Свойства и методы получения благородных металлов

Серебро обладает значительной химической стойкостью. В отличие от меди оно сохраняет металлический блеск при действии воздуха, влаги и углекислого газа. Но, подобно меди, серебро уже при комнатной температуре покрывается темным налетом сульфида Ag2S. Подобно меди, серебро легко растворяется в холодной разбавленной азотной кислоте с образованием нитрата:

3Ag + 4HNO3 = 3AgNO3 + NO + 2Н2O

и в горячей концентрированной серной кислоте с образованием сульфата:

2Ag + 2H2SO4 = Ag2SO4 + SO2 + 2Н2O

Нитрат серебра - бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде. Из его водного раствора едкие щелочи осаждают бурый оксид серебра Ag2O, уже при 300°С распадающийся на кислород и серебро. Галогениды серебра AgCI, AgBr, AgI в воде нерастворимы, но AgF хорошо растворим. Эти соединения об­разуют с аммиаком, цианидами щелочных металлов и тиосульфатом натрия хорошо растворимые комплексные соли.

Все соли серебра легко восстанавливаются до металла. Нитрат серебра и его растворы, попав на кожу, оставляют на ней черные пятна мелкораздробленного серебра; отсюда старинное название AgNO3 - ляпис (от лат. lapis internalis - адский камень).

Для серебра наиболее характерна степень окисления +l. Известны лишь немногие соединения серебра со степенью окисления +2, напри­мер фторид AgF2, нитрат Ag(NO3)2. Вода разлагает их с выделением солей Ag+1 и кислорода.

По сравнению с серебром золото значительно более стойко против химических воздействий. С неметаллами, кроме галогенов, оно не реагирует даже при нагревании. Кислоты - соляная, азотная, серная - на золото не действуют. Оно растворяется только в смеси соляной и азотной кислот (которую алхимики назвали “царской водкой” по ее способности растворять золото, считавшееся “царем металлов”). В этой смеси образуется хлор и нитрозилхлорид NOCl:

ЗНС1 + HNO3 = Сl2 + NOCl + 2Н20

Хлор с золотом дает хлорид золота (III) АuС1з. Он с соляной кислотой образует комплексную золото(Ш)хлороводородную кислоту H[AuCl4], которая выделяется при выпаривании ее раствора в виде желтых кристаллов состава H[AuCl4]*2H2O. Ее соль - тетрахлораурат натрия (оранжево-желтые кристаллы) - хорошо растворима в воде.

Золото растворяется также в растворах цианидов натрия или калия при доступе воздуха:

4Аu + 8NaCN + 2Н2O + Оз == 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH

Эта реакция, открытая в 1843 г. П.Р.Багратионом (племянником знаменитого полководца П.И.

Багратиона), широко применяется для извлечения золота из руд.

Золото очень легко осаждается из растворов его соединений неорганическими восстановителями, например сульфатом железа (II):

2АuС1з + 6FeSO4 = 2Fe2(SO4)3 + 2FeCl3 + 2Аu

или хлоридом олова (II):

2АuС1з + 3SnCl2 = 3SnCl4 + 2Аu

Если последнюю реакцию проводить в разбавленных растворах, получается пурпуровый коллоидный раствор золота в гексагидроксооловянной кислоте H2[Sn(OH)6], называемый “кассиевым пурпуром” (по имени немецкого врача А. Кассия, открывшего это явление примерно в середине XVII в.).

Многие органические вещества восстанавливают золото из его соединений.

Главнейшие свойства платиновых металлов приведены в таблице (см. выше). В VIII

группе периодической системы элементов Д.И. Менделеева эти элементы образуют две триады (“тройки”), а именно: 1) легкие платиновые металлы - рутений, радий, палладий, имеющие плотность около 12 г/см3; 2) тяжелые платиновые металлы - осмий, иридий, платина, имеющие плотность около 22 г/см3. Все платиновые металлы в чистом виде имеют серебристо-белый цвет. Все они, кроме осмия, не окисляются на воздухе и очень стойки против действия многих химических реагентов. В соединениях платиновые металлы проявляют различные степени окисления и сильно выраженную склонность к образованию комплексных соединений.

Необходимо, однако, отметить, что платиновые металлы в виде так называемой “черни” (мелкого черного порошка, получаемого восстановлением растворов соединений платиновых металлов) значительно химически более активны, чем те же металлы в виде слитков. Подобным образом рутений, радий, осмий и иридий, будучи сплавлены с платиной, цинком, медью и другими металлами, переходят в раствор при действии “царской водки”, хотя она не действует на эти металлы, взятые отдельно.

Химические свойства платиновых металлов имеют много общего. Удобнее всего проследить это, если рассматривать диады, образованные стоящими одним под другим легким и тяжелым платиновыми металлами.

Таких диад три: 1) рутений, осмий; 2) радий, иридий; 3) палладий, платина.