Платиновые металлы 8, 9, 10 группы

Название
Ru
Ruthenia (лат.) - Россия
Rh
От греч. «ρóδoν» - роза
Os
от греч. «δoμη» - запах
Pd
астероид
Паллада
Ir
от лат. iris - радуга
Pt
Platina (исп.) – «серебришко»

Некоторые характеристики
Легкие
Тяжелые

Степени окисления

Распространенность
в земной коре, в %

Основные минералы
Поликсен (Pt, Fe): Pt 80 — 88%
Ферроплатина: Pt 84 — 81%
Палладистая платина: Pd 7 — 40%
Невьянскит: Ir 47 — 77 % Os 49 — 21%
Родиевый невьянскит: Ir 70 %, Os 17 %, Rh 11%
Высоцкит (Pd, Ni, Pt)5S (Pd 60 %, Ni 14%, Pt 5 %)
Аллювиальные месторождения

Динамика цен на платиновые металлы

Скачок цен на Rh

Получение
аффинаж
Смесь + «царская водка» = H2[ЭСl6], Os,Ir не растворяются
3Pt + 4HNO3 + 18HCl = 3H2[PtCl6] + 4NO + 8H2O
H2[PtCl6] + 2NH3 = (NH4)2[PtCl6]
(NH4)2[PtCl6] = Pt + 2NH3 + 2HCl + 2Cl2 °T
Из «осмиридия» и раствора,оставщегося после отделения (NH4)2[PtCl6] другие платиновые Mē

Химические свойства простых веществ
Взаимодействие с кислотами-окислителями:
Pd + 2H2SO4 = PdSO4 + SO2 + 2H2O
2Pd + 6HNO3 = 2Pd(NO3)2 + 2NO2 + 3H2O Pt
Ru, Rh, Os и Ir в виде слитка не взаимодействуют
Os + 8HNO3 = OsO4 + 8NO2 + 4H2O
ИНЕРТНОСТЬ

Химические свойства простых веществ
Окисление, сопровождающееся комплексообразованием:
3Pt(Pd) + 4HNO3 + 18HCl = 3H2[PtCl6] + 4NO + 8H2O
Rh + HNO3 + 6HCl = H3[RhCl6] + NO + 2H2O
Os, Ir с «царской водкой» не взаимодействуют
Pt + 6HCl + O2 = H2[PtCl6] + 2H2O
Pt + KCN + H2O = K2[Pt(CN)4] + 2KOH + H2

Окислительное сплавление
NaClO2, O2+KOH, KClO3, KNO3, K2O2, Cl2
Pt + 2KClO3 + KOH = K2PtO3 + KCl + H2O Pd
Os + KClO3 + KOH = K2OsO4 + KCl + H2O
Rh + KClO3 = Rh2O3 + KCl
Ir + Cl2 + NaCl = Na2IrCl6
Э + NaOH + [O]

Получение оксидов

Поведение оксидов при нагревании

Фториды платиновых металлов

Фториды платиновых металлов
Сильные окислители
PtF6 самый сильный окислитель:
O2 + PtF6 = O2+[PtF]6-
Xe + PtF6 = Xe[PtF6]
2RhF6 + 3Cl2 = 2RhF3 + 6ClF
IrF6 + 2NO = (NO+)2[IrF6]
2IrF6 + 9H2O = 2Ir(OH)3 + 12HF + 3O2
диоксигенил-ион

Ru, Os (+8)
Слабые кислотные свойства:
OsO4 + H2O = H2[OsO4(OH)2] K1= 10-12
OsO4+ KOH = K2[OsO4(OH)2]
4RuO4 + 4NaOH = 4Na2RuO4 + O2 + H2O

Ru, Os (+8)
OsO4 , RuO4
OsO4 + HCl(конц.) = H2[OsCl6]+Cl2+H2O
OsO4 + HCl(разб.) =
RuO4 + HCl(разб.) = H2[RuCl6]+Cl2+H2O
RuO4 + C2H5OH = 2CO2 + RuO2 + 3H2O
OsO4 + C2H5OH = CH3COH + OsO2 + H2O
C2H4 + OsO4 + 2H2O = HOCH2CH2OH + H2OsO4
H2OsO4 = OsO2 + H2O + OsO4
запах
хлора
озона

Ru, Os (+6)
Оксидов нет ☹
Me2RuO4•H2O, Me2OsO4•2H2O
Э+3KNO3 + 2KOH = K2ЭO4 + 3KNO2 + H2O
Э = Ru, Os
K2[OsO2(OH)4]+4HHal =K2[OsO2Hal4]+4H2O

Ru, Os (+6)
Ru+6 окислители:
2K2RuO4+ 12HCl = 2K2[RuCl6] + Cl2 + 6H2O
K2RuO4+ H2SO4 = O2 + RuO2+ H2O + K2SO4
Os+6 восстановители:
K2[OsO2(OH)4]+O2 = OsO4 + KOH + H2O
2H2OsO4 = OsO2 + 2H2O + OsO4
K2OsO4 + H2SO4= OsO2 + H2O + OsO4 + K2SO4
K2OsO4 +3H2 = Os + 2KOH + 2H2O

Ru, Os (+4)
RuO2, OsO2
Кислотно-основные свойства:
ЭO2 + 6HCl = H2[ЭCl6] + 2H2O
ЭF4 + H2O = ЭO2 + H2[ЭF6]+ 2HF
Окислительно-восстановительные свойства:
2RuO2 + 3Na2O2 = 2Na3RuO4 + O2
RuO2 + 2H2 = Ru + 2H2O

Rh, Ir (+4)
Получение:
Ir + Na2CO3 + 2NaNO3 = Na2IrO3 + 2NaNO2 + CO2
K2IrF6 + 4KOH = Ir(OH)4 + 6KCl (вод.раствор)
K2IrF6 + 2K2CO3 = IrO2 + 6KCl + 2CO2

Rh, Ir (+4)
IrO2 Прочная кристал. решетка низкая хим. активность
RhO2 не устойчив
Обменные реакции
Характерны только для Ir+4. В аналогичных ситуациях Rh+4 проявит окислительные свойства
(NH4)2IrCl6 + 4KI = IrI4 + 2NH4Cl + 4KCl

Rh, Ir (+4)
Rh+4 сильные окислители
Cs2[RhCl6] = RhCl3 + CsCl + Cl2
2RhO2 + 8HCl = 2RhCl3 + Cl2 + 4H2O
2RhO2 + 14HCl = 2H2[RhCl6] + Cl2 + 4H2O
4RhO2 = 2Rh2O3 + O2
Ir+4 как окислитель слабее
(NH4)2IrCl6 + 2H2 = Ir + 2NH3 + 6HCl

Rh, Ir (+3)
Кислотно - основные свойства:
Rh2O3 + 6HCl = H3[RhCl6] + 3H2O
Ir2O3 + 3H2SO4 = Ir2(SO4)3 + 3H2O
Rh(OH)3 + H2SO4 = Rh2(SO4)3 + H2O
Rh(OH)3 + 3KOH = K3[Rh(OH)6]

Rh, Ir (+3)
Окислительно-восстановительные свойства:
Ir+3
2IrCl3 + 3H2 = 2Ir + 6HCl
Ir2O3 + 2HNO3 = 2IrO2 + 2NO2 + H2O
Rh+3
Ru2O3 + 4NaOH(конц.) + 3NaClO= 2Na2RuO4 + H2O + K2SO4
Rh2O3 + 3H2 = 2Rh + 3H2O

Pt, Pd (+4)
PdO2•3H2O = 2PdO + O2 + H2O
PtO2•3H2O PtO2•2H2O PtO2•H2O PtO + O2
Кислотно - основные свойства:
PtO2•3H2O + 6HCl = H2[PtCl6] + 5H2O
PtO2•3H2O + NaOH = Na2[Pt(OH)6] + 5H2O
100°C
400°C

H2[PtCl6]
Гексахлороплатинат(IV) водорода
Гексахлорплатиновая кислота
Устойчивая, сильная
Получение:
Pt(OH)4 + HCl = H2[PtCl6] + H2O
PtCl4 + HCl = H2[PtCl6]
3Pt + 4HNO3 + 18HCl = 3H2[PtCl6] + 4NO + 8H2O
Соли щелочных металлов, NH4+
H2[PtCl6] + 2KCl = K2[PtCl6] + 2HCl

H2[Pt(OH)6]
Гексагидроксоплатинат (IV) водорода
Гексагидроксоплатиновая кислота
Слабая, малорастворимая
Получение:
K2[Pt(OH)6] + HCl = H2[Pt(OH)6] + KCl
[Pt(NH2OH)4](OH)2 + 3H2O2 = H2[Pt(OH)6] + 2N2 + H2O
PtO2•3H2O + KOH = K2[Pt(OH)6] + 5H2O

Pt, Pd (+4)
Окислительно-восстановительные свойства
Pd+4 сильный окислитель
Pd(OH)4 = Pd(OH)2 + O2 + 2H2O Ткомн.
Pd(OH)4 +H2O =
Pt+4 окислитель только при сильном восстановителе
H2[PtCl6] + FeSO4 + KOH = Pt + Fe(OH)3 + K2SO4 + KCl + H2O
H2[PtCl6] + SnCl2 = Sn(OH)4 + Pt

Pt, Pd (+2)
Pd+2 в воде [Pd(H2O)6]2+
Pd(ClO4), PdSO4
Кислотно-основные свойства:
PtO амфотерен
PtO + HCl = H2[PtCl4] + H2O
PtO + 2KOH + H2O= K2[Pt(OH)4]

Pd, Pt (+2)
Окислительно-восстановительные свойства
Pt+2
PtCl2 + H2SO4= Pt + Pt(SO4)2 + HCl
PtCl2 + H2 = Pt + 2HCl
Pd+2
PdCl2 + CO = Pd + CO2 + HCl
Качественная реакция на СО

Применение
Pd:
Kat реакций гидрирования
Pt:
Kat
Посуда
Термопары
Электроды
Ювелирное и зубопротезное
Rh, Os
Добавки в сплавы

Остальные галогениды

Сульфиды, фосфиды и т.д.
Ru2P – Co2P RhP3 – CoP3
RuP – FeP и CoP PdP3 – NiP3
Cложные системы с S, Se, Te, P, As, Bi, Sn и Pb.
Pd4S, Pd14S4, Pd11S5, PdS, PdS2
H2S на раствор соли Ме:
K2[PtCl6]+2H2S = PtS2 + 2KCl +4HCl
K2[PdCl4]+2H2S = PdS + 2KCl +2HCl
PdS + S = PdS2

Принципы разделения
Os и Ru не растворяются ни в одной из кислот вплоть до Ткип, тогда как Pd растворяется в азотной кислоте.
Os и Ru окисляются при щелочной окислительной плавке (Na2O2, NaOH + NaCl); плав растворяется в воде с образованием рутенатов, осматов.
Рутенаты восстанавливаются спиртом до RuO2·nH2O, а осматы в виде аммониевой соли.
+FeSO4 осаждается золото. Rh, Ir и Pd до низших степеней. [PtCl6]2- в виде аммониевой соли.
Rh и Ir + ClO2-(BrO3-) = гидратированные окислы. Na3[RhCl6] не растворяется в этаноле, а аналогичные комплексы Pd(IV), Ir(IV) растворяются.