, osmio, iridio, platino. M.: Mir, 1978. 366 p.
↑ RESÚMENES DE PRODUCTOS BÁSICOS MINERALES 2009 . Consultado el 4 de octubre de 2009. Archivado desde el original el 6 de agosto de 2011. (indefinido)
↑ Metales del grupo del platino. Centro de información y análisis "Mineral" . Consultado el 4 de octubre de 2009. Archivado desde el original el 4 de octubre de 2009. (indefinido)

Literatura

"Metales y aleaciones en ingeniería eléctrica", 3ª ed., vol. 1-2, M.-L., 1957;
Buzlanov G.F., "Producción y uso de metales del grupo del platino en la industria", M., 1961:
Yordanov H. V., “Notas sobre metalurgia en metales raros”, Sofía, 1959;
Fedorenko NV Desarrollo de investigaciones de metales de platino en Rusia. M.: Nauka, 1985. 264 págs.
Livingston S. Química del rutenio, rodio, paladio, osmio, iridio, platino. M.: Mir, 1978. 366 p.
Genkin AD Minerales de metales de platino y sus asociaciones en minerales de cobre y níquel del depósito de Norilsk. M.: Nauka, 1968. 106 págs.
Metalurgia de los metales nobles / Ed. L. V. Chugaeva. Moscú: Metalurgia, 1987. 432 p.
Sinitsyn NM Metales nobles y progreso científico y técnico. Moscú: Knowledge, 1987. 46 p.
¿Qué sabemos de química?: Preguntas y Respuestas / Ed. Yu. N. Kukushkina. M.: Superior. escuela, 1993. 303 p.
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Chernyshov N. M., Dodin D. A. Tipificación formacional-genética de depósitos de metales del grupo del platino con fines de pronóstico y análisis metalogénico // Geología y Geofísica. 1995. V. 36. S. 65-70.

Enlaces

Los metales de platino y su papel en la sociedad moderna (Buslaeva T. M., 1999), Química
Dónde se extraen los metales de platino (Chernyshov N.M., 1998), Ciencias de la Tierra [1] [2]
Estudios estadísticos en el sitio mineral.ru: Metales del grupo del platino , Metales del grupo del platino , Mercado de metales del grupo del platino en 2007 y 2008.

diccionarios y enciclopedias	Gran danés gran noruego Britannica (en línea) universalis
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