铂族金属简介

铂族(PGM )金属简介

铂族金属简介(PGM Introduce)

2008-03-17 22:08

1、矿产性质：

1)物理性质。

铂族金属包括铂（pt),钯(Pd),铑(Rh),铱(10,锇(Os)、钌（Ru）六个元素位于元素周期表中第VIII副族。

它们具有类似的性质，如高熔点、高强度、耐腐蚀、良好的催化活性和电热性。铂、钯、铑、铱为银白色，锇、钌（周期表中上下排列）为钢灰色。

钌、铑在有氧存在和强热下，容易与氧化合为四氧化物，具有挥发性，钌的挥发速度较慢，锇则较快。铂（大于1000℃时）、铱和铑（大于2000℃时）能形成挥发性氧化物。

铂族金属密度大。轻铂金属密度大于12 g/cm},重铂金属密度大于21 g/cm3。

铂族金属的沸点都很高。按元素周期表顺序，从左向右逐渐降低．从上向下逐渐提高。其中钯的沸点最低，锇的沸点最高。

锇、钌和铑的特点是硬度高并且脆，故能研磨成细粉末，它们都很难机械加工。铂和钯具有延展性，可以辗制和拉丝。纯净的铂具有高度的可塑性，将铂冷轧可以制得厚度为0.0025 mm的箔。铱仅当升温至红热时才能承受机械加工。

铂族金属的特殊性质是其表面具有吸附气体（特别是氢气）的性能，呈粉末和胶体状态时其吸附能力大为增强。钯对氢的吸附能力最强．常温下1个体积的钯能吸附901个体积以上的氢。钯中吸附的氢易全部放出。按照钯、铱、铑、铂、钌、锇的次序，它们吸附氢的性能依次降低。

2)化学性质。

铂族金属电离电位很高，在常温下对许多化学试剂（如酸、碱和最活泼的非金属）有很高的抗腐蚀能力。但在一定条件下，它们可与酸、碱、氧和卤素反应。

铂族金属在热处理过程中被钝化，这是由于在金属表面形成一层稳定的氧化薄膜。

以金属细粉（铂黑）形式存在的铂族金属最容易溶解。海绵状和粉末状的铂族金属不易溶解，致密状态的金属更难溶。

铂族金属有一种特殊的性质：当它们与比较活泼的金属熔融成合金时，就有可能用无机酸溶解。容易与铂族金属形成合金的金属有铅、锡、铋和锌。

①铂族金属对酸和其他试剂的作用。

铂：抗酸、碱的腐蚀性能良好，致密状的铂不与单独的无机酸起作用，熔融状态的碳酸盐、硫酸盐和卤化物对它略起作用。铂溶于王水，但它的溶解速度与它的状态有关。致密状的铂在王水中溶解缓慢，直径为1毫米的铂丝，需4-5小时才能完全溶解。粉末状的“铂黑”能同沸硫酸作用。铂能被过氧化钠熔融分解。铅扣中的铂不被硝酸分解。

钯：金属钯可溶解于硝酸中，在同发烟硝酸作用时生成Pd (NO3)2。钯也溶解于浓硫酸中，生成褐色硫酸把溶液。钯在王水作用下，可得到四价把的化合物——氯钯酸H2PdCl6，将此溶液用盐酸煮沸，还原为H2 (PdCI4)。

铑：致密的金属铑在酸中几乎不溶解。极细粉末状的铑能缓慢溶解在沸硫酸或王水中。当金属铑用碱金属焦硫酸盐熔融时，生成可溶于水的硫酸铑。在过氧化钠或氧化剂（如NaNO3）存在的情况下，金属铑用碱熔融并且同过氧化钡烧结生成水合氧化铑，将其溶于盐酸转变为铑的氯络合物。粉末状的金属铑和氯化钠混合在氯气流中加热到400℃，也能生成铑的氯络合物Na3RhCCl6。易溶于水及酸中。金属铑与铅或铋的合金，也能溶解于硝酸中。粉末状的铑在300-500℃下与过量的锡(100-1000倍）的熔块可溶于浓盐酸中。

铱：铱不溶于酸。金属铱用过氧化钠熔融或用过氧化钡烧结（烧结？？），以后用盐酸浸取可使其转入溶液。或者用氯化钠混合进行氯化，用水浸取而转人溶液。铱同碱和硝酸钠（或过氧化钠）氧化熔融后转人溶液中，用盐酸浸取生成铱的氯铬合物。铱同铑相反，同焦硫酸钠、铅和铋的熔融物不能转人溶液中。但它同金属锡熔融后生成的合金用盐酸和过氧化氢混合溶液处理而转人溶液。铱同铂形成富铂合金后可溶解在王水中，当合金中铱大于1％时，溶解较慢。

钌：金属钉不溶解于酸和王水，它不同KHSO4反应。钌在同苛性钠和氧化剂熔融后，可转变为可溶于水的钉酸盐Me2Ru04。熔融剂可以采用下列混合物：碱和硝酸钠或氯化钠；碳酸钾和硝酸钾；过氧化钡和硝酸钡。当钉和过氧化物加热时，生成绿色高钉酸钠NaRu0a可溶于水。钌溶于碱金属的次级酸盐形成挥发性四氧化钌RuO4。钌同次氯酸钠反应比同次氯酸钾反应激烈。钌同铑、铱类似．能够同氯化钠混合加热氧化而转人溶液中。

锇：致密状态的锇不溶解在酸和王水中，细小粉末状的锇可被沸腾的硫酸氧化生成四氧化锇。浓硝酸可氧化细小粉末状的金属锇。锇同碱金属氯化物加热氯化时，生成碱金属的氯锇酸盐Me2OsCl6，它被水蒸气分解生成HCl和OsO4。锇同碱熔融转变为锇酸盐MeOsO4、而完全溶于水。以5-6倍的过氧化钠熔融锇可得到同样的结果，当用盐酸浸取时，熔融物可分离和析出四氧化饿。

②铂族金属的氧化还原性质。

六个铂族金属在其化合物中的氧化状态不同，其金属／离子的氧化一还原电位为正值，因此，容易将这些金属离子还原为单质状态。从溶液中用不同的还原剂可使铂族元素从高价状态还原为低价，甚至还原成单质金属，使它们与杂质分离。

铂族金属氯络合物溶液中，铂族金属离子还原到单质状态的连续过程不符合氧化还原电位值MOCl6（3-）/Me或者McCl4（2-）/Me，而符合Pd>Pt>Rh>Ir的顺序。铑和铱与铂、钯的分离主要是运用这一顺序的金属还原过程。从其他铂族金属中分离锇、钉以及它们彼此分离的基础，在于这两个元素能形成挥发性的高价化合物。

铂：铂在溶液中主要是+2、+4价。利用强还原剂可将二价铂和四价铂还原为单质金属，这种反应常用于从含有贱金属的溶液中富集铂。在铂的卤化物中，氯化物比溴化物容易还原，溴化物比碘化物容易还原。

钯：把的特征价态是+2价，它比其他铂族金属容易还原为单质金属，在电位顺序中所有位于钯左边的（钯在银之后而在铂之前）元素，都能从它们的氯化物溶液中或强或弱地析出钯。

铑：铑的主特征价态是+3价。三价铑在氯化物溶液中可以被氢、锌、镁、铜、锑、肼、甲酸、甘汞（在高酸溶液中）、CrC2l, VC2l, TiCl3等还原为单质金属。

铱：铱的特征价态是＋3和+4价。应用甘汞、肼、羟铵、乙醇、硫化氢、二氧化硫等可将三价铱、四