Platino Group Metals: descripción, lista, propiedades y aplicaciones

Los metales del grupo del platino son seis elementos químicos preciosos nobles que se encuentran uno al lado del otro en la tabla periódica. Todos ellos son metales de transición de los grupos 8-10 del período 5-6.

Metales del grupo del platino: lista

El grupo consta de los siguientes seis elementos químicos dispuestos en orden de aumentar el peso atómico:

• Ru es rutenio.
• Rh es rodio.
• Pd es paladio.
• Os es osmio.
• Ir es iridio.
• Pt es platino.

Metales del grupo platino poseenSombra de color blanco plateado, excepto el osmio, cuyo color es blanco azulado. Su comportamiento químico es paradójico ya que tienen una alta resistencia a la acción de la mayoría de los reactivos, pero se usan como catalizadores que aceleran o controlan fácilmente la tasa de reacciones de oxidación, reducción e hidrogenación.

El rutenio y el osmio se cristalizan en un sistema hexagonal compacto, mientras que otros tienen una estructura cúbica centrada en la cara. Esto se expresa en la mayor dureza del rutenio y el osmio.

Historia de descubrimiento

Aunque los artefactos de oro que contienen platinofechado a 700 aC La presencia de este metal es, más bien, un accidente que una regularidad. Los jesuitas en el siglo XVI mencionaron guijarros grises densos asociados con depósitos de oro aluvial. Estas piedras no podían derretirse, pero formaban una aleación con oro, mientras que los lingotes se volvían frágiles y ya eran imposibles de limpiar. Los guijarros comenzaron a llamarse platina del Pinto: gránulos de material plateado del río Pinto, que desemboca en el río San Juan en Colombia.

Inmersión de platino, que solo se puede obtenerdespués de la purificación completa del metal, fue seleccionado por el físico francés Shabano en 1789. Desde allí se hizo una copa presentada al Papa Pío VI. El descubrimiento del paladio en 1802 fue informado por el químico inglés William Wollaston, quien lo nombró. elemento del grupo de metal platino en honor del asteroide. Wollaston más tarde afirmó haber descubierto otra sustancia presente en el mineral de platino. Lo llamó rodio debido al color rosado de las sales metálicas. iridio (nombre de la diosa del arco iris Iris debido a la abigarrado sus sales) de apertura y de osmio (de la palabra griega "olor" porque el olor de cloro de su óxido volátil) fueron hechas por el químico británico Smithson Tennant en 1803. Los científicos franceses Ippolit-Victor Kolle-Descoti, Antoine-Francois Fourcroix y Nicolas-Louis Vauquelin seleccionaron dos metales al mismo tiempo. El rutenio, el último elemento aislado e identificado, recibió su nombre del nombre latino de Rusia del químico ruso Karl Karlovich Klaus en 1844.

A diferencia de estos fácilmente identificablesestado relativamente puro por simple refinado de sustancias, como el oro, la plata, los metales del grupo del platino requieren un complejo tratamiento químico con agua. Estos métodos no estuvieron disponibles hasta el final del siglo XIX, por lo que la identificación y el aislamiento del grupo del platino se quedaron atrás de la plata y el oro durante miles de años. Además, el alto punto de fusión de estos metales limitó su uso hasta que investigadores en Gran Bretaña, Francia, Alemania y Rusia desarrollaron métodos para convertir el platino en una forma adecuada para el procesamiento. A medida que los metales preciosos del grupo del platino comenzaron a usarse en joyería desde 1900. Aunque tal aplicación sigue siendo relevante en la actualidad, la industria industrial la ha superado. El paladio se ha convertido en un material muy popular para los contactos en los sistemas de transmisión telefónica y otras comunicaciones inalámbricas, lo que garantiza una larga vida útil y una alta fiabilidad, y el platino, debido a su resistencia a la erosión por chispas, durante la Segunda Guerra Mundial comenzó a ser utilizado en bujías aviones de combate.

Después de la guerra, la expansión de molecularla conversión en el procesamiento del petróleo creó una gran demanda de las propiedades catalíticas que poseen los metales del grupo del platino. En la década de 1970, el consumo aumentó aún más cuando las normas de emisión de automóviles en los Estados Unidos y otros países llevaron al uso de estos elementos químicos en la conversión catalítica de los gases de escape.

Mineral

Con la excepción de pequeños depósitos aluvialesplatino, paladio y osmio iridio (una aleación de iridio y osmio), prácticamente no hay mineral en el que el elemento químico, el metal del grupo del platino, sea el componente principal. Los minerales, por regla general, están contenidos en minerales sulfurosos, en particular en pentlandita (Ni, Fe)₉S₈. El RuS laurite más común₂, Irsit, (Ir, Ru, Rh, Pt) AsS, Osmoridium (Ir, Os), Cooperite, (PtS) y Braggite (Pt, Pd) S.

El mayor depósito de metales del mundogrupo platino - complejo Bushveld en Sudáfrica. Grandes reservas de materias primas se concentran en depósitos de Sudbury en Canadá y Norilsk-Talnakh en Siberia. En los EE. UU., Los depósitos más grandes de minerales del grupo del platino se encuentran en Stillwater, Montana, pero aquí son mucho más pequeños que en Sudáfrica y Rusia. Los productores de platino más grandes del mundo son Sudáfrica, Rusia, Zimbabwe y Canadá.

Extracción y procesamiento

Mayor sudafricano y canadienselos depósitos son operados por un método de mina. Prácticamente todos los metales del grupo del platino se extraen de minerales de sulfuro de cobre o níquel mediante separación por flotación. La fusión del concentrado produce una mezcla que se lava con cobre y sulfuros de níquel en un autoclave. El residuo de lixiviación sólido contiene del 15 al 20% de los metales del grupo del platino.

A veces la separación por gravedad se usa antes de la flotación. Como resultado, se obtiene un concentrado que contiene hasta 50% de metales de platino, lo que elimina la necesidad de fundición.

Propiedades mecánicas

Los metales del grupo del platino son significativamente diferentespropiedades mecánicas. El platino y el paladio son bastante suaves y muy maleables. Con estos metales y sus aleaciones es posible trabajar tanto en caliente como en frío. El rodio primero se trata en caliente, y luego se puede tratar en frío con un recocido bastante frecuente. El iridio y el rutenio deben calentarse, procesarse en frío, no se prestan.

Osmium es el más duro del grupo y tiene el mayoralto punto de fusión, pero su tendencia a la oxidación impone sus limitaciones. El iridio es el metal de platino más resistente a la corrosión, y el rodio se valora por preservar sus propiedades a altas temperaturas.

Aplicaciones estructurales

Dado que el platino recocido es muysuave, es susceptible a arañazos y deterioro. Para aumentar su dureza, se fusiona con muchos otros elementos. La joyería de platino es muy popular en Japón, donde se llama "hakkin" y "oro blanco". Las aleaciones para joyería contienen 90% de Pt y 10% de Pd, que es fácil de manejar y soldar. La adición de rutenio aumenta la dureza de la aleación, mientras mantiene su resistencia a la oxidación. Las aleaciones de platino, paladio y cobre se utilizan en productos forjados, ya que son más duras que el platino-paladio y son menos costosas.

Crisoles utilizados para la producciónLos monocristales en la industria de semiconductores requieren resistencia a la corrosión y estabilidad a altas temperaturas. Para esta aplicación, platino, platino-rodio e iridio son los más adecuados. Las aleaciones de platino y rodio se utilizan en la producción de termopares, que están diseñados para medir temperaturas elevadas de hasta 1800 ° C. El paladio se usa tanto en forma pura como mixta en dispositivos eléctricos (50% del consumo), en aleaciones dentales (30%). El rodio, el rutenio y el osmio rara vez se usan en forma pura; sirven como un aditivo de aleación para otros metales del grupo del platino.

Catalizadores

Alrededor del 42% de todo el platino producido en Occidente,se usa como catalizador De estos, 90% se utiliza en sistemas de escape de automóviles, en el que los gránulos o panales refractarios revestidos con platino (y paladio, y rodio) promueven la conversión de hidrocarburos no quemados, monóxido de carbono y óxidos de nitrógeno en agua, dióxido de carbono y nitrógeno.

Aleación de platino y 10% de rodio en forma de un rojo candentela malla metálica al rojo vivo sirve como catalizador en la reacción entre el amoníaco y el aire para producir óxidos de nitrógeno y ácido nítrico. Cuando se suministra con una mezcla de amoníaco, el metano puede producir cianuro. Cuando el perfeccionamiento de platino sobre la superficie de los gránulos de alúmina en el reactor es un catalizador para la conversión de moléculas ramificadas de cadena larga de aceite en isoparafinas que se desean en una mezcla de gasolina de alto octanaje.

Galvanoplastia

Se pueden aplicar todos los metales del grupo del platinogalvánicamente Debido a la dureza y el brillo del recubrimiento obtenido, el rodio se usa con mayor frecuencia. Aunque su costo es más alto que el del platino, una menor densidad permite utilizar una masa más pequeña de material con un grosor comparable.

El paladio es un metal del grupo del platino, quees más fácil de usar para el recubrimiento. Debido a esto, la resistencia del material aumenta considerablemente. El rutenio ha encontrado aplicación en herramientas diseñadas para el tratamiento de fricción a baja presión.

Compuestos químicos

Complejos orgánicos de metales de platinogrupos tales como complejos de alquilplatino se usan como catalizadores en la polimerización de olefinas, producción de polipropileno y polietileno, y en la oxidación de etileno en acetaldehído.

Las sales de platino se utilizan cada vez másen la quimioterapia contra el cáncer Por ejemplo, son parte de medicamentos como "Carboplatinum" y "Cisplatinum". Los electrodos recubiertos de rutenio se utilizan en la producción de cloro y clorato de sodio. El sulfato y el fosfato de rodio se usan en baños de galvanoplastia.