Chimia platinei și a acesteiacompuși - MARE BIBLIOTECĂ ȘTIINȚIFĂ
Universitatea de Stat din Moscova. M. V. Lomonosov
Departamentul de Chimie Generală
Elevii anul II 226 grupe
Ianușin Alexandru Mihailovici
CHIMIA PLATINEI ȘI COMPUȘILOR SEI
Caracteristici cheie 3
Substante simple 4
Conexiuni Pt (0) 5
Compușii Pt(II) 5
Compușii Pt(IV) 8
Compușii Pt (VI) 10
Referințe 13
Platina este unul dintre cele mai valoroase metale prețioase cu un număr de
proprietăți importante datorită cărora este folosit nu numai în bijuterii
industrie, dar și în multe industrii. Utilizare
platina în multe tehnologii chimice face relevantă o mai profundă
studiul proprietăților sale fizice și chimice.
Platina este unul dintre cele mai importante elemente ale întregii serii de platină datorită
pentru inerția chimică maximă dintre ele și, de asemenea, din cauza celor mai valoroase
proprietățile platinei ca catalizator puternic pentru multe procese chimice.
Platina este un metal cenușiu-cenusiu, relativ moale, foarte maleabil,
maleabil, dur. În condiții speciale, formează platină spongioasă (cu puternic
suprafata dezvoltata), negru platinat (pulbere fina) si
platină coloidală. Metal nobil - ocupă ultimul (cele mai multe
electropozitiv) loc în seria electrochimică a tensiunilor. Uşor
aliaje cu metale de platină (cu excepția ruteniului și osmiului), precum și cu Fe,
Co, Ni, Cu, Au și altele, cu greu aliaje cu Sb, Bi, Sn, Pb, Ag.
Foarte pasiv din punct de vedere chimic - nu reacționează cu apa, acizii (pentru
cu excepția "vodcii regale"), alcalii, hidrat de amoniac, monoxid
carbon. Transformat în apăsoluție de acid clorhidric, saturată
Cl2. Când este încălzit, este oxidat de oxigen, halogeni, sulf, la temperatura camerei
temperatura - tetrafluorura de xenon. Burete platinat si negru platinat
absorb activ o cantitate semnificativă de H2, He, O2. Găsit în natură
în formă nativă (în aliaje cu Ru, Rh, Pd, Os, Ir).
Platinum Pt este caracterizat de următoarele constante:
Masă atomică. 195.09
Electroni de valență. 5d96s1
Raza metalică a unui atom, im. . 0,138
Raza ionică condiționată, nm:
Energia de ionizare E0 (E+, eV . 8.9
Conținut în scoarța terestră, % (cota mol). 5*10-8
Pentru platină, cea mai tipică stare de oxidare este +4. De asemenea stiut
Compușii Pt(VI). Pentru platină, cele mai stabile numere de coordonare sunt 4
(tetraedru sau pătrat) și 6 (octaedru). Stările de oxidare ale elementului și
configurațiile spațiale corespunzătoare ale complexelor sunt date în tabelul 1. 1.
Tabelul 1. Stările de oxidare și unitățile structurale ale platinei
Coordonarea gradului Exemple structurale de compuși
unitate de număr de oxidare
0 4 Tetraedru Pt(O2)[Р(С6Н5)3]2
+2 4 Pătrat [Pt(NH3)4]2, [Pt(CN)4]2-,
[PtCI4]2-, [Pt(NH3)2CI2
+4 6 Octaedru Pt(NH3)6]4+, [PtCl6]2-,
+6 6 Octaedru PtF6
Platina este unul dintre elementele rare găsite în cupru
minereuri de nichel, precum și în stare nativă sub formă de aliaje cu un mic
sursa de metale de platină sunt sulfuri polimetalice de cupru-
Sub formă de substanțe simple, platina este un metal alb strălucitor cu o culoare argintie.
nuanță, se cristalizează într-o rețea cubică centrată pe față.
Cele mai importante constante Pt sunt enumerate mai jos:
Conductivitate electrică (Hg=1)…… 10
(Novozg,298, kJ/mol …………………….. 556
So298, J/(K*mol) …………… 41,5
(o 298 E2 + + 2e \u003d E, V …………… .. +1,19
În comparație cu alte metale de platină, platina este oarecum mai mult
reactiv. Cu toate acestea, intră și în reacții doar la mare
temperatură (adesea la o temperatură roșie) și în fin împărțite
condiție. Compușii rezultați sunt de obicei de stabilitate scăzută și
încălzirea suplimentară se descompun.
Pentru platină, absorbția de oxigen este cea mai caracteristică. Mare importanță
platina are ca catalizator pentru oxidarea amoniacului cu oxigen (opțional
HNO3), hidrogen (pentru purificarea O2 din impuritățile H2) și în alte procese
În seria electrochimică a tensiunilor, platina se află după hidrogen
și se dizolvă atunci când este încălzit numai în acva regia:
3Pt + 4HNO3 + 18HCl = 3H2[PtCl6] + 4NO + 8H2O
Atunci când este fuzionat cu alcalii, cianuri și sulfuri de metale alcaline
în prezența agenților oxidanți (chiar și O2), platina se transformă în corespondent
derivați ai complecșilor anionici.
Platina este folosită pentru a face laborator rezistent la coroziune
ustensile, aparate și instrumente pentru producția chimică, pentru termometre
rezistență și termocupluri, precum și contacte electrice. Din platină
produc anozi insolubili, de exemplu, pentru electrochimici
producerea de acid persulfuric și perborați. Platina este folosită în
Pt conexiuni (0)
Ca și în cazul altor elemente d, putere zero (precum și negativă).
oxidarea în platină se manifestă în compuși cu liganzi (-donator și (-
tip acceptor: CO, PF3, CN-. În același timp, cu electroniceconfigurație
atomul central d10 structura complexelor cu liganzi de câmp puternici mai des
corespunde structurii unui tetraedru.
Pentru platină, ca element din grupa VIII (cu configurația electronică d8
– d10 ) se cunosc complexe în care rolul liganzilor este jucat de molecula de O2,
Molecula de O2 este un ligand de tip (ca CN-, CO, N2, NO).
adăugarea la agentul de complexare se realizează datorită donatorului-
acceptor și dativ M–O2 interacțiuni care implică (-, (- și (*-orbitali).
Astfel de compuși, prin analogie cu nitrogenil și carbonil
compușii pot fi numiți oxigenați. Compuși oxigenați -
transmițători și catalizatori buni de oxigen; datorită activării O2 sunt
agenți oxidanți buni deja în condiții normale. Astfel, Pt[Р(С6Н5)3]4
Pt[Р(С6Н5)3]4 + О2 = Pt(O2)[Р(С6Н5)3]2 + 2Р(С6Н5)3
iar Pt(O2)[Р(С6Н5)3]2 rezultat este un agent oxidant, de exemplu:
Pt(O2)[Р(С6Н5)3]2 + 2NO2 = Pt(NO3)2[Р(С6Н5)3]2
hidroliza produce peroxid de hidrogen.
Activarea oxigenului molecular prin complexare
are o mare importanță biochimică. Exemplul clasic este
adăugarea de oxigen la hemoglobină.
Compușii Pt(II).
Pentru Pt(II), sunt tipice complexele pătrate planare diamagnetice, care
se explică prin valoarea semnificativă a parametrului de împărțire (ca pentru orice d-
element al perioadelor a 5-a și a 6-a.
La o valoare mare (în complexul octaedric, doi electroni
ajung în moleculară puternic antilegăntă (*d-orbitali. Prin urmare
pierderea acestor electroni și tranziția Pt (II) devin energetic mai favorabile
la starea de oxidare +4 sau transformarea complexului octaedric în
pătrat plat. Distribuția a opt electroni în orbitali
a unui complex pătrat-plan se dovedește a fi energetic mai favorabil decât pe
orbitalii moleculari ai complexului octaedric. Concentrație de opt
electronii în patru orbitali moleculari determină diamagnetismul
complexe de structură plat-pătrat.
Compușii Pt(II) sunt intens colorați. Unitate structurală
Compușii Pt(II) este un pătrat. De exemplu, în cristalele de PtO (Fig. 1) atomii
Pt sunt înconjurate de patru atomi de oxigen la vârfurile patrulaterului. Aceste
pătratele sunt legate prin laturi în lanțuri care se intersectează la un unghi de 90°.
Cristalele PtS sunt construite într-un mod similar.
[pic]Fig. 1. Structura PtO și PtS
Diclorura de platină are o structură complet diferită. Roșu-negru
Cristalele de PtCl2 constau din grupuri octaedrice de cluster Pt6Cl12.
Clorurile de platină pot fi obținute prin sinteză directă:
Pt + Cl2 = PtCl2 (t = 500 0C)
Pt + 2Cl2 = PtCl4 (t = 250 0C)
Diclorura de PtCl2 poate fi obținută și prin disocierea PtCl4, precum și
încălzirea acidului cloroplatinic:
(H3O)2PtCl6 * nH2O \u003d PtCl2 + HC1 + (n + 2)H2O + Cl2 (t> 300 °C)
Relația genetică a clorurilor de platină anhidră este transmisă prin următoarea schemă:
370 (C 475 (C 581
PtCl4 ( PtC13 ( PtCl2 ( PtCl ( Pt
Observați intervalul de temperatură foarte mic
separând zonele de existenţă a clorurilor de platină de diverse compoziţii. Acest
una dintre proprietățile specifice ale compușilor Pt, care se bazează pe
legătură chimică foarte covalentă inertă cinetic.
Oxizii și hidroxizii de Pt (II) sunt negri, nu se dizolvă în apă; Pto
de asemenea stabil înspre acizi. PtS este insolubil în acizi.
Din complecșii cationici Pt(II) sunt foarte stabili și se formează ușor
PtCI2 + 4NH3 = [Pt(NH3)4]CI2
Un număr mare de derivați ai complecșilor cationici Pt(II) cu
liganzi organici. Tetracianoplatinat și mai stabil (II)
[Pt (CN) 4] 2 - ioni (pentru cei din urmă (4 = 1 * 1041). Cunoscuți și
H2[Pt(CN)4]*3H20; în soluții apoase, este un acid puternic dibazic
Platinatele (II) sunt foarte diverse și stabile. De exemplu, complex
Halogenurile de Pt(II) sunt caracterizate de următoarele constante de stabilitate:
Si el . [PtCl4]2- [PtBr4]2- [PtI4]2-
[pic]Fig 2. Structura K2[PtCl4]
Sărurile M2[PtC14] (roșii) se formează în timpul interacțiunii
compuși ai Pt (II) în acid clorhidric cu sărurile alcaline corespunzătoare
metale. Cele mai importante sunt K2[PtCl4] și Na2[PtCl4] solubile în apă (Fig.
2), care sunt materii prime pentru sinteza diferiților compuși
Sunt cunoscuți și compuși în care Pt (II) intră simultan
compoziția atât a cationului, cât și a anionului, de exemplu [Pt(NH3)4][PtCl4]. Această legătură
(verde) se precipită prin amestecarea soluțiilor de [Pt(NH3)4]Cl2 și
[Pt(NH3)4]Cl2 + K2[PtCl4] = [Pt(NH3)4][PtCl4] + 2KC1
Alături de complexele cationice și anionice, neutre
Complexe Pt(II) de tip [Pt(NH3)2X2] (unde X = C1-, Br-, NO2-). Pentru
compușii de acest tip sunt caracterizați prin izomerie geometrică (cis-trans).
De exemplu, compoziția [Рt(NH3)4С12] corespunde a doi compuși care diferă
proprietăți, în special culoare: cis-izomer - portocaliu-galben, trans-
izoier - galben deschis. Izomerii cis și trans au întotdeauna mai mulți (și
uneori puternic) solubilitate diferită în apă, acizi și, de asemenea
caracteristici cinetice și termodinamice.
Spre deosebire de izomerul trans, izomerul cis are un pronunțat
activitate fiziologică anticanceroasă. moduri semnificativ diferite
obţinerea acestor izomeri. Izomerul cis este format prin substituirea a două cloruri-
ionii prin moleculele de amoniac din complexul tetracloroplatinat (II):
K2[PtCl4] + 2NH3 = [Pt(NH3)2Cl2] + 2KS1
Izomerul trans se obține prin înlocuirea a două molecule de amoniac cu ioni de clorură
complex tetraamină-platină (II):
[Pt(NH3)4]Cl2 + 2HC1 = [Pt(NH3)2Cl2] + 2NH4C1
Pentru a înțelege direcția cursului reacțiilor de substituție a liganzilor în complexe
important este principiul trans-influenței („Comportamentul complexelor depinde
din transsubstituenți"), stabilit de I.I.Chernyaev (1926). Conform
acest principiu, unii liganzi facilitează înlocuirea liganzilor care sunt
cu ei în poziție trans. Astfel, în sinteza compușilor de platină
nu numai natura reactivilor joacă un rol important, ci și ordinea amestecării acestora,
raporturi de timp și concentrație: în funcție de condițiile de sinteză
se pot obţine izomeri de poziţie.
Substituenții trans sunt pe linia (coordonată) care trece prin
atomul central, substituenții cis sunt, parcă, pe partea centralului
atom - pe o linie (coordonată) care nu trece prin atomul central.
S-a stabilit experimental că pentru compușii Pt (II) efectul trans
liganzii crește în serie
H2O ReF6 > OsF6 > IrF6 > PtF6 >. In mod deosebit
PtF6 instabil este unul dintre cei mai puternici agenți de oxidare (afinitate
la un electron 7 eV),este un agent de fluorurare. Da, are fluorescență ușor.
BrF3 la BrF5, reacționează violent cu uraniul metalic pentru a forma UF6. Acest
poate fi explicată prin faptul că legătura Pt–F din PtF6 este mai puțin puternică decât legătura F–F din
f2. Acest lucru face din PtFe o sursă de fluor atomic, probabil cea mai puternică
a agenţilor chimici oxidanţi existenţi care acţionează la mai blând
condiții (la o temperatură mai scăzută) decât fs și multe altele
Hexafluorura de platină descompune apa cu eliberarea de oxigen, reacționează
cu sticlă și, de asemenea, oxidează oxigenul molecular la O2+[PtF6]-. Deoarece
primul potențial de ionizare al oxigenului molecular O2 (O2+ este
12.08, adică aproape ca xenonul (12,13 V), s-a sugerat că
posibilitatea formării compusului Xe+[PtF6]-:
Xe + PtF6 = Xe + [PtF6]-
Curând a fost primită această conexiune. Xe[PtF6] - cristalin
substanta portocalie, stabila la 20°C, se sublimeaza in vid fara
descompunere. Sinteza Xe[PtF6] a marcat începutul unor cercetări ample, care au condus la
la producerea de compuși ai gazelor nobile.
Chimia platinei este foarte voluminoasă, complexă și interesantă. Poate cel mai mult
o proprietate comună a compușilor săi este un interval de temperatură îngust al acestora
stabilitate asociată cu efectul de polarizare ridicat al platinei și
un efect suplimentar care se dezvoltă atunci când compușii săi sunt încălziți
polarizare, ducând la distrugerea legăturilor chimice și la refacere
starea metalică a platinei.
1. N.S. Ahmetov. Chimie generală și anorganică, M., 2001.
2. V.I. Spitsyn, L.I. Martynenko. Chimie anorganică, Universitatea de Stat din Moscova, 1994.
3. R.A. Lidin, V.A. Lapte, L.L. Andreeva. Proprietăți chimice