Τι είναι τα μέταλλα της ομάδας Platinum ή τα PGM;

Τα μέταλλα της ομάδας πλατίνας ή PGM είναι ένα σύμπλεγμα έξι μετάλλων μετάπτωσης στον περιοδικό πίνακα. Είναι ευγενή και πολύτιμα μέταλλα με χημικές και φυσικές ιδιότητες παρόμοιες με αυτές της πλατίνας και βρίσκονται στα ίδια κοιτάσματα μεταλλεύματος. Τα μέταλλα της ομάδας πλατίνας είναι σπάνια, ανθεκτικά, χρήσιμα και εξαιρετικά πολύτιμα.

Ακολουθεί μια λίστα μετάλλων της ομάδας πλατίνας, μια ματιά στις κοινές ιδιότητές τους, τις χρήσεις τους και τις πηγές τους.

Λίστα των μετάλλων της ομάδας Platinum

Τα έξι μέταλλα της ομάδας πλατίνας είναι:

• Ρουθήνιο (Ru)
• Ρόδιο (Rh)
• Παλλάδιο (Pd)
• Όσμιο (Os)
• Ιρίδιο (Ir)
• Πλατινένιο (Pt)

Ιδιότητες των μετάλλων της ομάδας Platinum

Τα PGM μοιράζονται πολλές κοινές ιδιότητες:

• Όλα τα μέταλλα της ομάδας πλατίνας είναι στοιχεία μετάλλων μετάπτωσης d-block.
• Είναι όλα μέταλλα σε ασημί χρώμα.
• Τα μέταλλα είναι εξαιρετικά πυκνά. Τα στοιχεία με την υψηλότερη πυκνότητα (όσμιο και ιρίδιο) είναι τα PGM. Τα πιο πυκνά μέταλλα της ομάδας της πλατίνας είναι περίπου 11% πιο πυκνά από τον χρυσό. Τα ελαφρύτερα PGM (παλλάδιο, ρόδιο και ρουθήνιο) έχουν τιμές πυκνότητας συγκρίσιμες με αυτές του αργύρου.
• Αντιμετωπίζουν τη διάβρωση, την αμαύρωση και τη χημική επίθεση.
• Είναι πολύ ανθεκτικά στη φθορά.
• Τα μέταλλα της ομάδας πλατίνας εμφανίζουν εξαιρετικές καταλυτικές ιδιότητες.
• Τα μέταλλα είναι σταθερά σε υψηλές θερμοκρασίες.
• Τα PGM έχουν σταθερές ηλεκτρικές ιδιότητες.
• Το ρουθήνιο και το όσμιο κρυσταλλώνονται στο εξαγωνικό κλειστό σύστημα. Αυτό δίνει σε αυτά τα δύο στοιχεία μεγαλύτερη σκληρότητα από τα άλλα μέταλλα της ομάδας πλατίνας, τα οποία κρυσταλλώνονται στο κυβικό σύστημα με επίκεντρο την όψη. Η κρυσταλλική δομή κάνει επίσης το ρουθήνιο και το όσμιο σκληρά και εύθραυστα.
• Σε σύγκριση με τα άλλα PGM, η πλατίνα και το παλλάδιο είναι μαλακά και όλκιμα.

	Ρουθήνιο	Ρόδιο	Παλλάδιο	Όσμιο	Ιρίδιο	Πλατινένιο
Ατομικός αριθμός	44	45	46	76	77	78
Σύμβολο	Ru	Rh	Pd	Λειτουργία	I	Pt
Πυκνότητα (g/cm)	12.45	12.41	12.02	22.61	22,65	21.45
Σημείο τήξης (°C)	2310	1960	1554	3050	2443	1769
Σκληρότητα Vickers (MPa)	240	101	40	350	220	40
Ηλεκτρική ειδική αντίσταση (nΩ·m σε 0 °C)	68,0	443.3	99,3	81.2	47.1	99,5
Θερμική αγωγιμότητα [W/(m·K)]	117	150	71,8	87,6	147	71,6
Αντοχή εφελκυσμού (MPa)	370	951	180	1000	2000	125-165

Χρήσεις μετάλλων ομάδας Platinum

Τα μέταλλα της ομάδας πλατίνας έχουν πολλές χρήσεις.

• Η πλατίνα, το ρόδιο και το ιρίδιο βρίσκουν χρήση στα κοσμήματα. Μερικές φορές είναι επικαλύψεις πάνω από πιο μαλακά μέταλλα, όπως το ασήμι.
• Τα PGM είναι σημαντικοί καταλύτες,. Χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία πετρελαίου. Η πλατίνα, το παλλάδιο και το ρόδιο χρησιμοποιούνται στην αυτοκινητοβιομηχανία σε καταλυτικούς μετατροπείς. Οι καταλύτες μετάλλων σε οργανικές χημικές αντιδράσεις. Η πλατίνα ή τα κράματα πλατίνας-ρόδιου καταλύουν τη μερική οξείδωση της αμμωνίας σε νιτρικό οξύ, το οποίο χρησιμεύει ως πρώτη ύλη στη χημική παραγωγή.
• Το ιρίδιο και η πλατίνα αποτελούν μέρος των βηματοδοτών και άλλων ιατρικών εμφυτευμάτων.
• Λόγω των επιθυμητών ηλεκτρικών τους ιδιοτήτων, τα κράματα PGM λειτουργούν ως ηλεκτρικές επαφές, κυκλώματα, ηλεκτρόδια και θερμοστοιχεία.
• Μέταλλα της ομάδας πλατίνας λειτουργούν ως πρόσθετα κραμάτων για τη βελτίωση των ιδιοτήτων άλλων μετάλλων.
• Τα PGM αποτελούν εξαιρετικά χωνευτήρια για την ανάπτυξη μονοκρυστάλλων οξειδίων.

Πηγές Platinum Group Metals

Η λέξη "πλατίνα" προέρχεται από την ισπανική λέξη platina, που σημαίνει "λίγο ασήμι". Το όνομα αντικατοπτρίζει την πηγή των μετάλλων της ομάδας της πλατίνας, επειδή οι Ισπανοί θεωρούσαν ότι η πλατίνα ήταν μια ανεπιθύμητη ακαθαρσία στα ορυχεία αργύρου της Κολομβίας. Τα μέταλλα της ομάδας της πλατίνας βρίσκονται μαζί στα μεταλλεύματα. Τα υπερμαφικά και μαφικά πυριγενή πετρώματα είναι πλούσια σε PGM, ενώ οι γρανίτες έχουν χαμηλή περιεκτικότητα σε μέταλλα.

Τα πλούσια κοιτάσματα μετάλλων της ομάδας πλατίνας περιλαμβάνουν εισβολές με στρώματα μαφίας, όπως το σύμπλεγμα Bushveld. Τα μέταλλα πλατίνας απαντώνται στη Βόρεια και Νότια Αμερική και στα Ουράλια βουνά, μεταξύ άλλων.

Τα ορυχεία νικελίου είναι μια άλλη πηγή μετάλλων της ομάδας πλατίνας, όπου τα PGM είναι υποπροϊόν της εξόρυξης και επεξεργασίας νικελίου. Τα μέταλλα της ελαφριάς ομάδας πλατίνας (ρουθήνιο, ρόδιο, παλλάδιο) σχηματίζονται ως προϊόντα σχάσης πυρηνικού αντιδραστήρα.

Εξαγωγή

Τα μέταλλα της ομάδας πλατίνας δεν διαχωρίζονται εύκολα το ένα από το άλλο. Το πρώτο βήμα περιλαμβάνει τη διάλυση του μεταλλεύματος σε οξύ. Συνήθως, το οξύ είναι aqua regia, επειδή τα μέταλλα ανθίστανται σε πολλά κοινά ισχυρά οξέα. Το αποτέλεσμα είναι ένα διάλυμα που περιέχει πολλαπλά σύμπλοκα μετάλλων. Η απομόνωση των διαφορετικών στοιχείων βασίζεται στη διαφορετική αντιδραστικότητα και τις τιμές διαλυτότητάς τους σε διαφορετικούς διαλύτες. Οι λεπτομέρειες της διαδικασίας εξόρυξης είναι εμπορικά μυστικά.

Είναι επίσης δυνατό να ληφθούν μέταλλα της ομάδας πλατίνας από χρησιμοποιημένο καύσιμο αντιδραστήρα. Κάποτε, η διαδικασία ανάκτησης ήταν πολύ δαπανηρή. Όμως, η ζήτηση για τα μέταλλα καθιστά την εξόρυξη από πυρηνικά καύσιμα μια βιώσιμη επιλογή σήμερα.

Ιστορικό

Η πλατίνα και τα κράματά της βρίσκονται σε φυσική μορφή, επομένως τα μέταλλα χρησιμοποιήθηκαν από αρχαίους ανθρώπους, συμπεριλαμβανομένων των Αμερικανών προκολομβιανών. Ωστόσο, η πλατίνα δεν αναφέρεται στη λογοτεχνία μέχρι τον 16ο αιώνα. Το 1557, ο Julius Caesar Scalinger έγραψε για ένα παράξενο μέταλλο που χρησιμοποιήθηκε στην Κεντρική Αμερική και ήταν άγνωστο στους Ευρωπαίους μεταλλουργούς.

Αναφορές

• Kolarik, Zdenek; Renard, Edouard V. (2005). «Πιθανές εφαρμογές των πλατινοειδών σχάσης στη βιομηχανία». Επιθεώρηση Platinum Metals . 49 (2):79. doi:10.1595/147106705X35263
• Renner, H.; Schlamp, G.; Kleinwächter, Ι.; Drost, Ε.; Lüschow, Η. Μ.; Tews, Ρ.; Panster, Ρ.; Diehl, Μ.; et al. (2002). «Μέταλλα και ενώσεις της ομάδας πλατίνας». Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry . Wiley. doi:10.1002/14356007.a21_075
• Weeks, Μ. Ε. (1968). Discovery of the Elements (7η έκδ.). Journal of Chemical Education . 385–407. ISBN 0-8486-8579-2.
• Woods, Ian (2004). The Elements:Platinum . Βιβλία αναφοράς. ISBN 978-0-7614-1550-3.
• Xiao, Z.; Laplante, A. R. (2004). "Χαρακτηρισμός και ανάκτηση των ορυκτών της ομάδας πλατίνας - μια ανασκόπηση." Μηχανική Ορυκτών . 17 (9–10):961–979. doi:10.1016/j.mineng.2004.04.001