Химические свойства платиновых металлов

Галогениды платиновых металлов

Галогениды платиновых металлов получают в процессе реакции галогенирования мелкодисперсного порошка, а также при прокаливании галогенидов данных металлов в инертной атмосфере или в атмосфере соответствующего галогена. Если галогениды получать из водных растворов, то они будут содержать воду. При ее удалении обычно начинается разрушение их.

Что же касается простого кристаллического состояния безводные галогениды — это обычно полимерные цепи, связанные мостиками с галогенами, образующие различные модификации. Платиновые металлы с фтором образуют соединения в наивысшей степени окисления, а с йодом, наоборот, образуют соединения в низшей степени окисления.

Со фтором получается соединения, в которых проявляются самые разнообразные степени окисления, в том числе и необычные. Так, например, соединение OsF₇ — гептафторид осмия. Получают его при температуре около 600 градусов Цельсия и давлении 400 атмосфер. Из дифторидов достаточно известным считается PdF₂, который имеет свойство парамагнетизма.

Фториды же таких металлов как рутений, родий, палладий — образуются при фторировании отработавших тепловыделяющих элементов ядерных реакторов. Фториды «тяжелых» платиновых металлов, в частности осмия, использовались в качестве материалов в реакциях синтеза сверхтяжелых элементов, а РtF₆ — в качестве мощного фторирующего агента в реакциях с инертными газами [2].

Все благородные металлы в очень мелко раздробленном состоянии при температуре реагируют с хлором с образованием различных бинарных галогенидов.

Наиболее важными из них считаются:

RuCl₃ — трихлорид рутения. Данное соединение получают при взаимодействии металлического рутения с тремя объемами хлора и одним объемом угарного газа (Cl₂:CO — 3:1) при температуре около 330−340 градусов Цельсия. При этом получается кристаллическое вещество темно-коричневого цвета, которое хорошо растворимо в органических растворителях;

«RuOHCl₃» — «гидроксотрихлорид» рутения, продажный препарат, образующийся при продолжительном взаимодействии RuO4 с соляной кислотой и последующем выпаривании раствора. Индивидуальным веществом не является. Применяется как исходное в синтезе различных соединений и материалов;

RhCl₃ — трихлорид родия, существует в нерастворимой безводной форме и в форме растворимого гидрата; последний широко применяется для синтеза препаратов, катализаторов и пр.;

PdCl₂ — дихлорид палладия, также существует в нескольких кристаллических модификациях, наиболее важным является дигидрат PdCl₂· 2H2O; получают самыми разными способами, например, нагреванием палладийхлористоводородной кислоты в атмосфере хлора.

Бромиды и иодиды платиновых металлов, образующиеся при непосредственном взаимодействии элементов (безводные) либо растворением гидроксидов в соответствующих галогеноводородных кислотах. Они мало изучены [5].

Гидроксиды платиновых металлов

Металлы платиновой группы образуют аморфные малорастворимые гидроксиды состава MxOy· nH2O. О строении гидроксодов нет единого мнения. Их нередко называют фазами переменного состава. В то же время, независимо от способа синтеза — обычно гидролизом различных соединений при рН ~ 3 ё 9, свойства и состав их четко воспроизводятся.

Свежеобразованные гидроксиды представляют собой гели, которые имеют яркую окраску, а при высушивании вода удаляется. Температура, при которой удаляется вода, обычно достигает 650 градусов Цельсия. При этом уже образуются оксиды благородных металлов.

Гидроксиды платиновых металлов имеют самое разнообразное применение, в том числе в технологии и анализе — в связи с их низкой растворимостью, в катализе, для получения электролитов смешанных и бинарных оксидов, в препаративной практике [1].

Координационные (комплексные) соединения платиновых металлов

Необходимо отметить, что при описании химических свойств благородных металлов нельзя не упомянуть об образовании комплексных соединений металлов. Так как они имеют частично заполненные d-орбитали, то они имеют способность к образованию координационных соединений. При этом они проявляют самые разнообразные степени окисления: для рутения и осмия известны соединения со степенями окисления центрального атома от 0 до + 8.

Комплексными называют соединения, которые могут находиться как в твердом состоянии так и в растворе. Что же касается особенностей строения, то для координационных соединений характерно наличие центрального атома, который окружен лигандами. Лиганды могут ступенчато и обратимо отщепляться от центрального. К тому же, координационные соединения можно рассматривать как состоящие из простых, способных к самостоятельному существованию молекул.

Если лиганды находятся в транс-положении, то они способны влиять друг на друга.

Чаще всего встречаются хлоридные комплексы, которые имеют огромное значение для производства [3].

Амминокомплексы платиновых металлов

Если рассматривать аминокомплексы, то в данном случае лигандом выступает аммиак. Преимущественно амминокомплексы образуются когда происходит процесс аффинажа. В качестве примера можно привести комплекс аммиака с палладием — [Pd (NH3)₂Cl₂]. Данный комплекс имеет низкую растворимость в воде. Именно поэтому его используют для количественного выделения палладия из растворов аффинажного производства [2].