Search   
   
 
CUSTOMER SERVICES
 
 
SUPPLIERS
Technology
 
Sơ lược về kim loại
13:10:49 | 19/04/2010

1. Niken

Niken (Niccolum). Tương tự như coban, niken thường gặp trong thiên nhiên chủ yếu dưới dạng hợp chất với asen hoặc lưu huỳnh; chẳng hạn, khoáng cufeniken NiAs, gecdofit NiAsS v.v… Niken phổ biến hơn so với coban – khoảng 0.01% (Khối lượng) của Quả Đất.

Nước Nga Sa hoàng không có công nghiệp Niken và đã nhập niken từ nước ngoài. Chỉ dưới chính quyền Xô Viết ngành công nghiệp này mới được tạo ra. Nhà máy niken đầu tiên đã bắt đầu làm việc ở Uran năm 1994.

Niken kim loại có màu trắng bạc, ánh vàng nhạt, rất cứng, dễ đánh bóng, bị nam châm hút. Nó có độ bền cao đối với sự ăn mòn – bền trong khí quyển, trong nước, tỏng kiềm và trong nhiều axit. Niken dễ tan trong axit nitric. Độ bền hóa học của Niken là do khả năng thụ động hóa của nó – trên về mặt tạo thành màng oxit có tác dụng bảo vệ tốt.

Khối lượng chủ yếu của niken dùng để sản xuất các hợp kim khác nhau với sắt, đồng, kẽm vàcác kim loại khác. Phụ gia niken trong thép sẽ làm tăng độ dai và độ chống ăn mòn của thép. Ta có thể chia các hợp kim trên cơ sở niken ra hợp kim chịu nhiệt, hợp kim từ và hợp kim có tính chất đặc biệt. Hợp kim chịu nhiệt của niken được sử dụng trong các tua bin và động cơ phản lực hiện đại, ở đây nhiệt độ lên tới 850 – 900oC; hợp kim trên cơ sở sắt không chịu được nhiệt độ như thế. Các hợp kim chịu nhiệt của niken quan trọng nhất là nimonic, inconen, kacten. Trong thành phần của các hợp kim này có hơn 60% niken, 15 – 20% crom và các kim loại khác. Người ta cũng sản xuất các kim gốm kim loại chịu nhiệt, chúng chứa niken với tính cách là kim loại liên kết. Các hợp kim này chịu nhiệt tới 1100oC. Người ta dùng rộng rãi hợp kim nicrom để chế tạo các chi tiết thiết bị đun điện, hợp kim đơn giản nhất trong chúng chứa 80% niken và 20% Crom.

Trong các hợp kim từ niken thig pecmaloi có giá trị đặc biệt, nó chứa 78.5% niken và 21.5% sắt. Nó có độ thẩm từ ban đầu rất cao, nên nó có độ từ hóa mạnh ngay trong trường yếu. Các hợp kim của niken có tính chất đặc biệt như monen, nikelin, contantan, inva, platinit. Monen (hợp kim của niken chứa 30% đồng) được dùng rộng rãi trong chế tạo thiết bị hóa chất, vì nó có tính ưu việt hơn niken về tính chất cơ học, còn về độ bền đối với ăn mòn thì hầu như không thua niken. Nikelin và contantan cũng là hợp kim của niken với đồng. Chúng có điện trở cao, hầu như không biến đổi theo nhiệt độ và được sử dụng trong thiết bị đo điện. Inva (hợp kim 36% niken và 64% sắt) thực tế không dãn nở khi đun nóng đến 100oC và được dùng trong kỹ thuật điện, vô tuyến và trong chế tạo máy hóa chất. Hợp kim của niken với sắt – platinit – có hệ số dãn nở giống thủy tinh và được dùng để hàn đầu tiếp xúc kim loại vào thủy tinh.

Một lượng tương đối nhỏ niken được dùng phủ lên các kim loại khác. Niken chia nhỏ được dùng làm chất xúc tác trong nhiều quá trình hóa học. Từ niken tinh khiết người ta chế tạo ra bình thí nghiệm.
Hợp chất niken rất giống với hợp chất…

2. Đồng:

Hàm lượng chung của đồng trong vỏ trái đất khá nhỏ 0.01% (Khối lượng) vỏ Trái Đất, tuy nhiên người ta thường gặp nó ở trạng thái tự sinh hơn các kim loại khác và dạng tự sinh của đồng có giá trị lớn. Do nguyên nhân này, cũng như việc chế biến đống tương đối dễ, nên nó được con người sử dụng sớm hơn các kim loại khác.

Hiện nay đồng được khai thác từ quặng. Tùy thuộc vào đặc tính của các hợp chất ở trong thành phần của chúng, người ta phân biệt quặng oxit và quặng sunfua. Quặng sunfua có giá trị lớn nhất, vì 80% đồng khai thác được nấu từ nó.

Khoáng vật quan trọng nhất trong thành phần của quặng đồng là chancozin hoặc chancozit Cu2S; chancopirit chứa đồng CuFeS2; malachit (CuOH)2CO3.
Ở Liên Xô có những mỏ giàu quặng đồng ở Uran, Kazactan và ngoại Kapkaz.

Thông thường các quặng đồng chứa một lượng lớn đá không quặng nên việc điều chế trực tiếp từ chúng không có lợi về kinh tế. Do đó việc làm giàu quặng có vai trò đặc biệt quan trọng trong kim loại đồng (thường dùng phương pháp tuyển nổi), nó cho phép sử dụng đồng có hàm lượng đồng nhỏ.

Việc nấu quặng hoặc tinh quặng sunfua của nó là quá trình phức tạp. Thông thường nó gồm những thao tác sau: nung, nấu chảy, thổi luyện và điện tinh luyện. Trong quá trình nung phần lớn sunfua của các nguyên tố tạp chuyển thành oxit. Chẳng hạn pirit FeS2 là tạp chất chính trong đa số các quặng đồng chuyển thành Fe2O3. Khí thoát ra khi nung chứa SO2 được dùng điều chế axit sunfuric.
Các oxit của sắt, kẽm và các tạp chất khác thu được trong quá trình nung được tách ra dưới dạng xỉ khi nấu chảy. Sản phẩm chính khi nấu chảy là Sten lỏng (Cu2S với tạp chất FeS) được đưa vào lò thổi, ở đó người ta thổi không khí qua nó. Trong quá trình thổi luyện, lưu huỳnh đioxit tách ra và ta thu được đồng thô.

Để tách những chất quí kèm theo (Au, Ag, Te,…) và các tạp chất có hại, đồng thô cần được hỏa tinh luyện lỏng bão hòa oxi. Khi đó tạp chất sắt, kẽm, coban bị oxi hóa chuyển thành xỉ và tách ra. Đồng được đổ vào khuôn. Vật đúc thu được dùng làm anot khi điện tinh luyện. (xem mục 104).

3. Bạc:

Bạc trong thiên nhiên ít phổ biến nhiều hơn so với đồng; hàm lượng của nó trong vỏ Trái đất cả thảy là 10-5 (khối lượng). Ở một số nơi (ví dụ ở Canada) người ta thường gặp bạc ở trạng thái tự sinh, nhưng phần lớn bạc được điều chế từ hợp chất của nó. Quặng bạc quan trọng nhất là agetit Ag2S.

Bạc có mặt trong hầu hết các quặng và đặc biệt trong quặng chì với tính cách là tạp chất. Kh oảng 80% bạc khai thác được điều chế từ quặng này.

Ở Liên Xô bạc được điều chế chủ yếu từ quặng bạc-chì, những mỏ của nó ở Uran, Antai, bắc Kapkaz, Kazactan.

Bạc tinh khiết là kim loại rất mềm, dễ kéo dài, nó dẫn nhiệt và dẫn điện tốt hơn so với tất cả các kim loại.

Do tính mềm nên bạc tinh khiết hầu như không được dùng trong thực tế; người ta thường chế tạo hợp kim của nó với một lượng lớn hoặc nhỏ hơn đồng. Hợp kim của bạc dùng để chế tạo đồ trang sức và phẩm vật dùng trong sinh hoạt, dùng để chế tạo tiền, bình thí nghiệm*. Bạc được dùng để mạ các kim loại khác, cũng như để chế tạo các chi tiết radio nhằm mục đích tăng độ dẫn điện và độ bền đối với ăn mòn của chúng. Một phần bạc khai thác được dùng để chế tạo awcqui bạc-kẽm.

Trong ăcqui bạc-kẽm, người ta dùng các oxit bạc Ag2O, AgO (catot) và kẽm xốp (anot); chất điện li là dung dịch KOH. Ăcqui này có đặc tính cung cấp điện tốt và khối lượng, thể tích nhỏ.
Khi ăcqui làm việc, kẽm bị oxi hóa chuyển thành ZnO và Zn(OH)2 còn bạc oxit bị khử đến kim loại. Phản ứng tổng cộng xảy ra khi ăc qui phóng điện có thể biểu diễn gần đúng bằng phương trình:

AgO + Zn = Ag + ZnO

Suất điện động của ăc qui bạc-kẽm đã tích điện gần bằng 1.85V. Khi điện thế giảm xuống 1.25V người ta tích điện lại ăc qui. Khi đó các quá trình ở các điện cực “xảy ra ngược lại”: kẽm bị khử, bạc bị oxi hóa – ta thu lại được các chất cần thiết cho ăc qui làm việc.

Bạc là kim loại ít hoạt động. Nó không bị oxi hóa trong khí quyển không khí ở nhiệt độ phòng cũng như khi đun nóng. Các vật phẩm bằng bạc bị hóa đen thường thấy là kết quả của sự tạo thành bạc sunfua Ag2S trên mặt của chúng. Điều đó xảy ra dưới ảnh hưởng của hydro sunfua có trong không khí (xem trang cuối mục 129), cũng như khi các vật phẩm bằng bạc tiếp xúc với sản phẩm thực phẩm chứa hợp chất của lưu huỳnh.
Trong dãy điện thế bạc nằm xa hydro nhiều. Do đó axit clohydric và axit sunfuric loãng không tác dụng với nó. Người ta thường hòa tan bạc trong axit nitric, axit này tác dụng với nó theo phương trình:

Bạc tạo thành một loại muối mà dung dịch của chúng đều chứa cation không màu Ag+.
Bạc (I) oxit hoặc bạc protoxit Ag2O. Khi kiềm tác dụng với dung dịch muối bạc ta có thể mong đợi điều chế được AgOH, nhưng kết tủa bạc (I) oxit màu nâu lại lắng xuống thay nó:

Bạc (I) oxit ít tan trong nước (0.017 g/L). Dung dịch thu được có phản ứng kiềm, và tương tự như kiềm, nó kết tủa hidroxit của một số kim loại từ dung dịch muối của chúng. Dĩ nhiên, bạc hydroxit AgOH trong dung dịch là bazo khá mạnh. Muối bạc không bị thủy ngân xác nhận điều này.
Ngoài bạc (I) oxit ta đã biết các oxit AgO và Ag2O3.

Những muối bạc sau khi có giá trị lớn nhất.

Bạc nitrat AgNO3, còn được gọi là liapit. Nó tạo thành các tinh thể không màu, trong suốt, dễ tan trong nước. Nó được dùng trong sản xuất các vật liệu về phim ảnh, trong chế tạo gương, trong kỹ thuật mạ điện, trong y học.

Bạc clorua AgCl được tạo thành dưới dạng kết tủa màu trắng tương tự pho mát, không tan trong nước và axit, khi ion bạc tác dụng với ion clorua. Ngoài ánh sáng, bạc clorua dần dần hóa xẫm, phân hủy thoát ra bạc kim loại. Bạc bromua và iodua cũng có tính chất như vậy, nhưng khác với bạc clorua là chúng có màu vàng nhạt. Ngược lại bạc florua AgF tan trong nước.

Phức chất của bạc. Tương tự như đồng, bạc có khynh hướng tạo thành phức chất.

Nhiều hợp chất của bạc không tan trong nước. Ví dụ bạc (I) oxit và bạc clorua, nhưng dễ tan trong dung dịch nước của amoniac. Nguyên nhân của sự hòa tan là do tạo thành ion phức [Ag(NH3)2]+ . Ví dụ: cân bằng được xác lập khi bạc clorua tác dụng với dung dịch nước của amoniac có thể biểu diễn bằng sơ đồ sau:
Trong dung dịch bão hòa bạc clorua, cân bằng động giữa các ion Ag+ và Cl- và kết tủa AgCl được thiết lập. Các phân tử amoniac được đưa vào dung dịch liên kết với ion bạc thành ion phức [Ag(NH3)2]+ và kết tủa bị hòa tan. Như vậy, trong dung dịch amoniac bạc ở dạng cation phức AgNH3+ nhưng bên cạnh cation đó trong dung dịch luôn luôn còn một lượng nào đó, dù không đánh kể, ion bạc do sự phân ly của ion phức theo phương trình:

Phức chất xianua của bạc được dùng để mạ bạc bằng điện, vì khi điện phân dung dịch các muối này thì trên bề mặt vật phẩm kết tủa một lớp bạc tinh thể mịn bền chắc. Khi cho dòng điện qua dung dịch KAg(CN)2 thì bạc thoát ra ở catot từ một lượng không đánh kể ion bạc do sự phân ly của anion phức:

Tất cả hợp chất của bạc dễ bị khử thoát ra bạc kim loại. Nếu ta thêm một ít gluco hoặc formalin với tính cách là chất khử vào dung dịch amoniac của bạc (I) oxit đựng trong bình thủy tinh thì bạc kim loại thoát ra dưới dạng lớp bền chắc óng ánh như gương trên mặt thủy tinh. Người ta chế tạo gương, cũng như tráng bạc mặt trong của thủy tinh trong bình dewar và trong phích để giảm sự tổn thất nhiệt do bức xạ.
Do khả năng phân hủy của các muối bạc thoát ra bạc kim loại dưới ảnh hưởng của ánh sáng, nên chúng đặc biệt là clorua và bromua được dùng rộng rãi để chế tạo vật liệu phim ảnh – phim, giấy ảnh, kính ảnh. Phim ảnh thường là huyền phù nhạy sáng AgBr trong gelatin, nó được quét thành lớp trên celulo giấy hoặc thủy tinh.

Khi lớp nhạy sáng bị lộ sáng thì những chỗ có ánh sáng rọi vào sẽ tạo thành những mầm tinh thể bạc kim loại rất nhỏ. Đó là hình ảnh ẩn của đối tượng chụp ảnh. Khi hiện hình thì bạc bromua bị phân hủy, tốc độ phân hủy càng lớn khi nồng độ mầm ở chỗ đó của lớp càng lớn. Ảnh nhìn thấy thu được là ảnh ngược hoặc ảnh âm, vì độ đen ở mỗi chỗ trên lớp nhạy sáng càng lớn, khi độ chiếu sáng vào nó lúc lộ sáng càng mạnh. Trong quá trình định hình, bạc bromua không bị phân hủy sẽ tách ra khỏi lớp nhạy sáng. Điều đó xảy ra do kết quả tương tác giữa AgBr và thuốc định hình – natri thiosunfat. Trong phản ứng này ta nhận được muối phức tan:

AgBr + 2Na2S2O3 = Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr

Sau đó người ta đặt bản âm lên giấy ảnh và cho ánh sáng tác dụng – “in ảnh”. Khi đó những chỗ trên giấy ảnh được chiếu sáng mạnh nhất là những chỗ sáng của âm bản. Do đó trong quá trình in quan hệ giữa ánh sáng và bóng tối thay đổi ngược lại và ứng dụng với đối tượng chụp ảnh. Đó là ảnh dương.

Ion bạc kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn và ngay khi nồng độ rất nhỏ (khoảng 10-10 mol/l) nó đã khử trùng được nước uống. Trong y học người ta dùng dung dịch keo của bạc chứa các phụ gia làm bền đặc biệt (protacgon, konlacgon, v.v…) để khử trùng niem mạc.

4. Vàng:

Vàng gặp trong thiên nhiên hầu như chỉ ở trạng thái tự sinh, chủ yếu dưới dạng các hạt nhỏ phân tán trong thạch anh hoặc chứa trong cát thạch anh. Một lượng nhỏ vàng gặp trong quặng sunfua của sắt, chì và đồng. Những vết vàng được phát hiện thấy trong nước biển. Hàm lượng chung của vàng trong vỏ Trái đất cả thảy chỉ bằng 5.10-7% (khối lượng).

Ở Liên Xô có mỏ vàng có ở Xibia và Uran. Những mỏ vàng lớn có ở Nam Phi, Alaxka, Canada và Châu Úc.

Vàng được tách khỏi cát và đá thạch anh nghiền nhỏ bằng cách dùng nước lửa, nước sẽ mang các hạt cát nhẹ hơn đi theo, hoặc là chế hóa cát bằng chất lỏng hòa tan được vàng. Dung dịch natri xianua NaCN thường được dùng hơn cả, trong đó vàng tan khi có mặt oxi tạo thành anion phức [Au(CN)2]- :

4Au + 8CN- + O2 + 2H2O = 4[Au(CN)2]- + 4OH-

Người ta đẩy vàng ra khỏi dung dịch thu được bằng kẽm:

2[Au(CN)2]- + Zn = [Zn(CN)4]2- + 2Au

Để tách kẽm khỏi vàng người ta chế hóa vàng kết tủa bằng axit sunfuric loãng, rửa và sấy. Việc làm sạch tiếp tục vàng khỏi tạp chất (chủ yếu là bạc) bằng cách dùng axit sunfuric đặc, nóng xử lý nó hoặc dùng phương pháp điện phân.

Phương pháp tách vàng khỏi quặng nhờ dung dịch kali hoặc natri xianua đã được kỹ sư Nga P.R. Bagration nghiên cứu năm 1843. Phương pháp này thuộc số các phương pháp thủy luyện điều chế kim loại.

Vàng là kim loại óng ánh màu vàng chói. Nó rất dễ rèn và dẻo; bằng cách cán ta có thể thu được lá có độ dày nhỏ hơn 0,0002 mm, và từ 1g vàng ta có thể kéo được sợi dài 3.5 km. Vàng là chất dẫn nhiệt và dẫn điện tuyệt vời, về phương diện này nó chỉ thua bạc và đồng.

Vì mềm nên vàng được dùng trong các hợp kim, thường với bạc hoặc đồng. Các hợp kim này được dùng để làm công tắc điện, để làm răng giả, làm đồ trang sức *.

Về phương diện hóa học vàng là kim loại kém hoạt tính. Nó không biến đổi trong không khí ngay khi đun nóng mạnh. Các axit riêng biệt không tác dụng với vàng, nhưng vàng dễ tan trong hỗn hợp axit clohydric và axit nitric (nước cường toan). Vàng cũng dễ tan trong nước clo và trong dung dịch xianua kim loại kiềm thông khí (thổi không khí vào). Thủy ngân cũng hòa tan vàng tạo thành hỗn hống, hỗn hống chứa hơn 15% vàng trở nên rắn.

Người ta đã biết hai loại hợp chất của vàng ứng với các mức oxi hóa +1 và +3. Chẳng hạn, vàng tạo thành hai oxit – vàng (I) oxit hoặc vàng protoxit Au2O và vàng (III) oxit hoặc vàng oxit Au2O3. Các hợp chất trong đó vàng có mức oxi hóa +3 bền hơn.

Khi hòa tan vàng trong nước cường toan ta thu được axit phức tetracloauric hoặc axit hydrocloauric H[AuCl4], nó kết tinh dưới dạng kim loại màu vàng sáng có thành phần H[AuCl4].4H2O (chế phẩm của vàng thường bán). Người ta đã biết những muối kết tinh tốt của axit này, ví dụ Na[AuCl4], trong dung dịch của chúng vàng ở dạng anion phức [AuCl4]-.

Nếu đun nóng cẩn thận axit tetracloauric, thì nó phân hủy thoát ra HCl và các tinh thể vàng (III) clorua AuCl3 màu nâu đỏ.
Kiềm kết tủa vàng (III) hydroxit Au(OH)3, màu nâu từ dung dịch axit tetracloauric, nó được gọi là axit auric, vì chất này có tính chất axit yếu và tạo thành muối. Ở 100oC axit auric mất nước chuyển thành vàng (III) oxit Au2O3 màu nâu.

Khi đun nóng vàng (III) clorua trong dòng cacbon dioxit đến 180oC ta thu được vàng (I) clorua AuCl dưới dạng chất màu trăng ít tan trong nước. Kiềm kết tủa vàng (I) oxit Au2O màu tím từ dung dịch vàng (I) clorua.

Tất cả các hợp chất của vàng đều dễ bị phân hủy khi đun nóng, thoát ra vàng kim loại.

5. Platin:

Tương tự như vàng, trong thiên nhiên platin gặp trong sa khoáng dưới dạng hạt nhỏ, luôn luôn chứa tạp chất của các kim loại platin khác. Hàm lượng của platin trong vỏ Quả Đất ước chừng cả thảy là 5.10-8% (khối lượng).

Platin là kim loại óng ánh màu trắng, dễ rèn, không bị biến đổi trong khôn khí ngay khi nung ở nhiệt độ cao. Các axit riêng biệt không tác dụng với nó. Platin tan tron nước cường toan, nhưng khó hơn nhiều so với vàng.

Vì khó nóng chảy và rất bền về hóa học platin được dùng để chế tạo dụng cụ thí nghiệm: chén, bát, chậu, v.v...

Trong công nghiệp hóa học platin được dùng để chế tạo chi tiết máy bền đối với ăn mòn. Anot platin được dùng để sử dụng trong quá trình sản xuất điện hóa (sản xuất axit pesunfuric, peclorat, peborat). Platin được dùng rộng rãi làm chất xúc tác, đặc biệt khi thực hiện phản ứng oxi hóa khử. Nó là chất xúc tác dị thể đầu tiên đã biết từ đầu thế kỷ XIX. Hiện nay chất xúc tác platin được dùng trong sản xuất axit sunfuric và axit nitric, trong việc làm sạch hydro khỏi tạp chất oxi và trong nhiều quá trình khác. Các bộ phận đun lò điện và dụng cụ đo nhiệt độ (nhiệt kế điện trở và cặp nhiệt) được chế tạo bằng platin. Platin ở trạng thái phân tán hòa tan một lượng lớn hydro và oxi. Dựa vào khả năng hòa tan hydro của nó người ta dùng platin để chế tạo điện cực hydro (xem trang ba mục 100). 

Trong đa số hợp chất, platin thể hiện mức oxi hóa +2 và +4. Ở trạng thái này cũng như ở trạng thái khác, nó có khả năng tạo thành phức chất rõ rệt; hợp chất platin (IV) có giá trị quan trọng hơn.

Khi hòa tan platin trong nước cường toan ta điều chế được axit hexacloplatinic H2[PtCl6], khi làm bay hơi dung dịch, nó thoát ra dưới dạng tinh thể màu nâu đỏ có thành phần H2[PtCl6].6H2O. Muối kali của axit này là một trong hóa học phân tích để phát hiện kali.
Khi đun trong dòng clo đến 360oC là axit hexacloplatinic bị phân hủy thoát ra hydro clorua và tạo thành platin (IV) clorua PtCl4.
Nếu ta rót kiềm vào dung dịch H2[PtCl6] thì thoát ra kết tủa Pt(OH)4 màu nâu. Chất này gọi là axit platinic, vì khi hòa tan trong kiềm dư thì tạo thành muối. Ta cũng biết có platin (IV) oxit PtO2.
Platin (II) clorua PtCl2 được điều chế khi cho clo đi qua platin vụn. Nó có màu lục nhạt và không tan trong nước.
Ứng với phức chất của platin (II) là ví dụ muối của axit tetraxianop-latinic (II) H2[Pt(CN)4]. Muối bari của axit này Ba[Pt(CN)4] phát huỳnh quang rõ rệt khi tia tử ngoại và tia rơnghen tác dụng lên nó và dùng để phủ lên màn huỳnh quang trong chiếu điện bằng tia rơnghen.

6. PALADI (PALLADIUM). IRIDI (IRIDIUM):

Paladi là kim loại màu trắng bạc, nhẹ nhất trong các kim loại platin, mềm và dễ rèn nhất. Nó có khả năng tuyệt vời hấp phụ một lượng lớn hydro (tới 900 thể tích trên một thể tích kim loại). Khi đó paladi vẫn giữ được dạng kim loại, nhưng thể tích tăng lên nhiều, trở nên giòn và dễ tạo thành vết nứt. Hình như hydro halogenua, khử muối sắt (III) thành muối sắt (II), muối thủy ngân (II) thành muối thủy ngân (I), lưu huỳnh dioxit thành hydro sunfua.

Một số dụng cụ thí nghiệm, cũng như các chi tiết máy để tách các đồng vị của hydro được chế tạo bằng paladin. Hợp kim paladin với bạc được dùng trong các thiết bị lien lạc đặc biệt để chế tạo các tiếp điểm. Trong máy điều chỉnh nhiệt và trong cặp nhiệt người ta sự dụng các hợp kim của paladin với vàng. Platim với Rhodi. Một số hợp kim của paladin được dùng trong trang sức và trong nha khoa.

Paladi trên chất mang amiang, sứ hoặc các chất mang khác là chất xúc tác cho nhiều phản ứng oxi hóa khử. Tính chất này của nó được sử dụng trong phòng thí nghiệm cũng như trong công nghiệp khi tổng hợp một số hợp chất hữu cơ. Chất xúc tác paladi được dùng để tinh chế hydro khỏi các vết oxi cũng như tinh chất oxi khỏi các vết hydro.

Về phương diện hóa học paladin đặc trưng bằng hoạt tính lớn, khác các kim loại platin khác. Khi đun nóng đỏ nó hóa hợp với oxi tạo thành oxit PdO tan trong axit nitric, trong axit sunfuric đặc nóng và trong nước cường toan.

Giống như platin, mức oxi hóa +2 và +4 đặc trưng đối với paladin; hợp chất platin (II) bền hơn. Đa số muối paladin tan trong nước và bị thủy phân mạnh trong dung dịch. Paladi (II) clorua PdCl2 trong dung dịch rất dễ bị khử đến kim loại bằng một số chất khử thể khí, đặc biệt Cacbon (II) oxit, việc dùng nó để phát hiện cacbon oxit trong hỗn hợp khí dựa trên cơ sở này. Nó cũng được dùng làm chất xúc tác cho một số phản ứng oxi hoá khử.

Iridi khác với platin ở nhiệt độ nóng chảy rất cao và rất bền với các tác dụng hoá học khác nhau. Các axit riêng biệt, cũng như nước cường toan đều không tác dụng với iridi. Ngoài ra iridi có độ rắn lớn hơn platin nhiều.

Iridi tinh khiết được dùng để chế tạo một số dụng cụ khoa học. Hợp kim chứa 90% platin và 10% iridi cũng được sử dụng cho mục đích này. Từ hợp kim này người ta chế tạo các mẫu chuẩn mét và kilogram quốc tế.

7. Rutheni (Ruthenium):

Là một nguyên tố hóa học có ký hiệu Ru và số nguyên tử 44. Là một kim loại chuyển tiếp trong nhóm platin của bảng tuần hoàn, rutheni được tìm thấy trong các quặng platin và được sử dụng như là chất xúc tác trong một số hợp kim platin.

Rutheni được nhà khoa học Nga là phát hiện và cô lập năm 1844 tại Đại học Kazan, Kazan. Klaus chỉ ra rằng ôxít rutheni chứa một kim loại mới và thu được 6 gam rutheni từ phần platin thô không hòa tan trong nước cường toan.

Jöns Berzelius và Gottfried Osann gần như đã phát hiện ra rutheni năm 1827. Hai người này đã kiểm tra phần cặn bã còn lại sau khi hòa tan platin thô từ dãy núi Ural trong nước cường toan. Berzelius không tìm thấy bất kỳ kim loại không thông thường nào nhưng Osann thì cho rằng ông đã tìm ra ba kim loại mới và đặt tên một trong ba kim loại này là ruthenium (cùng pluranium và polinium).

Tên gọi có nguồn gốc từ Ruthenia, một từ La tinh để chỉ Rus, một khu vực lịch sử mà ngày nay là miền tây Nga, Ukraina, Belarus, một phần Slovakia và Ba Lan. Karl Klaus đặt tên cho nguyên tố như vậy để vinh danh quê hương ông, do ông sinh ra tại Tartu, Estonia, khi đó là một phần của đế quốc Nga.

Cũng có thể là nhà hóa học Ba Lan Jędrzej Śniadecki đã cô lập được nguyên tố số 44 (ông gọi là vestium) từ quặng platin vào năm 1807. Tuy nhiên, công trình của ông đã không bao giờ được xác nhận và sau đó ông đã tự rút yêu cầu về phát kiến của mình.

Là một kim loại màu trắng, cứng, nhiều hóa trị, rutheni là thành viên của nhóm platin, có 4 biến thể kết tinh và không bị xỉn đi ở nhiệt độ bình thường, nhưng bị ôxi hóa dễ dàng trong không khí để tạo thành tetrôxít rutheni (RuO4), một tác nhân ôxi hóa mạnh với các tính chất tương tự như của tetrôxít osmi. Rutheni hòa tan trong kiềm nóng chảy, không bị các axít ăn mòn nhưng bị các halogen ăn mòn ở nhiệt độ cao. Một lượng nhỏ rutheni có thể làm tăng độ cứng của platin và paladi. Khả năng chống ăn mòn của titan tăng lên đáng kể nhờ bổ sung một lượng nhỏ rutheni.

Kim loại này có thể mạ thông qua mạ điện hay bằng các phương pháp phân hủy nhiệt. Một hợp kim của rutheni với molypden có tính siêu dẫn ở 10,6 K. Các trạng thái ôxi hóa của rutheni nằm trong khoảng từ +1 tới +8, và trạng thái -2 cũng đã được biết đến, mặc dù các trạng thái +2, +3 và +4 là phổ biến nhất.

Hợp chất tetrôxít rutheni (RuO4), tương tự như tetrôxít osmi, là dễ bay hơi, có độc tính cao và có thể gây nổ nếu như nó tiếp xúc được với các vật liệu dễ cháy [45] Rutheni không đóng vai trò sinh học gì nhưng có thể làm sạm màu da người, và có thể là chất gây ung thư và tích lũy sinh học trong xương.

8. Rhodi (Rhodium):

Là một nguyên tố hóa học có ký hiệu Rh và số nguyên tử 45. Là kim loại chuyển tiếp cứng màu trắng bạc khá hiếm đồng thời là thành viên của họ platin, rhodi được tìm thấy trong quặng platin và được sử dụng trong các hợp kim với platin và như là một chất xúc tác. Nó thường là kim loại quý đắt tiền nhất, nhưng giá cả dao động mạnh, phụ thuộc vào nhu cầu thị trường.

Rhodi (tiếng Hy Lạp rhodon nghĩa là "hoa hồng") được William Hyde Wollaston phát hiện năm 1803, ngay sau khi ông phát hiện ra paladi. Ông thực hiện tìm kiếm này tại Anh, sử dụng quặng platin thô mà có lẽ ông đã thu được từ Nam Mỹ.

Trình tự công việc của ông là hòa tan quặng trong nước cường toan, trung hòa dung dịch bằng hiđrôxít natri (NaOH). Sau đó ông kết tủa platin dưới dạng cloroplatinat amoni bằng cách cho thêm clorua amoni (NH4Cl). Nguyên tố paladi được loại bỏ dưới dạng xyanua paladi sau khi xử lý dung dịch bằng xyanua thủy ngân. Vật chất còn lại là clorua rhodi (III) có màu đỏ (vì thế mà có tên gọi): rhodi kim loại được cô lập thông qua việc khử bằng khí hiđrô.

Rhodi là một kim loại màu trắng bạc, cứng và bền, có hệ số phản xạ cao. Rhodi kim loại thông thường không tạo ra ôxít, ngay cả khi bị nung nóng. Ôxy bị hấp thụ từ khí quyển ở điểm nóng chảy của rhodi, nhưng khi hóa rắn thì ôxy lại được giải phóng. Rhodi có điểm nóng chảy cao hơn nhưng tỷ trọng riêng thấp hơn của platin. Nó không bị phần lớn các axít ăn mòn: nó hoàn toàn không hòa tan trong axít nitric và chỉ hòa tan một chút trong nước cường toan. Hiện tượng tan hoàn toàn của rhodi ở dạng bột chỉ thu được trong axít sulfuric.

Ứng dụng chủ yếu của rhodi là làm tác nhân tạo hợp kim để làm cứng platin và paladi. Các hợp kim này được dùng trong các trục cuốn và ống lót của lò luyện để sản xuất các sợi thủy tinh, các thành phần của cặp nhiệt điện, các điện cực cho bu gi của tàu bay và các nồi nấu trong phòng thí nghiệm. Các ứng dụng khác có:

Dùng làm vật liệu chế tạo tiếp điểm điện do điện trở thấp, điện trở tiếp xúc thấp và ổn định cùng khả năng chống ăn mòn cao của nó.

Lớp mạ rhodi (do mạ điện hay phủ hơi rhodi) rất cứng và được dùng cho các thiết bị quang học.

Kim loại này cũng được dùng trong ngành kim hoàn và dùng trang trí. Nó được mạ điện trên vàng trắng[5] để tạo ra cho chúng bề mặt trắng có tính phản chiếu ánh sáng. Trong nghề kim hoàn người ta gọi nó là lóe sáng rhodi. Nó cũng có thể được dùng để che phủ bạc mười [6] nhằm giúp cho kim loại không bị xỉn màu, do có hợp chất đồng trong bạc mười.

Đóng vai trò chất xúc tác hữu ích của nhiều quy trình công nghiệp (đáng chú ý là nó được sử dụng trong hệ thống xúc tác của các bộ chuyển đổi xúc tác trong ô tô và để cacbonyl hóa có xúc tác của metanol nhằm sản xuất axít axetic theo quy trình Monsanto). Nó cũng xúc tác bổ sung cho các hydrosilan để tạo liên kết đôi, một quy trình quan trọng trong sản xuất một vài dạng cao su silic nhất định.

Phức chất của ion rhodi với BINAP tạo ra chất xúc tác bất đối xứng sử dụng rộng rãi trong tổng hợp bất đối xứng, như trong tổng hợp menthol.

Làm bộ lọc trong các hệ thống chụp chiếu ngực do các tia X đặc trưng mà nó sinh ra.

Tạo ra các loại bút mực chất lượng rất cao, sản xuất với số lượng giới hạn. Nổi tiếng với các hiệu: Graf von Faber-Castell, Caran D'ache và Montblanc.

Việc chiết tách công nghiệp của rhodi là phức tạp do kim loại này có trong các quặng hỗn hợp với các kim loại khác như paladi, bạc, platin, vàng. Nó được tìm thấy trong quặng platin và thu được ở dạng tự do như là một kim loại trơ màu trắng rất khó nóng chảy. Các nguồn chủ yếu của nguyên tố này nằm tại Nam Phi, trong cát bãi sông ven dãy núi Ural, ở Bắc và Nam Mỹ cũng như trong khu vực khai thác sulfua đồng-niken ở Sudbury, Ontario. Mặc dù sản lượng ở Sudbury là rất nhỏ, nhưng một lượng lớn quặng niken được chế biến làm cho sự phục hồi rhodi là hiệu quả về mặt giá thành. Các nhà xuất khẩu rhodi chính là Nam Phi (>80%), sau đó là Nga. Sản lượng toàn thế giới mỗi năm khoảng 25 tấn và có rất ít các khoáng vật rhodi. Nói chung rất khó xác định nó nếu mẫu đá có chứa các nguyên tố khác cũng thuộc nhóm platin. Vào tháng 4 năm 2008, giá của cùng lượng rhodi khoảng 9 lần cao hơn vàng, 500 lần cao hơn bạc. Giá của rhodi trong quá khứ chỉ ở ngưỡng khoảng 1.000 USD/troy oz (31,1034768 gam),[8] nhưng gần đây đã tăng tới khoảng $9.000/troy oz.

Rhodi kim loại là một kim loại quý và trơ về mặt hóa học. Tuy nhiên, khi nó có liên kết hóa học thì lại hoạt hóa. Các hợp chất của rhodi thông thường ít khi bắt gặp nhưng nó có độc tính và có khả năng gây ung thư. Liều gây tử vong (LD50) cho chuột cống là 12,6 mg/kg clorua rhodi (RhCl3). Các hợp chất này cũng có thể làm sạm màu da người mặc dù nó không đóng vai trò sinh học nào ở người. Ở dạng kim loại thì nó không độc hại gì.

Rhodi đã từng được sử dụng như là biểu tượng cho danh dự hay sự giàu có, khi các kim loại quý khác được sử dụng phổ biến hơn như bạc, vàng hay platin được coi là chưa đủ. Năm 1979, Guinness Book of World Records tặng Paul McCartney một đĩa mạ rhodi vì họ coi ông là nhạc sĩ sáng tác bài hát cũng như là nghệ sĩ có lượng bài hát được bán nhiều nhất mọi thời đại. Guinness cũng ghi nhận các đồ như "bút đắt tiền nhất" hay "bàn cờ đắt tiền nhất" thế giới đều là những vật chứa rhodi.

(Sưu tầm)
Chủ yếu lấy từ Nguồn Sách Hóa Đại Cương tập 2 của Glinka, và trang wikimedia

 
Others News
 
* (05/05)
* Multi Layer Nickel System (01/04)
* Multi Layer Nickel Plating Application and products (31/03)
* Safety in the Laboraty (18/03)
* Working at Chemical Laboratory (18/03)
 
© Copyright 2009 by Gia Kim. Developed by SGC CO., Ltd. Internal Forums Visits: 731675
Online: 1