|
 |
|
Pozdrav,
zanima me zašto plemeniti metali ne korodiraju te na koje načine se mogu uništiti.
|
|
Ime i prezime:
Gea Ivančić
gea.ivancic1@skole.hr
|
 |
 |
Kod plemenitih metala (Ru, Rh, Pd, Ag, Os, Ir, Pt, Au, s tim da se iz definicije nekad izbaci srebro, a nekad još dodaju bakar i živa) elementarno je stanje termodinamički toliko povoljno da su spojevi s drugim elementima razmjerno nestabilni. Npr. jedna od praktičnih definicija plemenitih metala ide upravo preko toga da se njihovi oksidi grijanjem raspadnu na kisik i elementarni metal. Razlog tom ponašanju u principu leži u njihovim elektronskim konfiguracijama, koje će postati manje stabilne i primanjem i otpuštanjem elektronâ. Kod srebra, zlata i uvjetno bakra to se može objasniti gotovo popunjenim d-orbitalama, ali to automatski povlači pitanje što s cinkom, kadmijem i živom. Preciznije objašnjenje uključuje kvantnu mehaniku i relativističke efekte za vanjske d-elektrone i van je domašaja onoga što znam, tako da mogu tek ostati pri sumaciji da napola i više od napola popunjene d-orbitale težih prijelaznih metala imaju izrazito stabilne elektronske konfiguracije.
Slično, samo puno jednostavnije, vrijedi za plemenite plinove koji imaju posve popunjene glavne energijske razine i, kao i plemeniti metali, gube na stabilnosti i primanjem i otpuštanjem elektronâ. Međutim, vrijedi napomenuti da i plemeniti metali i plemeniti plinovi (osim helija i donekle neona) itekako mogu sudjelovati u kemijskim reakcijama, pa i dati spojeve koji se neće odmah raspasti.
Što se tiče uništavanja, vjerujem da bi zavitlavanje u najbližu neutronsku zvijezdu ili crnu rupu trebalo moći uništiti atome plemenitih metala zajedno s jezgrama. Ako pod uništavanjem zapravo misliš na prevođenje elementarnog plemenitog metala u njegove spojeve, pristup će ovisiti o konkretnom plemenitom metalu. Općenito se isplati pokušavati žarenje s halogenim elementima te otapanje u otopinama koje sadržavaju dobre ligande i jake oksidanse. Ponekad će biti dovoljna dušična kiselina, nekad zlatotopka, nekad kombinacija cijanida i kisika ili peroksida. Univerzalno rješenje ne postoji, što je jako zgodno jer razlike u reaktivnosti omogućavaju razdvajanje pojedinih elemenata iz smjesa. Poneki detalj donosim u nastavku.
Bakar se može otopiti u dušičnoj kiselini bilo koje koncentracije, u sumpornoj kiselini ako je vruća i koncentrirana, u klorovodičnoj ako se osigura i stalan pristup zraka ili doda npr. vodikov peroksid. Grijanjem na zraku može se dobiti bakrov(II) oksid. Ukratko, jasno je zašto se obično ne svrstava u plemenite metale.
Rutenij se ne otapa u oksidirajućim kiselinama, ali ni u zlatotopci (smjesa koncentrirane klorovodične i dušične kiseline u volumnom omjeru 3 : 1). Međutim, može se otopiti ako se u zlatotopku upuhuje kisik, a napada ga i otopina natrijevog hipoklorita. Staljivanjem s alkalijskim hidroksidima, vjerojatno opet uz prisustvo zraka, može se prevesti u pripadne rutenate (oks. stanje VI).
Rodij se također ne otapa u kiselinama, a sa zlatotopkom reagira toliko sporo da se u praktične svrhe može smatrati inertnim. Može ga se prevesti u halogenide direktnom sintezom pri povišenoj temperaturi i bez prisustva vlage.
Paladij se otapa u vreloj koncentriranoj dušičnoj kiselini, dajući paladijev(II) nitrat, dok s vrelom koncentriranom sumpornom kiselinom može dati paladijev(II) sulfat. Brže i lakše može se otopiti u zlatotopci. Sulfat se lakše dobije ako se sumpornoj kiselini doda i dušična.
Srebro se razmjerno lako otopi u dušičnoj kiselini, pri čemu nastaje srebrov nitrat. Zlatotopka, međutim, neće otopiti srebro jer se pri kontaktu na njegovoj površini formira sloj netopljivog srebrovog klorida. Sumporna kiselina također ga otapa, a moguće je koristiti i kombinaciju vodikovog peroksida i nekog cijanida, čime se dobivaju dicijanoargentati. Ti su kompleksni anioni dosta relevantni kod dobivanja srebra iz ruda.
Osmij je otporan na djelovanje gotovo svih kiselina i baza, a reagira tek s vrelom koncentriranom dušičnom kiselinom, pri čemu nastaje osmijev(VIII) oksid. Pored toga, može se prevesti u osmate(VI) staljivanjem s alkalijskim hidroksidima uz oksidanse poput natrijevog peroksida ili kalijevog nitrata. Uz grijanje može reagirati i s fluorom i klorom, a ishod reakcije u principu ovisi o temperaturi i stehiometriji.
Iridij je najotporniji na koroziju od svih metala i, držimo li se otopinske kemije, reagira tek s kombinacijom klorovodične kiseline i natrijevog perklorata te s otopinama cijanida uz prisustvo kisika. Pored toga još reagira s halogenim elementima i sumporom, naravno, uz grijanje.
Platina se od kiselina otapa u zlatotopci dajući heksakloroplatinsku(IV) kiselinu. Uz jače grijanje reagira i s halogenim elementima te sumporom.
Zlato se, kao i platina, od poznatijih kiselina otapa jedino u zlatotopci, dajući tetraklorozlatnu(III) kiselinu, a poznata je još reakcija sa selenskom kiselinom. Pored toga, slično kao i za srebro, može se prevesti u cijanidne komplekse djelovanjem cijanidâ uz vodikov peroksid ili kisik kao oksidans, što se isto koristi u rudarstvu. S halogenim elementima reagira uz grijanje, ali, nasuprot srebru ili iridiju, ne reagira sa sumporom. Međutim, uz grijanje s fosforom daje zlatov(I) polifosfid, Au2P3.
Živa se, kao i bakar, otapa u dušičnoj kiselini, kao i u zlatotopci, a uz grijanje i u koncentriranoj sumpornoj kiselini.
Pozdrav, |
|
|
Odgovorio:
Ivica Cvrtila
icvrtila@chem.pmf.hr
<-- Povratak
|
|
|
Postavite
pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika. |
  |
|
