Драгоценные металлы

Драгоценные металлы Работу выполнила: Ученица группы №03 Янголенко Дарья ОГБПОУ «РЖК» г. Рязань

План Драгоценные металлы Характеристика драгоценных металлов Физико – химические свойства драгоценных металлов Сплавы из драгоценных металлов Применение драгоценных металлов

Драгоценные металлы К драгоценным металлам относят золото, серебро, платину и металлы платиновой группы - палладий, родий, рутений, иридий и осмий. Они обладают красивым внешним видом, хорошим блеском, необходимой прочностью, высокой плотностью и устойчивостью к воздействию химических веществ и атмосферным влияниям, а также тягучестью, пластичностью и сплавляемостью с другими металлами. Название «драгоценные» данные виды металлов получили ввиду своей высокой стоимости. А благодаря своим свойствам они обрели второе название - «благородные».

Драгоценные металлы редко встречаются в природе и для их получения необходимо затратить много труда. По своему назначению благородные металлы играют двоякую роль: 1. Предназначены для промышленного использования (техника, электроника, медицинское оборудование, протезирование и т. д.). 2. Являются предметом инвестиций (изготовление монет, ювелирных изделий), используются как сокровища, резервы.

Характеристика драгоценных металлов Золото - драгоценный металл, обладающий в чистом виде ярко-желтым блестящим цветом. Оно встречается исключительно в чистом виде, пластично (один грамм золота может вытягиваться в нить длиной до трех километров) и устойчиво к коррозии. Золото растворяется только в царской водке (смеси HN03 и НС1 в соотношении 1:3). Плотность -19320 кг/м3, температура плавления - 1064 °С. Золото словно самой природой создано для чеканки монет и производства ювелирных украшений. Оно входит как составная часть в золотовалютные резервы почти всех Центробанков мира.

Серебро – драгоценный металл белого цвета, блестящий, очень ковкий и тягучий: прокатывается в тонкие листы толщиной до 0,00025 мм и вытягивается в тончайшую проволоку. Серебро обладает самой высокой отражающей способностью (до 95%), хороший проводник электричества и тепла. Плотность - 10500 кг/м3, температура плавления - 961,9 °С. Устойчиво к воздействию влаги, но взаимодействует как с кислотами, так и с щелочами, чернеет при наличии в воздухе или воде сероводорода, образуя характерную патину.

Платина - драгоценный металл белого блестящего цвета, обладающий свойствами тягучести, тугоплавкости, отличной ковкости и химической стойкости. Имеет высокую плотность - 21450 кг/м3 и высокую температуру плавления - 1772 °С. Не растворим в кислотах (кроме царской водки). По своей твердости этот металл выше золота и серебра, он не окисляется и широко применяется в ювелирном деле.

Палладий - серебристо-белый драгоценный металл, мягкий и ковкий. Он самый легкий, легкоплавкий, гибкий и пластичный из всех платиновых металлов, легко прокатывается, протягивается в проволоку, отлично полируется и не тускнеет, стоек к коррозии. Плотность палладия составляет 12020 кг/м3, температура плавления - 1552 °С. Химические свойства палладия немного ниже платины. Он легко растворяется в «царской водке» и азотной кислоте. В ювелирной промышленности используется как компонент сплава белого золота и высокотемпературных припоев.

Родий - драгоценный металл голубовато-белого цвета, тугоплавкий, обладающий повышенной твердостью и хрупкостью, а также отражательной способностью. Химически очень пассивен - не окисляется на воздухе, в воде, не взаимодействует с кислотами и их смесями, растворяется в щелочных растворах цианидов. Плотность - 12420 кг/м3, температура плавления - 1960 °С. В ювелирном деле родий применяется как материал декоративно- защитного покрытия (родирования) серебряных и золотых (из белого золота) ювелирных изделий.

Рутений - серебристо-белый металл, по внешнему виду похож на платину, но более твердый, хрупкий и тугоплавкий. Плотность - 12370 кг/м3, температура плавления - 2950 °С. Этот драгоценный металл назван в честь России. Его открыл 1844 профессор Казанского университета К.К.Клаус. Он самый редкий из платиновой группы. Обладает высокой химической стойкостью. Может применяться как компонент платиновых сплавов.

Иридий - серовато-белый драгоценный металл, отличающийся от других своей высокой твердостью, хрупкостью и тугоплавкостью. Необыкновенно химически стоек - не вступает в реакцию со щелочами, кислотами и их смесями; с трудом поддается механической обработке (давлением - только в раскаленном состоянии). Плотность - 22420 кг/м3, температура плавления 2450 °С. Используется в химической промышленности и в ювелирном производстве.

Осмий - белый с серо-голубым оттенком драгоценный металл, очень тугоплавкий, тяжелый, твердый и хрупкий. Температура плавления самая высокая из металлов платиновой группы - 3047 °С, плотность - 22480 кг/м3. Механической обработке не поддается, не растворяется в кислотах и «царской водке». Ему присущ неприятный раздражающий запах, похожий на смесь хлорки и чеснока. Применяется в сплавах с платиной для придания им твердости и упругости.

Физико – химические свойства драгоценных металлов Драгоценные металлы золото, серебро и платина – высокопластичные и ковкие металлы. Они хорошо прокатываются в тонкие листы, протягиваются в тонкую проволоку и штампуются. Высокая пластичность золота позволяет из 1 грамма получить пластину в 27 м2, или 3 км проволоки. Золото имеет значительную механическую прочность: проволока сечением 1мм2 разрывается лишь при нагрузке 27 кг. Оно обладает высокой теплопроводностью и как большинство металлических веществ большой электропроводностью. Теплопроводность и электропроводность серебра выше всех металлов, за ним следуют медь и золото. Платина обладает низкой электропроводностью. Золото и серебро сравнительно легкоплавкие. Драгоценные металлы осмий, иридий, рутений, родий, палладий обладают высокой механической прочностью, твердостью (твердость первых трех близка к закаленной стали), высокой температурой плавления (тугоплавкие) и кипения.

По плотности, атомному числу, атомной массе платиновые металлы являют две триады, которые, в свою очередь, вместе с золотом и серебром образуют две подгруппы благородных металлов: а) тяжелые платиновые металлы (осмий, иридий, платина) совместно с золотом, б) легкие платиновые металлы (рутений, родий, палладий) совместно с серебром.

Для драгоценных металлов характерна высокая стойкость по отношению к химическим реактивам, которая, однако, проявляется по-разному. По мере возрастания химической устойчивости благородные металлы могут быть расположены в следующем порядке: а) наименее устойчивые: серебро, палладий, осмий; б) устойчивые: платина, золото; в) весьма устойчивые: рутений, родий; г) наиболее устойчив иридий.

Сплавы из драгоценных металлов Каждый легирующий металл играет свою роль в установлении характеристик сплава. Серебро в качестве легирующего металла придает золотым сплавам мягкость, ковкость, понижает температуру плавления и изменяет цвет золота. Платина значительно повышает температуру плавления сплава, делает его более твердым и упругим. Добавление платины (и металлов платиновой группы) изменяет цвет золотого сплава на белый. Добавление меди повышает твердость золотого сплава, сохраняя при этом ковкость и тягучесть. Сплав приобретает красноватые оттенки.

В ювелирном деле обычно используются три вида сплавов: золотые, серебряные и платиновые. Содержание в сплаве основного драгоценного металла является его пробой. В настоящее время в Российской Федерации действуют следующие пробы ювелирных изделий: а) для золота — 375, 500, 585, 750, 958 и 999-я; б) для серебра — 800, 830, 875, 925, 960 и 999-я; в) для платины — 850, 900 и 950-я; г) для палладия — 500, 850-я. Для обозначения сплавов в стандарте приняты следующие сокращения: Зл-золото; Ср-серебро; Пл-платина; Пд-палладий; Рд - родий; И - иридий; М - медь; Н - никель; Ц - цинк; Кд -кадмий; Ост. — остальное.

Применение драгоценных металлов Драгоценные металлы активно используются в ювелирной промышленности, однако нельзя сказать, что сугубо этим и ограничивается сфера их применения. К примеру, свыше 98% родия используется для изготовления автомобильных катализаторов. Применение драгоценных металлов широко распространено в различных видах деятельности: технике, электронике, медицине.

В медицине драгоценные металлы применяют для изготовления инструментов, деталей приборов, протезов, а также различных препаратов, главным образом на основе серебра. Сплавы платины с иридием, палладием и золотом почти незаменимы при изготовлении игл для шприцев.

В электротехнической промышленности из драгоценных металлов изготовляют контакты с большой степенью надёжности (стойкость против коррозии, устойчивость к действию образующейся на контактах кратковременной электрической дуги). В технике слабых токов при малых напряжениях в цепях используются контакты из сплавов золота с серебром, золота с платиной, золота с серебром и платиной. Для слаботочной и средненагруженной аппаратуры связи широко применяют сплавы палладия с серебром (от 60 до 5 % палладия).

Высокие каталитические свойства некоторых драгоценных металлов позволяют применять их в качестве катализаторов: платину - при производстве серной и азотной кислот; серебро - при изготовлении формалина. Радиоактивное золото заменяет более дорогую платину в качестве катализатора в химической и нефтеперерабатывающей промышленности.

Стойкие драгоценные металлы идут на изготовление деталей, работающих в агрессивных средах - технологические аппараты, реакторы, электрические нагреватели, высокотемпературные печи, аппаратуру для производства оптического стекла и стекловолокна, термопары, эталоны сопротивления и др.

В качестве покрытий других металлов драгоценные металлы предохраняют основные металлы от коррозии или придают поверхности этих металлов свойства, присущие благородным металлам (например, отражательная способность, цвет, блеск и т. д.).