Metale szlachetne: rodzaje, lista, właściwości, wydobycie i przetwarzanie

Zwrot "metali szlachetnych" na przesłuchanie wielu, ale nie każdy wie, co to jest. Co znaczy szlachetny? Jakie rodzaje metali istnieją w przyrodzie? Na te i wiele innych pytań odpowiedziano poniżej.

Noble jest co?

Słowo "szlachetny" brzmi nawet jak rycerze i szlachta z gotowymi mieczami, dla których honor i obowiązek są najważniejsze. Jednak ani honor, obowiązek, ani szlachta nie mają nic wspólnego z metalami. Czym zatem są metale szlachetne?

Takie substancje, w przeciwieństwie do ich nieszlachetnych odpowiedników, nie są zbyt liczne - tylko osiem z nich. Są to złoto, srebro, platyna, a także ruten, iryd, osm, pallad i rod (są one uważane, jeśli mogę tak powiedzieć, z elementami platyny). Oprócz tego, że wszyscy wyżej wspomniani "towarzysze" są szlachetni, łączy ich także fakt, że wszystkie są cenne, ponieważ są rzadkością. A jeśli słowo "cenny" w odniesieniu do metali jest co najmniej, ale zrozumiałe dla każdego, to nadal jest haczyk z "szlachetny". Tymczasem odpowiedź na pytanie, które metale są szlachetne, jest dość prosta. Są to elementy, które nie podlegają korozji i utlenianiu. To wszystko mądrość! Taka sama, bardzo wysoka odporność chemiczna wraz z blaskiem i nadała tym substancjom podobną nazwę. Nawiasem mówiąc, kolejnym czynnikiem jednoczącym dla nich jest wysoka plastyczność i ogniotrwałość.

Historia wyglądu

Nie jest tajemnicą, że istnienie złota i srebra znane jest od czasów starożytnych: kilka tysięcy lat temu zostały one pomyślnie wydobyte w różnych krajach. Tak więc wydobycie złota miało miejsce, na przykład, w Colchis, w Hiszpanii i w Górnym Egipcie - te regiony uznano za główne ośrodki znalezienia tego szlachetnego metalu. Złoto wydobywano na terytorium współczesnej Rosji - w drugim i trzecim tysiącleciu pne. Metody ekstrakcji już wtedy istniały dość dużo.

Jeśli chodzi o srebro, jego wydobycie, zgodnie z danymi historycznymi, przeprowadzono już w V wieku pne na terenie współczesnej Hiszpanii - złoża srebra zlokalizowano w dolinach czterech rzek (Tahoe, Minyo, Guadiaro i Douro). I było więcej rezerw srebra, albo złoto było aktywniej wydobywane - ale w średniowieczu złoża żółtego metalu szlachetnego były prawie wyczerpane. W Argentum zaczął zwracać większą uwagę, i to trwało aż do XVIII wieku.

Ale co z takimi rzadkimi i szlachetnymi metalami, jak platynowy "zespół" i sama platyna? Faktem jest, że nie było powszechnie znane aż do XVI wieku - tylko wtedy sprytni Hiszpanie zwrócili uwagę na ten metal. Nazywali to platyną za podobieństwo do srebra (jeśli dosłownie przetłumaczono, platyna oznacza "srebro"). Nie trzeba jednak myśleć, że przed stuleciem nie istniał żaden cenny metal platynowy - istniał i jak! Znaleziono go razem ze złotem i nazwano "białym złotem". Biorąc pod uwagę fałszywe, zdolne do zastąpienia "prawdziwego" złota, platyna została wrzucona do morza. Dopiero w połowie XVIII wieku dokonano jej pierwszego opisu, a ukierunkowane wydobycie rozpoczęło się w Kolumbii. Inne rodzaje metali szlachetnych należących do grupy platynowej odkryto dopiero w XIX wieku.

Właściwości metali szlachetnych

Oczywiście każdy z ośmiu elementów należących do tej kategorii ma swoją własną, szczególną, odrębną charakterystykę. Będzie to z pewnością omówione później. Ale wszyscy razem mają jednak pewne specyficzne cechy, dzięki którym można się dowiedzieć, że jest to kwestia cennych metali szlachetnych. Te cechy zostały już wspomniane powyżej, jednak aby je skoncentrować i skonsolidować to, czego się nauczyliśmy, możemy powtórzyć to, co zostało powiedziane.

Metale szlachetne są niewiarygodnie mocne i plastyczne, mają doskonałe przewodnictwo elektryczne i cieplne. Są wspaniałym materiałem dla jubilerów, ponieważ mają miękkość, plastyczność, plastyczność. Łatwo je rozróżnić w szczególny sposób - bardzo jasny połysk. Ponadto szlachetne metale nieżelazne nie są podatne na rdzę i inne uszkodzenia. Niewiele osób wie jednak, że ta grupa cennych pierwiastków jest aktywnie wykorzystywana w lotnictwie, na przykład, lub w przemyśle chemicznym i istnieje wiele, gdzie indziej, a wszystko ze względu na ich szczególne, unikalne cechy.

Aurum

Teraz powiedzmy trochę więcej o każdej z listy metali szlachetnych i prawdopodobnie powinniśmy zacząć od złota - jedynego takiego elementu na świecie, który ma tak jasnożółty odcień w czystej postaci. Oprócz podstawowych właściwości charakterystycznych dla wszystkich metali tej kategorii (miękkość, topienie itd.), Aurum ma również zwiększoną odporność chemiczną, nie wchodzi w reakcje z kwasami, alkaliami lub solami, nie nadaje się do wilgoci lub ta sama wysoka temperatura.

Aby stopić złoto, potrzebujesz temperatury nawet tysiąca lub więcej stopni Celsjusza! W stanie stałym ten metal szlachetny wynosi 2,5 Mohs, a jego gęstość to dziewiętnaście całości i trzy dziesiąte gramów na centymetr sześcienny.

Argentum

Metal szlachetny srebrny ma biały kolor. Wszystkie powyższe właściwości metali z tej grupy są w pełni charakterystyczne, ponadto srebro ma niezwykły współczynnik odbicia. Srebro jest lżejsze niż złoto, jego gęstość wynosi tylko dziesięć i pół; jednak złoto jest jednym z najcięższych i najgęstszych metali.

W przeciwieństwie do tego ostatniego, srebra nie można powiedzieć, że nie reaguje on z żadnymi kwasami: nie reaguje tylko z kwasem fluorowodorowym i chlorowodorowym. Jednakże, podobnie jak złoto, ten szlachetny metal jest odporny na wilgoć, a jego temperatura topnienia jest niewiele niższa: dziewięćset sześćdziesiąt i pół stopni (temperatura utwardzania wynosi trzy według Mohsa). Inną charakterystyczną cechą srebra jest zdolność do ciemnienia pod wpływem siarkowodoru (jest on w powietrzu).

Platyna

Przede wszystkim należy stwierdzić, że wszystkie metale platyny są podzielone na dwie grupy: światło (to ród, ruten i pallad - najbardziej nieważki z tak zwanych platinoidów) i ciężkie (sama platyna, osm i iryd). I tutaj platyna może konkurować ze złotem o prawo do nazwania ciężkim metalem: jego gęstość wynosi 21,5 grama na centymetr sześcienny (przypominamy, złoto ma dziewiętnaście lub więcej). Teraz o każdym metalu w trochę więcej szczegółów.

Platinum to szlachetny metal szlachetny o białym, błyszczącym kolorze, który ma wszystkie najjaśniejsze cechy tej kategorii. Jak wspomniano wcześniej, ten metal bardziej wytrzymały niż złoto i srebro, ponadto jego temperatura topnienia wynosi aż 1 773,5 stopni Celsjusza. Aby hartować platynę, potrzebujesz 4,5 Mohs.

Wspomniano także wcześniej, że aż do XVIII wieku platyna nie była czymś bardzo cenionym. To prawda - dopiero w 1751 roku weszła na listę metali szlachetnych. A po odkryciu innych metali z samej grupy platyny, niespodziewanie wzniosła się tak, że stała się cenniejsza niż złoto, demonstracja luksusu, szyku.

Pallad

To szlachetny metal srebrno-biały kolor. Różni się od platyny tym, że utlenia się w temperaturze 860 stopni Celsjusza (platyna w ogóle tego nie robi). Jeśli jednak nadal będziesz zwiększał stopnie, ten element rozjaśni się, a tlenek na nim rozpadnie się.

Gęstość palladu wynosi nieco ponad jedenaście gramów na centymetr sześcienny, a temperatura topnienia wynosi 1554 stopni Celsjusza.

Rod

Ten element ma niebieskawy odcień. Jako Argentum ma zdolność odpychania, ponadto ród jest szczególnie twardy i delikatny. W przeciwnym razie wszystkie jego cechy pokrywają się z wyżej opisanymi właściwościami, charakterystycznymi dla wszystkich metali szlachetnych. Rod jest nieco gęstszy niż pallad - dwanaście punktów i czterdzieści cztery setne gramów na centymetr sześcienny. Jeśli chodzi o temperatury topnienia i hartowania, ten pierwiastek zmiękcza w temperaturze 1966 ° C (nawet więcej niż w przypadku platyny!), I przyjmuje stałą postać przy 6 Mohs. Fizyczne i chemiczne właściwości rodu pozwalają na jego zastosowanie do powlekania produktów srebrnych i złotych.

Ruten

Wygląd tego metalu z grupy platyny jest bardzo podobny do samej platyny, a jej cechy przypominają rod. Gęstość rutenu jest również w przybliżeniu równa gęstości rodu, a temperatura topnienia jest najwyższa spośród wszystkich metali szlachetnych (nie licząc irydu i osmu) - 2450 stopni Celsjusza.

Iridium

Kolor tego metalu jest szarobiały. Właściwości irydu są dokładnie takie same jak właściwości rodu lub rutenu, a gęstość wynosi 22,41, co przekracza nawet samą gęstość platyny. Temperatura topnienia irydu jest nieco wyższa niż temperatura rutenu i wynosi 2454 ° C. Iridium jest najbardziej odpornym metalem na ataki chemiczne: nie jest podatny na uszkodzenia spowodowane działaniem kwasów, soli lub innych pierwiastków chemicznych. Właściwości irydu pozwalają z powodzeniem wykorzystać go w produkcji zegarków.

Osmium

Biały osm szlachetnego metalu korzystnie różni się tym, że nie jest rozpuszczalny w kwasach. Jego gęstość wynosi 22,5 - jest najcięższą z całej grupy szlachetnych temperatura topnienia metali również wyższa niż reszta - aż 2700 stopni Celsjusza.

Górnictwo

W jaki sposób wydobywa się metale szlachetne? Jest na to cała technologia. Przede wszystkim musisz wiedzieć, że metale szlachetne znajdują się w czystej postaci, w bryłach i różnych zanieczyszczeniach. Zbieranie bryłek nie jest trudne - z reguły są one rozproszone na ziemi, pozostaje tylko schylić się i zebrać. Jeśli są one porywane przez wodę, coś takiego się dzieje, pojawia się inny sposób: mycie. Ponieważ metale szlachetne są cięższe od piasku, który jest zmyty wodą, nie jest trudno uzyskać cenne placer pozostające na dnie zbiornika, w którym proces miał miejsce.

Zanieczyszczenia metale szlachetne znajdują się w rudzie. Usunięcie ich jest najdroższe i najtrudniejsze. Sama ruda znajduje się na dość dużej głębokości, więc pierwszą trudnością jest wyciągnięcie jej na powierzchnię. A następnie z kompozycji rudy (w której oprócz metali szlachetnych występują wszelkiego rodzaju zanieczyszczenia) konieczne jest wydobycie pożądanego. Proces ten zachodzi zarówno chemicznie, jak i mechanicznie.

Przetwarzanie i czyszczenie metali szlachetnych

Przetwarzanie i czyszczenie to dwa integralne elementy działalności wydobywczej metali szlachetnych. Faktem jest, że pewna część z nich jest nieuchronnie wysyłana na marne w ten czy inny sposób, co oznacza, że ​​trzeba ją przetwarzać, raczej, jak to będzie powiedziane, - do recyklingu wszystkich odpadów przemysłowych, a następnie oczyścić uzyskane cenne elementy. Statystyki pokazują, że każda tona odpadów daje średnio od trzystu do czterech i pół tysięcy gramów metali szlachetnych.

Istnieją dwie możliwości pracy z wydobytym metalem. Pierwszy nazywa się odlewem i jest następujący: surowiec musi zostać stopiony i umieszczony w postaci wosku, drewna lub ołowiu. Po ochłodzeniu materiału należy go usunąć, wypolerować - a produkt będzie gotowy.

Druga metoda jest trudniejsza - goni. Metal nie topi się, ale ogrzewa, aż staje się miękki. Surowiec, który osiągnął pożądaną miękkość, przekształca się w cienką, walcowaną blachę za pomocą młotów: aby nadać jej żądany kształt, jest mocno pobity po jednej lub obu stronach.

Metale złożone

Dla profesjonalistów nazywa się to "stopami metali szlachetnych".

Nie jest tajemnicą, że metale szlachetne istnieją nie tylko w czystej postaci - są na nich oparte stopy. Z reguły składają się z kilku metali, z których dwa lub trzy są szlachetne i mają mniej więcej taką samą ilość nieszlachetnych. Zwyczajne starają się przyjmować takie, które dają siłę - na przykład miedź. Cynk lub nikiel są również stosowane w stopach - są kruche, ale dają żółty biały odcień. Są mieszane głównie ze złotem (czasami pallad jest używany w tym samym celu, ale jest zbyt drogi w porównaniu do niklu lub cynku).

Ale platyna nie jest rozcieńczona niczym - ten metal jest oznaką luksusu, jak wspomniano powyżej. Jeśli potrzebujesz "zespołu" z metalu platynowego, weź, z zasady, ruten - jest dobry w stopach, ale nie możesz go używać osobno ze względu na jego wysoką kruchość.

Aplikacja

Najbardziej logicznym i natychmiastowym użyciem języka dla opisywanych tu elementów jest biżuteria. Jednak nie wszystko jest takie proste: w tym procesie można stosować tylko bardzo plastyczne metale. Ważne jest również, aby stopiły się na wystarczająco niskim poziomie (na przykład nie trzy tysiące). Ponadto metal nie powinien być kruchy. Dlatego złoto, srebro, platyna i pallad są pożądane na rynku jubilerskim. Rod używany jest tutaj, ale tylko do pokrycia produktów - jest kruchy, a jakość ta nie jest ceniona przez jubilerów lub potencjalnych nabywców.

Gdzie indziej można używać metali szlachetnych? Wiele miejsc, w rzeczywistości. Na przykład złoto w elektronice wynika z doskonałej zdolności bycia przewodnikiem. W Moskiewskiej Akademii Metali Szlachetnych funkcjonuje specjalne centrum naukowe, w którym, między innymi, przetwarzane są stare mikroprocesory w celu produkcji złota. Ta instytucja znajduje się w pobliżu stacji metra "Medvedkovo" lub "Babuszkinskaya". Nawiasem mówiąc, w tej Akademii metali szlachetnych wziąć inny metal i złom.

Silver jest aktywnie i bardzo skutecznie stosowany w medycynie, ponieważ ma właściwości antybakteryjne - znaleziono je w starożytnym Rzymie. To nie przypadek, że w czasach starożytnych lubili pić ze srebrnych naczyń - to poprawiło pracę układu trawiennego. Wszystko to z powodu jonów, które ze srebra wpadają do wody. Lekarze wykorzystują tę wspaniałą właściwość "uzdrawiającą" tego szlachetnego metalu do własnych celów medycznych.

Metale szlachetne są wykorzystywane we wszystkich gałęziach przemysłu. Wytwarzają części maszyn, szkło laboratoryjne, sztuczne kończyny, sprzęt fotograficzny, różne powłoki ochronne (na przykład lustra); są wykorzystywane w produkcji rakiet, motoryzacji, sprzęcie radiowym i wielu innych dziedzinach życia.

Ciekawe i niesamowite

1. Uważa się, że aurum jest tak rzadkim elementem, że za sześćdziesiąt minut można znaleźć więcej żelaza niż ten żółty metal znajdujący się w całej historii wydobycia. Tymczasem jest to ponad sto sześćdziesiąt tysięcy ton! Przede wszystkim zdecydowana większość tej kwoty została znaleziona w Afryce Południowej.
2. Złoto można rozpuszczać w związku z kwasami azotowymi i chlorowodorowymi. Taki "związek" nazywany jest "królewską wódką".
3. Słowo srebro, podobnie jak jego brytyjskie i niemieckie synonimy, pochodzi od starożytnego indyjskiego słowa sarpa, którego znaczeniem jest księżyc i sierp.
4. Pod koniec lat dwudziestych XIX wieku w Rosji platyna była dwa razy tańsza od srebra (obecnie jest droższa niż około stu razy).
5. Największy samorodek srebra ważył prawie tysiąc pięćset funtów.
6. Starożytni Egipcjanie wierzyli, że złoto to boskie cząstki. Posiadanie ich miało tylko faraona.
7. Wcześniej medale olimpijskie były wykonane z czystego złota (na początku XX wieku), ale teraz są one pokryte tylko tym szlachetnym metalem - nie ma więcej niż sześć gramów na medal (a w medalach przyznanych na Igrzyskach Olimpijskich 2012 w Londynie, zawartość złota nie przekracza jednego procenta ).
   
8. Nasz kraj jest światowym liderem w wydobyciu i dostawie jednego z metali grupy platynowców - palladu.
9. Czyste srebro występuje rzadziej niż złoto. Niemniej jednak na całym świecie złoto istnieje wiele razy mniej niż jego "srebrny kolega".
10. Czyste złoto jest bardzo miękkie. Tak bardzo, że można go łatwo i bez wysiłku zarysować nawet paznokciami.

Teraz powstaje pytanie, które metale są szlachetne i jasne jest, z których właściwości iz jakiego powodu są one tak zwane.