Свойства соединений элементов платиновых металлов

соединения платиновых металлов обладают характерной окраской, хорошо выраженными окислительными свойствами и относительно невысокой устойчивостью к нагреванию. Ионы платиновых металлов легко образуют комплексные соединения.

Оксиды, образующиеся при нагревании металлов с кислородом, легко разлагаются, образуя смесь оксидов в различных степенях окисления с металлами:

Гидроксиды получают косвенными методами: при сложных окислительно-восстановительных реакциях, электролизе, гидролизе комплексных соединений.

Все гидроксиды платиновых металлов нерастворимы, образуют кристаллогидраты, например: Pt0₂-2H₂0 или H₂[Pt (OH)₆] и др.

Свойства соединений (П). Степень окисления +2 особенно характерна для палладия и платины. Для платины известно очень большое число комплексных соединений и совсем немного простых солей. Напротив, для палладия двухвалентное состояние является наиболее устойчивым и в комплексных, и в простых солях.

Большая часть простых солей палладия — легкорастворимые кристаллические вещества, окрашенные в различные оттенки коричневого цвета. Таковы, например, желто-коричневый Pd (N0₃)₂ и красно-коричневый Рс1С1₂-2Н₂0. В растворе PdCl₂ уже при обычной температуре легко восстанавливается до металла под действием СО. На этом основано его применение для открытия СО в газовых смесях. Как PdCl₂, так и другие соли этого элемента в растворах довольно сильно гидролизованы.

Комплексные производные двухвалентных палладия и платины многочисленны и разнообразны по составу. Одним из наиболее устойчивых соединений является кислота — H₂[Pt (CN)₄].

Гидроксиды Pd, Pt (II) проявляют основные свойства.

Свойства соединений{III). Степень окисления +3 характерна для родия и иридия. Их гидроксиды окрашены (Rh (OH)₃ — желтый, 1 г (ОН)₃ — зеленый и т. д.), нерастворимы в воде, обладают слабо выраженными основными свойствами. При нагревании теряют воду, переходя в черные оксиды (Э₂0₃). Помимо обычных солей образуют много комплексных соединений.

Свойства соединений{). Оксиды типа Э0₂ существуют для всех металлов, особенно характерны для платины. Гидроксид Pt (OII)₄ амфотерен, причем продуктами его взаимодействия с кислотами и со щелочами являются, как правило, не простые соли, а комплексные соединения:

Pt (IV) образует аммиачные комплексы |Pt (NH₃)₆|r₄, где Г — галоген.

Гексахлороплатинат (1У) водорода (платинохлористоводородрая кислота) H₂[PtCl₆] осаждает ионы NHj, К⁺, Rb⁺ и Cs⁺.

Свойства соединений{). Степень окисления +6 наиболее характерна для осмия и рутения.

При сплавлении металлов с КОН в присутствии окислителя образуются осматы и рутеиаты (соли соответственно осмиевой vum рутениевой кислоты) общей формулы Мс₂Э0₄, например фиолетово-красный K₂0s0₄-2H₂0 или черно-зеленый K₂Ru0₄ H₂0.

Эти соединения при обычных условиях сравнительно неустойчивы и различаются по химическому характеру. Рутенаты легко восстанавливаются до Ru0₂, который является наиболее устойчивым кислородным соединением рутения. Напротив, осматы, при отсутствии большого избытка щелочи, легко (уже под воздействием кислорода воздуха) окисляются до Os0₄.

Свойства соединений (III). Соединения с валентностью металла +8 известны только для осмия и рутения. Взаимодействие порошка металлического осмия с фтором при температуре около 250 °C ведет к образованию бесцветных паров OsF₈, при охлаждении сгущающихся в лимонно-желтые кристаллы:

OsF₈ обладает окислительными свойствами, разлагается водой:

Аналогичный по составу оксид рутения (Ru0₄) может быть получен обработкой раствора K₂Ru0₄ избытком хлора.

0s0₄ и Ru0₄ — легкоплавкие и легколетучие кристаллические вещества, пары ядовиты. В воде хорошо растворимы, но не показывают кислой реакции. Сильные окислители.

Применение. Из платины и ее сплавов изготавливают лабораторную посуду, электроды, термопары (Pt — Rh, Rh —Ir).

Рутениевые и родиевые сплавы отличаются большой твердостью. Их используют для покрытия электрических контактов в микросхемах. Родиевые сплавы применяют для покрытия отражателей в прожекторах.

Сплавы осмия и иридия с платиной обладают высокой твердостью и упругостью, применяются для изготовления ответственных деталей.

Платина пластична и легко подвергается обработке, у нее невысокий коэффициент линейного расширения, она спаивается со стеклом.

Кроме того, платина и ее сплавы с родием — это эффективные катализаторы многих процессов в химической промышленности.

Токсичность элементов. Сами платиновые металлы не ядовиты, на них нет ограничений в виде ПДК. Соединения многих платиновых металлов токсичны (действуют на почки, печень, нервную и иммунную системы, вызывают аллергию). Наиболее токсичны тетраоксиды рутения и осмия (Ru0₄, Os0₄).