Рутений, родий және палладий элементтері, ашылуы, табиғи изотопы

1. Рутений, родий және палладий элементтері, ашылуы, табиғи изотопы
2. Қосылыстары
3. Физикалық және химиялық қасиеттері
4. Табиғатта кездесуі
5. Технологиясы
6. Аналитикалық сипаттамалары
7. Палладийді қолдану
Пайдаланған әдебиеттер

Рутений, родий, палладий бағалы асыл металдар қатарына жатады. Олардың кейбір физикалық шамалары төменде кестеде келтірілген.
Ашылулары
Рутенийді 1844 жылы Казан университетінің профессоры Карл Клаус ашты. ресейдің латынша атына сәйкес Ruthenia, яғни Россия дегенді білдіреді. Рутений –ядролық реакциялар нәтижесінде түзіледі.
Родийді 1833 жылы ағылшын ғлымы Уильям Волластон ашты. Родий қосылысының ерітінділерінің түстері раушан гүлі реңдес (розовый) және жаңа элемент атауын осыдан алады.
Палладий мен родийді қатар ашқан жоғарыда аталған ғалым Уильям Волластон болып саналады. У.Волластон палладий элементінің «Паллада» астероидының ашылуына орай палладий данышпандық құдайы Афина Паллада құрметіне атаған болатын.

1. Ляликов Ю.С. Физико-химические методы анализа. –М.: Химия, 1974.
2. Крешков А.П. Основы аналитической химии. Т 3. –М.: Химия, 1981.
3. Мансуров З.А., Клесников О.Я. Химиялық зерттеулердегі физикалық әдістер. –Алматы: КазҰУ. 2005.
4. Урмашев Б.А. Талдаудың физикалық әдістері. Оқу құралы. –Шымкент: ОҚМУ баспасы. 2008. -127 б.

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Жоспар:
1. Рутений, родий және палладий элементтері, ашылуы, табиғи изотопы
2. Қосылыстары
3. Физикалық және химиялық қасиеттері
4. Табиғатта кездесуі
5. Технологиясы
6. Аналитикалық сипаттамалары
7. Палладийді қолдану

Металдардың жалпы сипаттамасы
Рутений, родий, палладий бағалы асыл металдар қатарына жатады. Олардың кейбір физикалық шамалары төменде кестеде келтірілген.

1-кесте.

Шамалар
44Ru
45Rh
46Pd
Аr(Э)
М(Э), гмоль
m(Э), г
Электрондық құрылымы

Атом радиусы, нм
Иондану потенциалы, эВ
Жай зат күйінде тығыздығы, гсм3
tбалқу, 0С
tқайнау., 0С
Электрлік терістігі
Ст.электр потенциалы
Тотығу дәрежелері

Жер қыртысындағы массалық үлесі,
101,07
101,07 1,677·10-22
~ 4d6 5s2 (4d7 5s1)
0,132
7,36
12,8
2400
4200
1,42

+0,45 0,1,2,3,4, 6,7,8

9·10-7
102,9055 102,9055 1,708·10-22
~ 4d7 5s2 (4d8 5s1)
0,1345
7,46
12,42
1966
3900
1,45

+0,60
0, 1, 3, 4, 6

2·10-8
106,4
106,4 1,766·10-22
~ 4d8 5s2 (4d10 5s0) 0,1375
8,33
12,03
1555
3173
1,35

0,83
0, 2, 4, 6

2·10-7

Ашылулары
Рутенийді 1844 жылы Казан университетінің профессоры Карл Клаус ашты. ресейдің латынша атына сәйкес Ruthenia, яғни Россия дегенді білдіреді. Рутений - ядролық реакциялар нәтижесінде түзіледі.
Родийді 1833 жылы ағылшын ғлымы Уильям Волластон ашты. Родий қосылысының ерітінділерінің түстері раушан гүлі реңдес (розовый) және жаңа элемент атауын осыдан алады.
Палладий мен родийді қатар ашқан жоғарыда аталған ғалым Уильям Волластон болып саналады. У.Волластон палладий элементінің Паллада астероидының ашылуына орай палладий данышпандық құдайы Афина Паллада құрметіне атаған болатын.

Қосылыстары
Рутений - платина және палладий минералдарымен бірге кездеседі.
Рутенийдің табиғатта өте сирек ұшырасатын RuS2 - лаурит минералы бар.
Рутений қосылыстарын өз бойына жинақтайтын минерал қатарына пиролюзитті (MnO2), ал өсімдіктер тарапынан бұршақты дәнді дақылдарды (тамырына жинақталады) атауға болады.
Родий, палладий - платина және мыспен икелі бар полиметалл рудаларында бірге ұшырасады.
Родий өте сирек кезддесетін осмийлі придийдің бір түрі родийлі невьянскит минералы құрамында бар (11,3 % Rh).
Палладий - дербес (самородный) металл түйірлері және Pd3Sb,Pd3Sn, PdO қосылыстары түрінде кездеседі.
PdHg - потарит минералы 34,8 % Pd, 65,2% Hg-тан тұрады. Дербес күйінде ұшырасатын алтынның бір түрі палладийлі алтын немесе порпецит құрамында Pd - 8-11% құрайды. Сыртқы түріне қарап порпецитті алтыннан айыру өте қиын.

Алынулары
Рутений, родий және палладий табиғатта сирек және бірге ұшырасаты элементтер болғандықтан, оларды өндіру өте күрделі және бірнеше сатыдан тұратын іс-амалдарды жүзеге асыруды талап етеді.
(Благородные металлы. Справочник Под ред. Е.М.Савицкого.-М.: Металлургия, 1984).
Рутений - рутений концентратынан RuO4 және (NH4)3 [RuCl6] қосылыстарын алып, оларды қыздыру барысында сутекпен тотықсыздандыру арқылы алаынады.
RuO4 + 4H2 -- Ru + 4H2O
2(NH4)3 [RuCl6] + 3H2 -- 2Ru +6NH3↑ + 12HCl↑

Родий - [Rh(NH3)3]Cl3 комплексінен қыздыру барысында сутекпен тотықсыздандырылып алынады. Технологиялық желіге сәйкес родий қосылысы (NH4)2Na[Rh(NO2)6] комплексіне айналдырылады. Алынған қосылысты NaOH-та ерітіп NH4Cl қосылады да [Rh(NH3)(NO3)3] бейтарап комплексі алынады. Мұнан соң, алынған қосылысқа тұз қышқылымен әсер етіп родийдің аммиакты қосылысы [Rh(NH3)3]Cl3 алынады. Металл алу үшін қыздыру барысында сутекпен тотықсыздандырады.

2[Rh(NH3)]Cl3 + 3H2 -- 2Rh + 2NH3↑ + 6HCl↑

Палладий - [Pd(NH3)2]Cl2 комплексінен сутекпен тотықсыздандыру арқылы алынады:
[Pd(NH3)2]Cl2 + H2 -- Pd + 2NH3 + 2HCl

Физикалық қасиеттері
Рутений (Ru) - күміс жылтыры бар, ақсұр түсті морт, соғуға, созуға көне бермейтін, қиын балқитын момноморфты құрылымдағы металл.
Рутенийдің табиғатта радиоактивті изотоптары ұшыраспайды, алайда ядролық реакторлар жұмыс істеу барысында плутонийдің ыдырауынан радиоактивті рутений пайда болады. Мысалы, 103Ru және 106Ru радиоактивті изотоптарының жартылай ыдырау мерзімі жазылу ретіне қарай 40 сөтке және 1,01 жыл. Міне, осы радиоактивті рутенийді залалсыздандыру шешімін күткен үлкен мәселе.
Родий (Rh) - металдық күміс жылтыры бар, аздап көгілдір тартады, механикалық өңдеугге кәдімгі жағдайда көне бермейтін қатты металл.
Палладий (Pd) - сыртықы түрі жағынан күміске ұқсас, салқындату барысында қаттылығы 2-2,5 есе артатын, жалпы жағдайда механикалық өңдеуге ыңғайлы металл. Периодтық кестеде s деңгейшесінде кәдімгі жағдайда электрон жайғаспайтын бірден-бір элемент.

Химиялық қасиеттері және қосылыстары
Кәдімгі жағдайда Ru, Rh, Pd ауада тотықпайтын, галогендермен әрекеттеспейтін, қышқыл-сілтіде ерімейтін бағалы асыл металлдар. Осы орайда, ең күшті тотықтырғыш фтордың өзі де, әлсіздік танытады.
Қыздыру барысында аталған металдар жоғарыда айтылған заттардың көпшілігімен әрекеттесіп, әртүрлі құрамдағы қосылыстар түзеді.
Ru, Rh, Pd - қыздыру барысында гологендермен қосылады:

2Ru + 3F2 -- 2RuF3 (RuF4, RuF5, RuF6)
2Rh + 3F2 -- 2RhF3 (RhF4, RhF5, RhF6)
2Pd + 3F2 -- 2PdF3 (PdF2, PdF4)

Гексафторидтер, күшті тотықтырғыштар тез ыдырайды:

2RuF6 + 10H2O -- 2Ru(OH)4 + 12HF + O2
2RhF6 + 10H2O -- 2Rh(OH)4 + 12HF + O2
2RhF6 + 3Cl2 -- 2RhF3 + 6ClF

Осы элементтер хлормен Ru, Rh - моно, ди, три, және тетрахлоридтер түрінде қосылса, Pd - дихлорид қана түзеді:

2 Ru + Cl2 -- 2RuCl (RuCl2, RuCl3, RuCl4)
2 Rh + Cl2 -- 2RhCl (RhCl2, RhCl3, RhCl4)
Pd + Cl2 --PdCl2

Галогенидтер оңай гидролизге ұшырап гидроксидтертүзеді:

RuCl2 + 2H2O -- Ru(OH)2↓ + 2HCl
RuCl4 + 4H2O -- Ru(OH)4↓ + 4HCl
RhCl3 + 3H2O -- Rh(OH)3↓ + 3HCl
сары түсті тұнба
PdCl2 + 2H2O -- Pd(OH)2↓ + 2HCl
қара түсті тұнба

Гидроксидтердің бәрі де қышқылда ериді, қыздырғанда ыдырайды:
Ru(OH)4 RuO2 + 2H2O
2Rh(OH)3 Rh2O3 + 3H2O
Pd(OH)2 PdO + H2O
қара түсті
Келтірілген металл оксидтері жай заттарды жоғары температурада қыздыру барысында да түзіледі. Қыздыру барысында ұнтақ Ru, Rh, Pd оның кесек күйіне қарағанда оттекпен жеңілдеу тотығады.:

Ru + O2 RuO2

RuO2 қара түсті ұнтақ, суда, қышқылда ерімейді:

Ru + 2 O2 RuO4
RuO4-рутений (VIII) қоңыр қызғылт сары түсті сұйыққа 250С-де айналады, буланып ұшуға бейім, озон иісті улы зат. Органикалық заттардың өте аз мөлшерімен (следовые количества) жанасса, қопарылыс береді. RuO4 - қыздырғанда ыдырап қопарылыс береді:
RuO4 RuO2 + О2↑

Қышқыл сілтілермен әрекеттеседі және реакция жүруіне қышқыл концентрациясы, температура көп әсер етеді.:

RuO4 + 4HCl -- RuO2 + 2 Cl2 + 2H2O
RuO4 + 8HCl -- RuCl4 + 2Cl2 + 4H2O
2RuO4 + 4KOH -- 2K2RuO4 + O2 + 2H2O

Родий 10000С төңірегінде барып қана оксид түзеді:

4Rh + O2 2Rh2O3 қарасұр ұнтақ

Қатты қыздырғанда Rh2O3 оттекті бөліп ыдырайды:

2 ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.