Благородные металлы. 4
по металлургии
на тему:
Благородные Металлы
Преподаватель
Астафьев
1998
СОДЕРЖАНИЕ
1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ
ПРОИЗВОДСТВА
2. СВОЙСТВА И
МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ БЛАГОРОДНЫХ
МЕТАЛЛОВ
3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ
ЛИТЕРАТУРА
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ
ПРОИЗВОДСТВА
Очень долгое
время, почти до конца XVIII в.,
считалось, что существует
Такое деление
металлов нередко применяется
и в наши дни, но с тем
отличием, что к двум благородным
металлам древнего мира и
Благородные
металлы очень мало
В природе
благородные металлы
История благородных
металлов - одна из самых интересных
глав истории материальной культуры. По
мнению многих ученых, золото было первым
металлом, который человечество начало
использовать для изготовления украшений,
предметов домашнего обихода и религиозного
культа. Золотые изделия были найдены
в культурных слоях эпохи неолита (V-IV тысячелетия
до н.э.).
И в древности,
и в средние века основными
областями применения золота
и серебра были ювелирное дело
и изготовление монет. При
Ученый, пользуясь
открытым им законом, взвесил
корону сначала на воздухе,
а затем в воде и вычислил
ее плотность. Она оказалась
меньше, чем у чистого золота.
Так был разоблачен корыстный ювелир.
Способ испытания
золотых и серебряных изделий
(особенно монет) на чистоту
был известен уже в глубокой
древности. Он состоял в
Совершенно
очевидно, что Архимед не мог
воспользоваться этим приемом
для разрешения заданного ему
вопроса; к тому же Гиерон II
запретил повреждать корону. А пробирных
игл в то время в Древней Греции не было,
как не были известны и способы разделения
золота и серебра.
Пробирные иглы
изготовляют из золота и меди (или
серебра и меди), взятых в различных
отношениях, заданных заранее. На отполированной
поверхности пробирного камня (черного
кремнистого сланца) наносят черту сперва
испытуемым изделием, затем пробирной
иглой, наиболее близкой к нему по цвету,
а потом иглами соседних составов. Сравнивая
окраску всех этих черт, можно определить
приблизительно содержание благородного
металла в испытуемом предмете. Пробирные
иглы применялись уже в Древней Индии.
В Западной Европе появились около XIV в.
И в древности,
и в средние века подделка
золота и серебра была широко
распространена. Несмотря на жестокие
наказания, которые угрожали фальсификаторам
монеты (начиная с отсечения кисти и кончая
сожжением заживо), «проклятая страсть
к золоту» брала верх. Та же страсть была
движущей силой алхимии .
Называя главные
моменты ранней стадии периода
первоначального накопления капитала,
К.Маркс прежде всего отмечает открытие
золотых и серебряных рудников в Америке.
Были найдены богатые месторождения золота
в Мексике (1500), в Перу и Чили (1532), в Бразилии
(1577). Серебряные руды были обнаружены
во второй трети XVI в. в Мексике и Перу.
В XVI в. большие количества золота и серебра
стали поступать из Нового Света в Европу.
Первую в
России золотую россыпь
С открытием
богатых золотоносных районов в США (Калифорния,
1848 г.; Колорадо, 1858 г.; Невада, 1859 г.; Аляска,
1890 г.), Австралии (1851), Южной Африке (1884)
Россия утратила свое первенство в добыче
золота, несмотря на то что были введены
в эксплуатацию новые месторождения, главным
образом в Восточной Сибири.
Добыча золота
велась в России полукустарным
способом, разрабатывались
В 1803 г.
английский физик и химик У.
Материалом
для исследования К.К. Клауса
служили остатки от аффинажа (очистки)
уральской самородной платины.
Она была открыта в
В 1824 г.
на Урале было добыто 33 кг самородной
платины, а в 1825 г. уже 181 кг.
Незадолго перед этим (в 1823 г.)
был уволен в отставку министр финансов
Д.А. Гурьев, приведший Россию на грань
денежной катастрофы. Его преемник Е.Ф.Канкрин,
чтобы спасти положение, наметил в числе
прочих мер чеканку платиновой монеты.
В 1826 г. горные инженеры П.Г.Соболевский
и В.В. Любарский разработали технологию
получения ковкой платины.
Способ этот
состоял в следующем: губчатую
платину, полученную
В 1828 г.
был начат выпуск платиновой
монеты достоинством в 3,6 и
12 руб. Но в 1845 г. царское
правительство решило
В конце
XIX в. спрос на платину сильно
возрос, в частности, вследствие
ее применения как
Вскоре (в
1918 г.) была введена государственная
монополия на добычу, очистку
и куплю-продажу драгоценных металлов.
Тогда же по инициативе проф. Л. А.Чугаева
был основан при Академии наук Институт
по изучению платины и других благородных
металлов (в 1934 г. вошел в состав Института
общей и неорганической химии АН СССР).
Его директорами были Л.А.Чугаев и Н.С.Курнаков.
В годы
первой мировой и гражданской
войн добыча золота и платины
сильно упала. Но уже в 1921
г. Совнарком РСФСР издал
В капиталистических
странах (по оценке на 1970 г.) общая
добыча золота составляла 1293,8 т,
в том числе 999,7 т приходится
на Южно-Африканскую
Главные зарубежные
поставщики платины и ее
1,8 6,2 1,0 7,5 5,3 4,3
СВОЙСТВА
И МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ
Серебро обладает
значительной химической
3Ag + 4HNO3 = 3AgNO3 + NO
+ 2Н2O
и в горячей
концентрированной серной кислоте с образованием
сульфата:
2Ag + 2H2SO4 = Ag2SO4 + SO2
+ 2Н2O
Нитрат серебра
- бесцветные кристаллы, хорошо
растворимые в воде. Из его
водного раствора едкие щелочи
осаждают бурый оксид серебра
Ag2O, уже при 300°С распадающийся на
кислород и серебро. Галогениды серебра
AgCI, AgBr, AgI в воде нерастворимы, но AgF хорошо
растворим. Эти соединения образуют с
аммиаком, цианидами щелочных металлов
и тиосульфатом натрия хорошо растворимые
комплексные соли.
Все соли
серебра легко восстанавливаются до металла.
Нитрат серебра и его растворы, попав на
кожу, оставляют на ней черные пятна мелкораздробленного
серебра; отсюда старинное название AgNO3
- ляпис (от лат. lapis internalis - адский камень).
Для серебра
наиболее характерна степень окисления
+l. Известны лишь немногие соединения
серебра со степенью окисления +2, например
фторид AgF2, нитрат Ag(NO3)2. Вода разлагает
их с выделением солей Ag+1 и кислорода.
По сравнению
с серебром золото значительно
более стойко против химических
воздействий. С неметаллами, кроме галогенов,
оно не реагирует даже при нагревании.
Кислоты - соляная, азотная, серная - на
золото не действуют. Оно растворяется
только в смеси соляной и азотной кислот
(которую алхимики назвали «царской водкой»
по ее способности растворять золото,
считавшееся «царем металлов»). В этой
смеси образуется хлор и нитрозилхлорид
NOCl:
ЗНС1 + HNO3 = Сl2
+ NOCl + 2Н20
Хлор с
золотом дает хлорид золота (III)
АuС1з. Он с соляной кислотой
образует комплексную золото(Ш)
Золото растворяется
также в растворах цианидов натрия
или калия при доступе воздуха:
4Аu + 8NaCN + 2Н2O + Оз
== 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH
Эта реакция,
открытая в 1843 г. П.Р.Багратионом
(племянником знаменитого
Золото очень
легко осаждается из растворов
его соединений
2АuС1з + 6FeSO4 =
2Fe2(SO4)3 + 2FeCl3 + 2Аu
или хлоридом
олова (II):
2АuС1з + 3SnCl2 =
3SnCl4 + 2Аu
Если последнюю
реакцию проводить в разбавленных растворах,
получается пурпуровый коллоидный раствор
золота в гексагидроксооловянной кислоте
H2[Sn(OH)6], называемый «кассиевым пурпуром»
(по имени немецкого врача А. Кассия, открывшего
это явление примерно в середине XVII в.).
Многие органические
вещества восстанавливают золото из его
соединений.
Главнейшие
свойства платиновых металлов
приведены в таблице (см. выше).
В VIII группе периодической системы
элементов Д.И. Менделеева эти
элементы образуют две триады
(«тройки»), а именно: 1) легкие платиновые
металлы - рутений, радий, палладий, имеющие
плотность около 12 г/см3; 2) тяжелые платиновые
металлы - осмий, иридий, платина, имеющие
плотность около 22 г/см3. Все платиновые
металлы в чистом виде имеют серебристо-белый
цвет. Все они, кроме осмия, не окисляются
на воздухе и очень стойки против действия
многих химических реагентов. В соединениях
платиновые металлы проявляют различные
степени окисления и сильно выраженную
склонность к образованию комплексных
соединений.
Необходимо,
однако, отметить, что платиновые
металлы в виде так называемой
«черни» (мелкого черного
Химические
свойства платиновых металлов имеют
много общего. Удобнее всего проследить
это, если рассматривать диады, образованные
стоящими одним под другим легким и тяжелым
платиновыми металлами.
Таких диад
три: 1) рутений, осмий; 2) радий, иридий;
3) палладий, платина.
Рутений и
осмий хрупки и очень тверды. При действии
кислорода и сильных окислителей они образуют
оксиды RuO4 и OsO4. Это легкоплавкие желтые
кристаллы. Пары обоих соединений имеют
резкий, неприятный запах и очень ядовиты.
Оба соединения легко отдают кислород,
восстанавливаясь до RuO2 и OsO2 или до металлов.
Со щелочами RuO4 дает соли (рутенаты):
2Ru04 + 4КОН = 2K2RuO4
+ 2Н2O + О2
OsO4 дает с
гидроксидом калия комплексное
соединение K2[OsO4(OH)2].
Родий и
иридий менее тверды и хрупки,
чем рутений и осмий. В виде
сплавов радий и иридий очень медленно
растворяются в «царской водке» с образованием
комплексных кислот. Компактные же родий
и иридий нерастворимы даже в «царской
водке» при нагревании. При прокаливании
в атмосфере кислорода оба металла образуют
оксиды Rh203 и IrO2, разлагающиеся при высоких
температурах.
Палладий
и платина - очень пластичные,
сравнительно мягкие металлы.
Палладий, подобно серебру, но
в отличие от прочих
3Pd + 8HNO3 = 3Pd(NO3)2 +
4H2O+2NO
Pd + 2H2SO4 = PdSO4 + SO2
+ 2Н20
На платину
эти кислоты не действуют. «
Гексахлорплатиновая
кислота - красно-коричневые кристаллы
состава H2[PtCl6]*6H2O. Из ее солей
большое значение для
(NH4)2[PtCl6] = Pt + 2NH4Cl
+ С12
Платина остается
в мелкораздробленном виде («платиновая
губка»). Все платиновые металлы
поглощают водород, особенно
Металлургия
благородных металлов
Электролизом
можно также отделить серебро
от свинца. В этом случае аноды
отливаются из серебристого
Одним из
важных источников для
Руды золота
содержат обычно очень немного этого металла
(от 3 до 16 г на 1 т). Поэтому измельченную
руду сперва подвергают обогащению. Из
полученного концентрата извлекают золото
очень слабым раствором цианида натрия
(иногда кальция) при одновременном продувании
воздухом. Золото (и серебро) переходит
в раствор в виде комплексных цианидов
Na[Au(CN)2] и Na[Ag(CN)2]. Из этого раствора золото
(и серебро) осаждают цинком, продукт реакции
обрабатывают разбавленной соляной или
серной кислотой для удаления цинка, остаток
высушивают и сплавляют. Окончательную
очистку золота производят электролизом
в солянокислом растворе хлорида золота
(III), подогретом до 60-70°С. В этих условиях
золото осаждается на катодах из чистого
листового золота, серебро выпадает в
виде шлама. Платина переходит в электролит;
ее удаляют в виде гексахлорплатината
аммония, добавляя к электролиту хлорид
аммония.
Разделение
платиновых металлов и
При этом
полностью переходят в раствор
платина и палладий в виде
Н2[PtСl6] и H2[PdCI6], медь, железо и никель
- в виде хлоридов CuCl2, FeCl3, NiCl2. Частично
растворяются родий и иридий в виде H3[RhCl6]
и H2[IrCI6]. Нерастворимый в «царcкой водке»
остаток состоит из соединения осмия с
иридием, а также сопутствующих минералов
(кварца SiO2, хромистого железняка FeCr2O4,
магнитного железняка Fе3О4 и др.).
Отфильтровав
раствор, из него осаждают
Осадок гексахлорплатината
аммония отфильтровывают, промывают, высушивают
и прокаливают. Полученную платиновую
губку спрессовывают, а затем сплавляют
в кислородо-водородном пламени или в
электрической высокочастотной печи.
Из фильтра
от гексахлорплатината аммония
извлекают палладий, родий и иридий;
из сплава иридия выделяют иридий, осмий
и рутений. Необходимые для этого химические
операции очень сложны.
В настоящее
время главным источником
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ
Серебро и
золото - очень пластичные, тягучие
и сравнительно мягкие металлы.
В нашей
стране установлены пробы: 375, 500,
583, 750, 958 для золота и 800, 785, 916 для
серебра. В Англии, США, Швейцарии
и некоторых других странах
проба выражается в условных
единицах - каратах. Проба чистого
металла принята за 24 карата (проба
1000). Золото 18 каратов - то же самое, что
золото 750-й пробы, и т.д. Золотая монета
в России и во многих других странах чеканилась
из золота 900-й пробы, серебряная из серебра
900-й и 500-й пробы. В настоящее время чеканка
монеты из сплавов благородных металлов
не производится. Однако благородные металлы,
их сплавы и химические соединения получают
все возрастающее применение в технике.
Здесь можно только упомянуть главнейшие
из них.
В течение
нескольких столетий при
Серебро является
наилучшим проводником
Благодаря
стойкости серебра против
Золото применяют
в виде сплавов, обычно с медью, в ювелирном
и зубопротезном деле. Сплавы золота с
платиной, очень стойкие против химических
воздействий, используют для изготовления
химической аппаратуры. Соединения золота
применяют также в медицине и в фотографии.
Практические
применения платиновых металлов обширны
и разнообразны. Они используются в промышленности,
приборостроении, зубоврачевании и ювелирном
деле.
Стойкость
против воздействия кислорода
даже при высоких температурах,
кислото- и жароупорность

- Благородные металлы
- Благородные металлы
- Благородные Металлы
- Благородные Металлы
- Благородные Металлы
- Благородные Металлы
- Благородные Металлы
- Благополуччя подружніх відносин і його психологічні детермінанти: теоретичний аналіз
- Благоприятная окружающая среда
- Благоприятный имидж предприятия
- "Благородная россиянка" Екатерина Романовна Дашкова
- Благородные металлы
- Благородные металлы
- Благородные металлы