የፕላቲነም ቡድን ብረቶች፡ አጠቃላይ እይታ፣ ዝርዝር፣ ንብረቶች እና መተግበሪያዎች

2024 ደራሲ ደራሲ: Howard Calhoun | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-02 13:49

የፕላቲኒየም ግሩፕ ብረቶች በየወቅቱ ሰንጠረዥ ጎን ለጎን የሚገኙ ስድስት ክቡር የኬሚካል ንጥረ ነገሮች ናቸው። ሁሉም ከ5–6 ጊዜ ያላቸው የ8-10 ቡድኖች የሽግግር ብረቶች ናቸው።

የፕላቲነም ቡድን ብረቶች ዝርዝር

ቡድኑ የሚከተሉትን ስድስት የኬሚካል ንጥረ ነገሮች ያቀፈ ነው፣ በአቶሚክ ክብደት ወደላይ በቅደም ተከተል የተደረደሩ፡

• Ru – ruthenium።
• Rh – rhodium።
• Pd – palladium።
• ኦስ - osmium።
• Ir - iridium።
• Pt - ፕላቲነም.

የፕላቲነም ግሩፕ ብረቶች ከኦስሚየም በስተቀር ብርማ ነጭ ቀለም አላቸው። የእነሱ ኬሚካላዊ ባህሪ አያዎ (ፓራዶክስ) ነው ምክንያቱም እነሱ ለአብዛኛዎቹ ሬጀንቶች በጣም የሚቋቋሙ ናቸው ፣ ግን እንደ ማነቃቂያ ፣ በቀላሉ የሚያፋጥኑ ወይም የኦክሳይድ ፣ የመቀነስ እና የሃይድሮጂን ምላሽ ፍጥነትን ይቆጣጠራሉ።

Ruthenium እና osmium ወደ ባለ ስድስት ጎን ወደታሸገው ስርዓት ክሪስታላይዝ ያደርጋሉ፣ሌሎች ደግሞ ፊትን ያማከለ ኪዩቢክ መዋቅር አላቸው። ይህ በትልቁ የሩቲኒየም እና ኦስሚየም ጠንካራነት ይንጸባረቃል።

የግኝት ታሪክ

ምንም እንኳን ፕላቲነም የያዙ የወርቅ ቅርሶች በ700 ዓክልበ. ሠ, የዚህ ብረት መገኘት ከስርዓተ-ጥለት የበለጠ አደጋ ነው. በ16ኛው ክፍለ ዘመን የነበሩት ጀየሳውያን ከደለል ወርቅ ክምችት ጋር የተያያዙ ጥቅጥቅ ያሉ ግራጫ ጠጠሮችን ጠቅሰዋል። እነዚህ ድንጋዮች ማቅለጥ አልቻሉም, ነገር ግን ከወርቅ ጋር አንድ ቅይጥ ሠሩ, እንቁላሎቹ ተሰባሪ ሲሆኑ እነሱን ማጽዳት አይቻልም. ጠጠሮቹ በኮሎምቢያ ወደ ሳን ሁዋን ወንዝ ከሚፈሰው የፒንቶ ወንዝ የተገኘ የብር ቁሳቁስ ፕላቲና ዴል ፒንቶ በመባል ይታወቁ ነበር።

ብረታ ብረትን ሙሉ በሙሉ ከተጣራ በኋላ ብቻ የሚገኘው ማሌብል ፕላቲነም በፈረንሳዊው የፊዚክስ ሊቅ ቻባኖ በ1789 ተለይቷል። ከእሱም ለጳጳስ ፒየስ ስድስተኛ የቀረበ አንድ ጽዋ ተሠራ። እ.ኤ.አ. በ 1802 የፓላዲየም ግኝት በእንግሊዛዊው የኬሚስትሪ ሊቅ ዊልያም ዎላስተን ሪፖርት ተደርጓል, እሱም የኬሚውን ስም ሰየመ. ለአስትሮይድ ክብር የፕላቲኒየም ብረት ቡድን አባል። ቮልስተን በመቀጠል በፕላቲኒየም ማዕድን ውስጥ የሚገኝ ሌላ ንጥረ ነገር እንዳገኘ ተናግሯል። በብረት ጨዎች ሮዝ ቀለም ምክንያት ሮድየም ብሎ ጠራው. የኢሪዲየም ግኝቶች (በቀስተ ደመናው ጣኦት ስም አይሪስ በተሰየመው የጨዋማ ቀለም ምክንያት) እና ኦስሚየም ("መዓዛ" ከሚለው የግሪክ ቃል የተወሰደው በተለዋዋጭ ኦክሳይድ የክሎሪን ሽታ) በእንግሊዛዊው ኬሚስት ስሚዝሰን ቴነንት እ.ኤ.አ. በ1803 ዓ.ም. የፈረንሣይ ሳይንቲስቶች ሂፖላይት-ቪክቶር ኮሌት-ዴስኮቲ፣ አንትዋን-ፍራንሷ ፎርክሮክስ እና ኒኮላስ-ሉዊስ ቫውኩሊን ሁለቱን ብረቶች በአንድ ጊዜ አገለሉ። የመጨረሻው ብቸኛ እና ተለይቶ የሚታወቅ አካል የሆነው ሩትኒየም ስሙን ከሩሲያኛ ከላቲን ስም የተቀበለችው ከሩሲያ ኬሚስት ካርል ካርሎቪች ክላውስ በ1844 ነው።

አይወድም።እንደ ወርቅ, ብር, የፕላቲኒየም ቡድን ብረቶች በመሳሰሉት ቀላል የእሳት ማጣራት ንጥረ ነገሮች በአንጻራዊ ንፁህ በሆነ ሁኔታ ውስጥ በቀላሉ ከተገለሉ ውስብስብ የውሃ-ኬሚካል ሕክምና ያስፈልጋቸዋል. እነዚህ ዘዴዎች እስከ 19 ኛው ክፍለ ዘመን መገባደጃ ድረስ አልተገኙም, ስለዚህ የፕላቲኒየም ቡድን መለየት እና ማግለል ከብር እና ወርቅ በሺህ አመታት ውስጥ ወድቋል. በተጨማሪም የብሪታንያ፣ የፈረንሳይ፣ የጀርመን እና የሩስያ ተመራማሪዎች ፕላቲኒየምን ወደ ተግባራዊ ቅርጽ ለመቀየር ዘዴዎችን እስካዘጋጁ ድረስ የእነዚህ ብረቶች ከፍተኛ የማቅለጫ ነጥብ አጠቃቀማቸውን ገድቧል። ከ 1900 ጀምሮ የፕላቲኒየም ቡድን ውድ ብረቶች በጌጣጌጥ ውስጥ እንዴት ጥቅም ላይ መዋል ጀመሩ. ይህ አፕሊኬሽን ዛሬም ጠቃሚ ሆኖ ቢቆይም፣ ኢንደስትሪው ግን እጅግ አልፏል። ፓላዲየም በቴሌፎን ሪሌይ እና በሌሎች ባለገመድ የመገናኛ ዘዴዎች በጣም ተፈላጊ የሆነ የእውቂያ ቁሳቁስ ሲሆን ረጅም እድሜ እና ከፍተኛ አስተማማኝነት የሚሰጥ ሲሆን ፕላቲኒየም ግን የእሳት መሸርሸርን በመቋቋም በሁለተኛው የአለም ጦርነት ወቅት ለመዋጋት የአውሮፕላን ሻማዎችን ይጠቀም ነበር።

ከጦርነቱ በኋላ የሞለኪውላር ልወጣ ቴክኒኮችን በፔትሮሊየም ማጣሪያ መስፋፋት የፕላቲኒየም ቡድን ብረቶች ከፍተኛ ፍላጎት ፈጠረ። እ.ኤ.አ. በ1970ዎቹ፣ በአሜሪካ እና በሌሎች ሀገራት የተሽከርካሪዎች ልቀቶች መመዘኛዎች እነዚህን ኬሚካሎች ወደ ካታሊቲክ የጭስ ማውጫ ጋዝ ልወጣ ሲጠቀሙ ፍጆታው የበለጠ ጨምሯል።

Ores

አነስተኛ የፕላቲኒየም፣የፓላዲየም ማስቀመጫ ሳያካትትእና ኦስሚክ ኢሪዲየም (የኢሪዲየም እና የኦስሚየም ቅይጥ) ፣ ዋናው አካል የኬሚካል ንጥረ ነገር የሆነበት ምንም ዓይነት ማዕድን የለም - የፕላቲኒየም ቡድን ብረት። ማዕድናት ብዙውን ጊዜ በሰልፋይድ ማዕድናት ውስጥ ይገኛሉ፣ በተለይም ፔንታላንድይት (ኒ፣ ፌ)₉S₈። በጣም የተለመዱት laurite RuS_{2፣ irarsite፣ (Ir, Ru, Rh, Pt)AsS፣ osmiridium (ኢር፣ ኦስ)፣ ትብብር፣ (PtS) እና braggite (Pt፣ Pd) ናቸው። ኤስ.}

በአለም ትልቁ የፕላቲኒየም ቡድን ብረቶች ክምችት በደቡብ አፍሪካ የሚገኘው ቡሽቬልድ ኮምፕሌክስ ነው። ትላልቅ የጥሬ ዕቃዎች ክምችቶች በካናዳ ውስጥ በሱድበሪ ክምችቶች እና በሳይቤሪያ በሚገኘው የኖርልስክ-ታልናክስኮይ ክምችት ውስጥ ይገኛሉ። በዩኤስኤ ውስጥ ትልቁ የፕላቲኒየም ቡድን ማዕድናት በስቲልዋተር ፣ ሞንታና ውስጥ ይገኛሉ ፣ ግን እዚህ ከደቡብ አፍሪካ እና ከሩሲያ በጣም ያነሱ ናቸው። በዓለም ላይ ትልቁ የፕላቲኒየም አምራቾች ደቡብ አፍሪካ፣ ሩሲያ፣ ዚምባብዌ እና ካናዳ ናቸው።

ማውጣት እና ማበልፀግ

ዋናው የደቡብ አፍሪካ እና የካናዳ ተቀማጭ ገንዘብ በማዕድን ዘዴ ነው የሚሰራው። በእውነቱ ሁሉም የፕላቲኒየም ቡድን ብረቶች ከመዳብ ወይም ከኒኬል ሰልፋይድ ማዕድናት የፍሎቴሽን መለያየትን በመጠቀም ይመለሳሉ። ትኩረቱን ማቅለጥ ከመዳብ እና ከኒኬል ሰልፋይድ በአውቶክላቭ ውስጥ የሚታጠብ ድብልቅ ይፈጥራል. ጠንካራ የሊች ቀሪዎች ከ15 እስከ 20% የፕላቲኒየም ቡድን ብረቶች አሉት።

አንዳንድ ጊዜ የመሬት ስበት መለያየት ከመንሳፈፍ በፊት ጥቅም ላይ ይውላል። ውጤቱ የማቅለጥ ፍላጎትን በማስወገድ እስከ 50% የፕላቲኒየም ብረቶች የያዘ ክምችት ነው።

ሜካኒካል ንብረቶች

የፕላቲኒየም ቡድን ብረቶች በሜካኒካል ባህሪያት ይለያያሉ። ፕላቲኒየም እና ፓላዲየም በጣም ለስላሳ እና በጣም በቀላሉ ሊበላሹ የሚችሉ ናቸው. እነዚህ ብረቶች እና ቅይጥዎቻቸው በሙቅ እና በቀዝቃዛ ሊሠሩ ይችላሉ. Rhodium በመጀመሪያ በሙቅ ይሠራል እና በኋላ ላይ ቀዝቃዛ በሆነ ሁኔታ በተደጋጋሚ በማደንዘዝ ይሠራል. አይሪዲየም እና ሩተኒየም መሞቅ አለባቸው፣ቀዝቃዛ መስራት አይችሉም።

ኦስሚየም ከቡድኑ ውስጥ በጣም አስቸጋሪው እና ከፍተኛው የማቅለጫ ነጥብ አለው፣ነገር ግን የኦክሳይድ ዝንባሌው የራሱ ገደቦችን ይፈጥራል። አይሪዲየም ከፕላቲኒየም ብረቶች ውስጥ በጣም ዝገትን የሚቋቋም ነው፣ እና rhodium ከፍተኛ የሙቀት መጠን በመቆየቱ የተከበረ ነው።

የመዋቅር መተግበሪያዎች

ንጹህ የተጣራ ፕላቲኒየም በጣም ለስላሳ ስለሆነ ለመቧጨር እና ለመበላሸት የተጋለጠ ነው። ጥንካሬውን ለመጨመር ከሌሎች ብዙ ንጥረ ነገሮች ጋር ተቀላቅሏል. የፕላቲኒየም ጌጣጌጥ በጃፓን "ሃኪን" እና "ነጭ ወርቅ" ተብሎ በሚጠራበት ጊዜ በጣም ተወዳጅ ነው. የጌጣጌጥ ቅይጥ 90% Pt እና 10% Pd ይይዛሉ, ይህም ለማሽን እና ለመሸጥ ቀላል ነው. የሩተኒየም መጨመር የኦክሳይድ መከላከያን በመጠበቅ የንጥረትን ጥንካሬ ይጨምራል. የፕላቲኒየም፣የፓላዲየም እና የመዳብ ቅይጥ ለፎርጂንግ ጥቅም ላይ የሚውሉት ከፕላቲኒየም ፓላዲየም የበለጠ አስቸጋሪ እና ብዙም ውድ ስለሆኑ ነው።

በሴሚኮንዳክተር ኢንደስትሪ ውስጥ ነጠላ ክሪስታሎችን ለማምረት የሚያገለግሉ ክሩሴሎች የዝገት መቋቋም እና በከፍተኛ ሙቀት መረጋጋት ያስፈልጋቸዋል። ለዚህ መተግበሪያ, ፕላቲኒየም, ፕላቲኒየም-ሮዲየም እናኢሪዲየም እስከ 1800 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ የሚደርስ የሙቀት መጠንን ለመለካት የተነደፉትን ቴርሞኮፕሎች ለማምረት የፕላቲኒየም-ሮዲየም alloys ጥቅም ላይ ይውላል። ፓላዲየም በኤሌክትሪክ መሳሪያዎች (50% ፍጆታ), በጥርስ ህክምና (30%) በንጹህ እና በተደባለቀ መልክ ጥቅም ላይ ይውላል. Rhodium፣ ruthenium እና osmium በንፁህ ቅርጻቸው ብዙም ጥቅም ላይ አይውሉም - ለሌሎች የፕላቲኒየም ቡድን ብረቶች እንደ ቅይጥ ማሟያ ሆነው ያገለግላሉ።

Catalysts

በምዕራቡ ዓለም ከሚመረተው ፕላቲነም 42% ያህሉ እንደ ማበረታቻ ጥቅም ላይ ይውላል። ከእነዚህ ውስጥ 90% የሚሆነው በአውቶሞቲቭ የጭስ ማውጫ ስርዓት ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውለው ፕላቲኒየም (እንዲሁም ፓላዲየም እና ሮሆዲየም) የተሸፈኑ የማጣቀሻ ቅንጣቶች ወይም የማር ወለላዎች ያልተቃጠሉ ሃይድሮካርቦኖች፣ ካርቦን ሞኖክሳይድ እና ናይትሮጅን ኦክሳይድን ወደ ውሃ፣ ካርቦን ዳይኦክሳይድ እና ናይትሮጅን ለመቀየር ይረዳሉ።

የፕላቲኒየም ቅይጥ እና 10% የሮድየም ቅይጥ በቀይ ትኩስ የብረት ሜሽ መልክ በአሞኒያ እና በአየር መካከል ያለውን ምላሽ ናይትሮጅን ኦክሳይድ እና ናይትሪክ አሲድ ለማምረት ያስችላል። ከአሞኒያ ድብልቅ ጋር አንድ ላይ ሲመገቡ, ሚቴን ሃይድሮክያኒክ አሲድ ማግኘት ይቻላል. በፔትሮሊየም ማጣሪያ ውስጥ፣ በሪአክተሩ ውስጥ ባሉ የአልሙኒየም እንክብሎች ላይ ያለው ፕላቲነም ረጅም ሰንሰለት ዘይት ሞለኪውሎችን ወደ ቅርንጫፍ አይሶፓራፊን እንዲቀይር ያደርጋል፣ እነዚህም ከፍተኛ የኦክታን ቤንዚን ውህዶች ውስጥ ተፈላጊ ናቸው።

ኤሌክትሮላይትስ

ሁሉም የፕላቲኒየም ቡድን ብረቶች በኤሌክትሮላይት ሊለጠፉ ይችላሉ። በተፈጠረው ሽፋን ጥንካሬ እና ብሩህነት ምክንያት, ሮድየም በብዛት ጥቅም ላይ ይውላል. ቢሆንምዋጋው ከፕላቲኒየም ከፍ ያለ ነው፣ የታችኛው ጥግግት ተመጣጣኝ ውፍረት ያለው ትንሽ የጅምላ ቁሳቁስ መጠቀም ያስችላል።

Palladium ለሽፋን አፕሊኬሽኖች ለመጠቀም በጣም ቀላሉ የፕላቲኒየም ቡድን ብረት ነው። በዚህ ምክንያት የቁሱ ጥንካሬ በከፍተኛ ሁኔታ ይጨምራል. ሩትኒየም በአነስተኛ ግፊት የግጭት ማሽነሪ መሳሪያዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ውሏል።

የኬሚካል ውህዶች

ኦርጋኒክ የፕላቲነም ብረታ ብረት ውህዶች፣ እንደ አልኪልፕላቲነም ኮምፕሌክስ፣ ኦሌፊን ፖሊሜራይዜሽን፣ ፖሊፕሮፒሊን እና ፖሊ polyethylene ምርት፣ እና የኢትሊን ኦክሲዴሽን ወደ አሴታልዴሃይድ እንደ ማነቃቂያ ሆነው ያገለግላሉ።

የፕላቲነም ጨዎች ለካንሰር ኬሞቴራፒ ጥቅም ላይ እየዋሉ ነው። ለምሳሌ, እንደ ካርቦፕላቲን እና ሲስፕላቲን ያሉ መድሃኒቶች አካል ናቸው. ሩተኒየም ኦክሳይድ የተሸፈኑ ኤሌክትሮዶች ክሎሪን እና ሶዲየም ክሎሬትን ለማምረት ያገለግላሉ. Rhodium ሰልፌት እና ፎስፌት በ rhodium plating baths ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ።