Værdifulde metaller

fra Wikipedia, den gratis encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning
Ædle metaller i PSE :
Gul - klassisk ædle metaller;
orange - halvædelmetal;
lysegrønt - kortvarigt radioaktivt ædelmetal
H Hej
Li Være B. C. N O F. Ingen
Ikke relevant Mg Al Si P. S. Cl Ar
K Ca. Sc Ti V Kr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge Som Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Man Tc Ru Rh Pd Ag CD I Sn Sb Te JEG. Xe
Cs Ba * Hf Ta W. re Os Ir Pt Au Ed Tl Pb Bi Po Marg
Fr. Ra ** Rf Db Sg BH Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Over
* La Ce Pr Nd Om eftermiddagen Sm Eu Gd Tb D y Ho Han Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Puha Ved Cm Bk Jf Det Fm Md Ingen Lr

Ædle metaller er metaller, der er korrosionsbestandige, dvs. at de er permanent kemisk stabile i et naturligt miljø under påvirkning af luft og vand . På grund af denne stabilitet er guld og sølv blevet brugt til at lave smykker og mønter siden oldtiden. I de sidste fire århundreder blev platinmetallerne også opdaget, som på samme måde er korrosionsbestandige som guld. Især guld, sølv, platin og palladium spiller en rolle på verdensmarkederne i dag. Alle ædle og halvædelmetaller er tungmetaller .

Ædle metaller i klassisk forstand

Ædelmetalerne i klassisk forstand omfatter guld, sølv og platinmetaller. I nogle tilfælde tæller kviksølv også blandt ædle metaller, selvom det er mere reaktivt end de andre ædle metaller i mange henseender. Ved stuetemperatur i luft korroderer ædle metaller enten slet ikke eller korroderer kun ekstremt langsomt og i meget lille grad, ligesom sølv når det kommer i kontakt med (spor af) hydrogensulfid . En sølvgenstand beskadiges ikke i processen, der dannes kun et ekstremt tyndt lag sort sølvsulfid . Ædelmetallerne angribes heller ikke af saltsyre. De er også kendetegnet ved, at mange af deres forbindelser ikke er termisk stabile. Sølvoxid og kviksølvoxid nedbrydes i deres elementer, når de opvarmes. Ligesom andre grundstoffer, der er tungere end brint, dannes ædle metaller gennem nukleosyntese .

Hvor udvindes ædelmetaller? Navnlig viser kortet placeringen af ​​guldminer
(Den grundlæggende kilde til dette kort [1] skelner dog ikke mere præcist)

Halvædelmetaller

Teorien om redoxreaktioner blev forfinet i det 19. og 20. århundrede. Nye reaktionsveje er blevet fundet. Endvidere blev den elektrokemiske metode til potentiometri udviklet , hvormed man præcist kunne måle og sammenligne styrken af reduktionsmidler og oxidationsmidler . Dette tillod også en mere raffineret klassificering af metaller efter deres ædle eller basiske karakter. Halv ædle metaller inkluderer derfor dem, der ikke reagerer med dannelsen af hydrogen med vandige opløsninger af ikke-oxiderende syrer, såsom saltsyre eller fortyndet svovlsyre . Dette skyldes deres standardpotentiale , som er højere end hydrogen. Disse metaller er også stort set inaktive over for atmosfærisk ilt. Af denne grund fremstår de lejlighedsvis værdige i naturen.

"Klassiske" ædle metaller og halvædelmetalerne kobber og rhenium (Re) - prøver arrangeret som i det periodiske system

Metaller som vismut og kobber , med deres standardpotentiale, er meget tættere på brint end de klassiske ædle metaller. De korroderer hurtigere i luft og opløses hurtigt i oxiderende syrer, såsom koncentreret svovlsyre eller halvkoncentreret (30 procent) salpetersyre . I kemisk forstand er halvædelmetaller alle metaller, der har et positivt standardpotentiale i forhold til brint i den elektrokemiske serie , men ellers ikke er så korrosionsbestandige som klassiske ædle metaller. Ifølge denne definition kan det kunstige og radioaktive technetium også beskrives som halvædel. Disse halvædelmetaller indtager således en mellemstilling mellem de klassiske ædelmetaller og uædle metaller. Nogle forfattere inkluderer endda nikkel og tin, selvom deres standardpotentiale er lidt under hydrogen.

Kortlivede radioaktive ædle metaller

Teoretiske overvejelser baseret på kvantemekaniske beregninger tyder på, at de kunstige elementer Bohrium , Hassium , Meitnerium , Darmstadtium , Roentgenium og Copernicium også er ædle metaller. Disse metaller har imidlertid ingen praktisk betydning, da deres kendte isotoper er ekstremt ustabile og hurtigt (med typiske halveringstider på få sekunder, højst et par minutter) radioaktivt henfald.

Almindelige metaller

Basismetallerne som aluminium , jern og bly skal være klart afgrænset. Da deres standardpotentiale er mindre end hydrogen , angribes de af ikke-oxiderende syrer . Som med bly kan dette gøres meget langsomt. I denne sammenhæng betyder ikke-oxiderende , at der ikke er noget stærkere oxidationsmiddel end hydrogenionen i opløsningen.

Andre korrosionsbestandige metaller

Udover ædle metaller er der også nogle metaller, der på grund af deres passivering undertiden har et højt korrosionsbestandighed, som afhængigt af det kemiske miljø nogle gange overstiger nogle ædle metaller. Disse er elementerne i den 4. undergruppe ( titanium , zirconium og hafnium ), de i den 5. undergruppe ( vanadium , niob og tantal ) og i den 6. undergruppe ( chrom , molybdæn og wolfram ). Andre teknisk vigtige metaller, der danner passive lag, er zink ( 12. undergruppe ), aluminium ( 3. hovedgruppe ) samt silicium og bly ( 4. hovedgruppe ).

Reaktioner af ædle metaller

Alle ædle metaller kan bringes i opløsning med passende aggressive kemikalier. Guld og nogle platinmetaller opløses hurtigt i aqua regia . Sølv og halvædelmetallerne reagerer kraftigt med salpetersyre. I minedrift bruges cyanidopløsninger sammen med atmosfærisk ilt til at løsne guld og sølv fra sten. Angreb af atmosfærisk ilt er kun muligt, fordi stabile cyanidokomplekser med guld og sølv dannes som produkter. Også i aqua regia er dannelsen af ​​stabile komplekse forbindelser (chlorkomplekser) en af ​​de afgørende faktorer for miljøets oxiderende virkning. Ædelmetaller opfører sig i øvrigt ofte slet ikke ”ædelt” over for meget elektropositive metaller, men her danner de ofte villigt og med frigivelse af energi intermetalliske faser .

Fysisk opfattelse af ædelmetalkarakteren

I fysisk forstand er mængden af ​​ædle metaller betydeligt mindre; det er bare kobber, sølv og guld. Kriteriet for klassificering er den elektroniske båndstruktur . De tre anførte metaller har alle fuldstændigt fyldte d-bånd, som derfor ikke bidrager til ledningsevne og praktisk talt ingen reaktivitet. Det gælder f.eks. Platin. B. ikke. To D-type bånd krydser Fermi-niveauet . Dette fører til en anden kemisk adfærd, hvorfor platin bruges meget oftere end guld som katalysator . Forskellen i produktionen af ​​rene metaloverflader i ultrahøjt vakuum er særligt mærkbar . Selvom guld er forholdsvis let at forberede og forbliver rent i lang tid efter tilberedning, bindes kulilte meget hurtigt til platin eller palladium .

Kemisk forståelse af ædle metaller

Som allerede angivet for uædle metaller er ædle og halvædelmetaller metalliske elementer (og muligvis visse legeringer , såsom korrosionsbestandige stål ), hvis normale potentiale er positivt sammenlignet med brintelektroden , hvilket betyder, at de ikke angribes af fortyndet syrer . De elementer, der kommer i betragtning, sorteres efter deres normale potentiale sammenlignet med H-elektroden i vandig opløsning ved pH 7:

Efternavn gruppe reaktion potentiel
guld Ib / 6 Au → Au 3+ 1.498 V
platin VIIIb / 6 Pt → Pt 2+ 1,18V
iridium VIIIb / 6 Ir → Ir 3+ 1.156 V
palladium VIIIb / 5 Pd → Pd 2+ 0,987 V
osmium VIIIb / 6 Os → Os 2+ 0,85V
sølv Ib / 5 Ag → Ag + 0,799 V
kviksølv IIb / 6 2 Hg → Hg 2 2+ 0,7973 V
polonium VIa / 6 Po → Po 2+ 0,65 V [2]
Rhodium VIIIb / 5 Rh → Rh 2+ 0,60V
Ruthenium VIIIb / 5 Ru → Ru 2+ 0,45V
kobber Ib / 4 Cu → Cu 2+ 0,337 V
Bismut Va / 6 Bi → Bi 3+ 0,32V
Technetium VIIb / 5 Tc → Tc 4+ 0,272V
rhenium VIIb / 6 Ad → Ad 4+ 0,259 V
antimon Va / 5 Sb → Sb 3+ 0,152 V

Som semimetal er antimon ikke en af ​​dem, og i tilfælde af polonium kan det være dets høje radioaktivitet og makroskopiske utilgængelighed (før konstruktion af atomreaktorer), hvorfor det klassisk ikke blev betragtet som et ædle metal - men i dag findes den i gram mængder. Underinddelingen, dvs. den potentielle grænse, for disse elementer i ædle metaller og halvædelmetaller er ret vilkårlig og håndteres ikke ensartet. Det trækkes dog mest mellem kobber og ruthenium [3] , da sidstnævnte hovedsageligt angribes af fugtig luft på grund af redoxreaktionen O 2 + 2 H 2 O + 4 e - ⇄ 4 OH - (aq) med et normalt potentiale på +0,4 V. kan være.

Almindeligt sprog

Bronze er ikke et ædelmetal, men typisk en kobber-tin -legering . Fordi der uddeles guld-, sølv- og bronzemedaljer ved de olympiske lege og andre konkurrencer, omtales bronze undertiden forkert som ædle metaller i sportsrapporter.

Se også

Weblinks

Wiktionary: Precious metal - forklaringer på betydninger, ordoprindelse, synonymer, oversættelser

Individuelle beviser

  1. ^ Minedrift og industri på de enkelte kontinenter i Alexander World Atlas 2000, Klett-Perthes, Gotha 2000.
  2. ^ AF Holleman , E. Wiberg , N. Wiberg : Lærebog i uorganisk kemi . 102. udgave. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1 , s. 2009.
  3. ^ AF Holleman , E. Wiberg , N. Wiberg : Lærebog i uorganisk kemi . 91. - 100., forbedret og stærkt udvidet udgave. Walter de Gruyter, Berlin 1985, ISBN 3-11-007511-3 .