240 likes | 659 Views
OSMIUM, IRÍDIUM, PLATINA. Predmet: Chémia Marek Cimbolák VI/OA. OSMIUM. Základná charakteristika. Chemické vlastnosti a výskyt. Osmium bolo objavené v roku 1804 j e to ušľachtilý, veľmi tvrdý a krehký kov, elektricky a tepelne –stredne dobre vodivý
E N D
OSMIUM, IRÍDIUM, PLATINA Predmet: Chémia Marek Cimbolák VI/OA
Chemické vlastnosti a výskyt • Osmium bolo objavené v roku 1804 • je to ušľachtilý, veľmi tvrdý a krehký kov, elektricky a tepelne –stredne dobre vodivý • spolu s irídiom (Ir) a platinou (Pt) patria do takzvanej triády ťažkých platinových kovov • spoločne s Ir je prvkom s najväčšou známou hustotou • v prírode v rudách sa vyskytuje spoločne s platinovými kovmi • je prvkom s veľmi nízkym zastúpením na Zemi a vo vesmíre • priemerný obsah v zemskej kôre je 0,0015-0,003mg/kg • koncentrácia v morskej vode je natoľko nízka, že súčasnými analytickými postupmi to nie je možné spoľahlivo odhadnúť • predpokladá sa, že vo vesmíre pripadá na jeden atóm osmia (Os) približne 50 miliárd atómov vodíka (H)
Chemické vlastnosti a výskyt • chemicky je veľmi odolné a najľahšie ho je možné previesť do roztoku po oxidačnom alkalickom tavení s hydroxidom a peroxidom sodným • zaujímavá je taktiež možnosť oddelenia osmia (OS) od ostatných platinových kovov destiláciou oxidu osmičelýho (OsO4) zo silne kyslých roztokov • táto zlúčenina je veľmi jedovatá, veľmi zapácha (preto aj názov osmium (grécky – osme=zápach)
Využitie • vzhľadom ku svojim mechanickým vlastnostiam nemá čisté kovové osmium (Os) žiadne praktické využitie • používa sa iba v zliatinách s ostatnými platinovými kovmi (napr. výroba veľmi odolných hrotov plniacich pier, niektoré implantáty) • v chemickom priemysle sú pri organickej syntéze pomerne zriedkavo používané katalyzátory na báze osmia, obvykle však v zmesi s ďalšími platinovými kovmi
Chemické vlastnosti irídia • Irídium sa nerozpúšťa v žiadnej z bežných kyselín • pri teplote 125°C sa rozpúšťa v koncentrovanej kyseline chlorovodíkovej (HCl) nasýtenej kyslíkom. Pri vysokej teplote reaguje irídium s fluórom(F), chlórom(Cl),sírou (S) a fosforom(P), • v zlúčeninách vystupuje irídium najčastejšie ako troj a štvormocný, • zlúčeniny irídia v iných mocenstvách nie sú príliš obvyklé, jednomocné irídium tvorí napr. chlorid iridný(IrCl), päťmocné irídium tvorí prudko reaktívny fluorid iridičný(IrF5) a hexafluoroiridičnancéznyCs[IrF6], šesťmocné irídium tvorí fluorid iridový(IrF6), • jednoduché zlúčeniny irídia nie sú príliš obvyklé, irídium má však sklon k tvorbe mnohých komplexných zlúčenín, • trojmocné irídium tvorí zlúčeniny s komplexným aniónom i katiónom, štvormocné irídium tvorí iba zlúčeniny s komplexným aniónom., • vtetraedrickýchkomplexoch typu [Ir(PF3)4]- vystupuje irídium v oxidačnom stave -I.
Výskyt irídia v prírode • priemerný obsah irídia v zemskej kôre je 0,0004 ppm, • prírodné irídium je zmesou stabilných izotopov 191Ir a 193Ir, • umelo bolo pripravených 32 rádioaktívnych izotopov s nukleovými číslami 165-198, • V prírode sa irídium vyskytuje väčšinou čistý alebo v zliatine s platinou(Pt) alebo osmiom(Os) • Medzi známe nerasty s obsahom irídia patrí napr. chengdeit (Ir3Fe), cuproiridsit (Cu,Ir2S4), kashinit(IrRh)2S3, tolovkit (IrSbS), gaotaitIr3Te8 alebo malanitCu(Pt,Ir)2S4 • celkovo je známych asi 25 minerálov irídia • najväčší obsah irídia má nerast chengdeit
Výroba a využitie irídia • výroba irídia sa prevádza chemickou cestou s výrobou osmia, • zo zliatin irídia a platiny sa vyrábajú napr. chirurgické nástroje, elektrické kontakty... • zo zliatin irídia a osmia sa vyrábajú presné ložiská pre jemnú mechaniku, • Irídium sa používa tiež k farbeniu porcelánu na čierno Irídiová fólia
Chemické vlastnosti platiny • platina priamo reaguje zo selénom (Se), sírou (S), telúrom (Te), a fosforom (P), • za horúca reaguje s chlórom (Cl), fluórom (F), a peroxidmi alkalických kovov, • zmes kyslíka (O2) a vodíka (H) pri styku s platinou exploduje, • v bežných minerálnych kyselinách sa nerozpúšťa, ale je dobre rozpustná v lúčavke kráľovskej. Reakciou platiny s lúčavkou kráľovskou vzniká kyselina hexachloroplatičitá (H2PtCl6)
Chemické vlastnosti platiny • V zlúčeninách vystupuje platina najčastejšie ako dvoj a štvormocná. Menej obvyklé sú zlúčeniny jednomocnej platiny – chlorid platný (PtCl), trojmocnú platinu tvorí napr. chlorid platitý (PtCl3) alebo oxid platitý (Pt2O3),šesťmocná platina je známa v nestabilnom oxide platinovom (PtO3), • platina tvorí veľkú radu komplexných zlúčenín • komplexné zlúčeniny platiny s amoniakom sa nazývajú PLATIAKY.
Najznámejšie „Platiaky“ • Reisetové chloridy [Pt(NH3)4 Cl2] a [PtCl2(NH3)2] • DruhýReisetovchloridje známy ako „cisplatina“ (dôležité liečivo v boji proti rakovine) • Existujú aj zlúčeniny platiny, ktoré vznikajú zlúčením komplexného aniónu platiny s komplexným katiónom platiny (príklad: zelená Magnusova soľ – tetrachloroplatnantetramoplatnatý[Pt(NH3)4][PtCl4] • Medzi zaujímavé zlúčeniny platiny patrí: • Fluorid platinový (PtF6) – je tak extrémne silné oxidačné činidlo, že dokonca oxiduje aj inertný plyn xenon.
Výskyt platiny v prírode • v prírode sa vyskytuje obvykle rýdza, v doprovode irídia (Ir), osmia (Os), paladia (Pd), zlata (Au), striebra (Ag), medi (Cu), olova (Pb) a železa (Fe), • výskyt platiny vo forme zlúčenín nie je príliš častý • najznámejšie paltinové rudy sú: • Sperrylit (PtAs2), • Nigglit (PtS), • Braggit (cooperit) (Pt,Pd,Ni,)S, • Feronikelplatina (Pt2FeNi), • celosvetová ťažba platiny dosiahla v roku 2011 192 ton, • najviac platiny sa ťaží v JAR – 139 ton,Rusko – 26 ton, Kanada 10 ton, • svetové rezervy platiny sa odhadujú na 66 kton, 63kton pripadá na Bushveld v JAR.
Výroba a využitie platiny • výroba platiny sa prevádza pôsobením horúcej lúčavky kráľovskej na jemne mletú rudu, • v nerozpustenom zbytku zostane osmium(Os) a irídium (Ir) – ostatné kovy sa rozpustia, • z roztoku sa pôsobením hydroxidu vápenatého (Ca(OH)2) vyzrážajú rozpustené kovy s výnimkou platiny a časti paládia, • roztok sa odparí do sucha a zbytok sa žíhaním za vzniku hubovej platiny, ktorá sa po premytí kyselinou chlorovodíkovou (HCl) v žíhaní lisuje na kovovú surovú platinu.
Výroba a využitie platiny • Rozdelenie osmia (Os) a irídia (Ir) z nerozpustného zbytku sa robí jeho zahrievaním do červeného rozpálenias prídavkom fosforu (P), • Irídium(Ir) s fosforom (P) tvorí taviteľnú aprchavúzlúčeninu, ktorá sa ďalším zahrievaním opäť rozkladá na plynný fosfor a čisté iridium. Vo zbytku nakoniec ostane čisté osmium, • Najväčšie využitie má platina napr. ako materiál na výrobu chirurgických nástrojov, elektród, odporových drôtova pod.,je to významný investičný kov • Je dobrým katalyzátorom chemických reakcií-využitie platinového katalyzátora pri výrobe kyseliny dusičnej (HNO3) z amoniaku (NH4)