Химия платины и ее соединений

Дисциплина: Химия и физика
Тип работы: Курсовая
Тема: Химия платины и ее соединений

Московский Государственный Университет им. М. В. Ломоносова
Химический факультет
Кафедра общей химии
Курсовая работа
Студента 2 курса 226 группы
Янюшина Александра Михайловича
ХИМИЯ ПЛАТИНЫ И ЕЕ СОЕДИНЕНИЙ
Москва – 2002
ОГЛАВЛЕНИЕ
TOC o \"1-3\" h z
Введение
PAGEREF _Toc6767191 h
Основные свойства
PAGEREF _Toc6767192 h
Простые вещества
PAGEREF _Toc6767193 h
Соединения
PAGEREF _Toc6767194 h
Соединения
PAGEREF _Toc6767195 h
Соединения
(IV)
PAGEREF _Toc6767196 h
Соединения
(VI)
PAGEREF _Toc6767197 h
Заключение
PAGEREF _Toc6767198 h
Список литературы
PAGEREF _Toc6767199 h
Введение
Платина – один из самых ценных благородных металлов, обладающий рядом
важных свойств, благодаря которым используется не только в ювелирной промышленности, но и во многих отраслях промышленности. Использование платины во многих
химических технологиях делает актуальным более глубокое исследование ее физических и химических свойств.
Платина - один из самых важных элементов из всего платинового ряда из-за максимальной среди них химической инертности, а также из-за ценнейших свойств платины как мощ­ного
катализатора многих химических процессов.
Основные свойства
Платина – серовато-серый металл, относительно мягкий, очень тягучий, ковкий, тугоплавкий. В особых условиях образует
губчатую платину (с сильно развитой поверхностью), платиновую чернь (тонкодисперсный порошок) и коллоидную платину. Благородный металл – занимает последнее (самое электроположительное)
место в электрохимическом ряду напряжений. Легко сплавляется с платиновыми металлами (кроме рутения и осмия), а также с
и другими, с трудом сплавляется с
. Химически весьма пассивный – не реагирует с водой, кислотами (за исключением «царской водки»), щелочами, гидратом аммиака, монооксидом углерода. Переводится в водный раствор
хлороводородной кислотой, насыщенной
. При нагревании окисляется кислородом, галогенами, серой, при комнатной температуре – тетрафторидом ксенона. Губчатая платина и платиновая чернь активно поглощают значительно
количество
. В природе встречается в самородном виде (в сплавах с
Платина
характеризуется следующими константами:
Атомная масса...............................................
195,09
Валентные электроны ....................................
Металлический радиус атома, им ..... ...........
0,138
Условный радиус иона, нм:
2+.........................................................
0,090
4+ ........................................................
0,064
Энергия ионизации Э
+, эВ .................
Содержание в земной коре, % (мол. доли)...
5*10
Для платины наиболее характерна степень окисления +4. Известны также соединения
). Для платины наиболее устойчивы координационные числа 4 (тетраэдр или квадрат) и 6 (октаэдр). Степени окисления элемента и отвечающие им пространственные конфигурации комплексов
приведены в табл. 1.
Таблица 1. Степени окисления и структурные единицы платины
Степень окисления
Координационное число
Структурная единица
Примеры соединений
Тетраэдр
)[Р(С
Тетраэдр
Квадрат
2, [
2-, [
PtCl
2-, [
]°,
Октаэдр
Октаэдр
4+, [
PtCl
Октаэдр
Платина относится к числу редких элементов, встречается в медно-никелевых рудах, а также в самородном состоянии в виде сплавов с небольшим содержанием других металлов (
, иногда
, С
и др.). Важным источником платины металлов являются сульфидные полиметаллические медно-никелевые руды.
Простые вещества
В виде простых веществ платина — блестящий белый металл с серебристым оттенком, кристаллизуется в кубической гранецентрированной решетке.
Важнейшие константы
представлены ниже:
Пл., г/см
………………………………… 21,46
Т. пл.,
оС
………………………………… 1772
Т. кип.,
оС ………………………………… ~3900
Электрическая проводимость (
=1)…… 10
возг,298
, кДж/моль …………………….. 556
, Дж/(К*моль) ……………………… 41,5
298 Э
2+ + 2е = Э, В …………………….. +1,19
По сравнению с другими платиновыми металлами платина несколько более реакционноспособна. Однако и она вступает в реакции лишь при высокой температуре (часто при температуре
красного каления) и в мелкораздробленном состоянии. Получающиеся при этом соединения обычно малостойки и при дальнейшем нагревании разлагаются.
Для платины наиболее характерно поглощение кислорода. Большое значение платина имеет как катализатор окисления кислородом аммиака (в произвол
), водорода (для очистки О
2 от примеси Н
2) и в других процессах каталитического окисления.
В электрохимическом ряду напряжений платина расположена после водорода и растворяется при нагревании лишь в царской водке:
4HNO
18НС
= ЗН
РtCl
При сплавлении с щелочами, цианидами и сульфидами щелочных металлов в присутствии окислителей (даже
) платина переходит в соответствующие производные анионных комплексов.
Платина используется для изготовления коррозионностойкой лабораторной посуды, аппаратов и приборов химических производств, для термометров сопротивления и термопар, а также
электрических контактов. Из платины изготавливают нерастворимые аноды, например, для электрохимического производства надсерной кислоты и перборатов. Платина применяются в ювелирном
деле.
Соединения
Pt (0)
Как и у других
-элементов, нулевая (а также отрицательная) степень окисления у платины проявляется в соединениях с лигандами
-донорного и
-акцепторного типа: СО,
. При этом при электронной конфи­гурации центрального атома
строение комплексов с лигандами сильного поля чаще всего отвечает структуре тетраэдра.
Для платины, как элемента
VIII
группы (при электронной конфигурации
) из­вестны комплексы, в которых роль лигандов играет молекула О
2, например
)[Р(С
Молекула О
2 — лиганд
-типа (подобно
). Его присоеди­нение к комплексообразователю реализуется за счет донорно-акцепторного и дативного взаимодействия М—О
2 участием
- и
*-орбиталей молекулы
Такие соединения по аналогии с нитрогенильными и карбонильными соединениями можно назвать оксигенильными. Оксигенильные соединения - хорошие передатчики кислорода и катализаторы;
за счет активации О
2 являются хорошими окислителями уже при обычных условиях. Так,
[Р(С
поглощает кислород:
[Р(С
+ О
)[Р(С
+ 2Р(С
а образовавшийся
)[Р(С
является окислителем, например:
)[Р(С
2[Р(С
при гидролизе дает пероксид водорода.
Активация молекулярного кислорода за счет комплексообразования имеет
большое биохимическое значение. Классическим примером является присоеди­нение кислорода к гемоглобину.
Соединения
Pt (
Для
) типичны диамагнитные плоскоквадратные комплексы, что объясняется значительной величиной параметра расщеп­ления
, как у любого
-элемента 5-го и 6-го периодов.
При большом значении
в октаэдрическом комплексе два элект­рона оказываются на сильно разрыхляющих молекулярных
-орбиталях. Поэтому энергетически выгодней становится потеря этих электро­нов и переход
) в степень окисления +4 либо перерож­дение октаэдрического комплекса в плоскоквадратный. Распределение восьми электронов на орбиталях плоскоквадратного комплекса оказы­вается
энергетически выгоднее, чем на молек...

Забрать файл

Похожие материалы: