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銠 (Rhodium)是一種銀白色、堅硬的金屬,元素符號Rh,銠屬鉑系元素,具有高反射率的性質(zhì)銠金屬通常不會形成氧化物,熔融的銠會吸收氧氣,但在凝固的過程中釋放。銠的熔點比鉑高,密度比鉑低。銠不溶于多數(shù)酸,它完全不溶于硝酸,稍溶于王水。源自rhodon,意為“玫瑰”,因為銠鹽的溶液呈現(xiàn)玫瑰的淡紅色彩,1803年被武拉斯頓發(fā)現(xiàn)并分離。
鉑族金屬熔點高、強度大、電熱性穩(wěn)定、抗電火花蝕耗性高、抗腐蝕性優(yōu)良、高溫抗氧化性能強、催化活性良好,廣泛應(yīng)用于汽車尾氣凈化、化工、航空航天、玻纖、電子和電氣工業(yè)等領(lǐng)域,用量雖少,但起著關(guān)鍵作用,素有“工業(yè)維生素”之稱。
除了制造合金外,銠可用作其他金屬的光亮而堅硬的鍍膜,例如,鍍在銀器或照相機零件上。將銠蒸發(fā)至玻璃表面上,形成一層薄蠟,便造成一種特別優(yōu)良的反射鏡面。
(1)催化活性和選擇性高,壽命長。銠及其合金、含銠化合物、絡(luò)合物催化劑可用于制醛類和醋酸,汽車廢氣凈化,硝酸生產(chǎn)的氨氧化,塑料、人造纖維、藥物、農(nóng)藥等有機化工合成,燃料電池電極。
(2)對可見光反射率高而穩(wěn)定。常用于特殊工業(yè)用鏡、探照燈、雷達等反射面的鍍層。
(3)熔點高,抗氧化,耐腐蝕,是化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的金屬之一。可做耐腐蝕容器,大氣中可在1850℃高溫下使用,純銠坩堝可用于生產(chǎn)鎢酸鈣和鈮酸鋰單晶。
(4)銠鍍層硬度高(7500~9000MPa),耐磨,耐腐蝕,接觸電阻穩(wěn)定。鍍銠復(fù)合材料是優(yōu)良的電接觸材料,銠還可用于飾品和其他工業(yè)儀器、氣敏元件的鍍層。
(5)改性作用。銠可與鉑、鈀等金屬形成固溶體,對基體起固溶強化作用,提高基體的熔點、再結(jié)晶溫度和抗腐蝕性,減少氧化揮發(fā)損失,其中鉑銠合金是優(yōu)良的貴金屬測溫材料;銠與鈦、鋯、鉿、鉭、鈮等金屬形成的化合物對含銠合金起彌散強化作用,增加熱穩(wěn)定性;銥中加銠可改善銥的加工性能。
(6)加工硬化率高,熱加工成一定尺寸后可以冷加工。
(7)價格昂貴,除特殊使用外,通常只作為添加元素使用。
其他幾種鉑族金屬的分布也主要在甘肅、云南和黑龍江。甘肅省的銠、銥、鋨、釕儲量分別占其全國儲量的59.3%、64.4%、74.0%、84.9%;云南分別占39.4%、29.4%、9.8%、13.2%。這兩個省的相應(yīng)數(shù)據(jù)相加,除了鋨都占到全國儲量的95%以上;只是云南的鋨儲量(占9.8%)稍遜于黑龍江(占15.2%)。
我國鉑族金屬礦床類型有巖漿熔離型、熱液再造型和砂鉑礦,還有一些含在黑色巖系、熱液或夕卡巖型多金屬礦床及斑巖銅鉬礦中。按全國礦產(chǎn)儲量(1985)確定的鉑族金屬參考工業(yè)指標,原生礦的邊界品位為0.3~0.5g/t,工業(yè)品位為0.5 g/t。可將我國鉑族金屬礦床分為單一礦、共生礦和伴生礦三類,根據(jù)1996年的統(tǒng)計資料,93.4%的鉑族金屬(探明儲量)與銅鎳硫化物、多金屬共生或伴生。
氧化態(tài)-1~+6的銠化合物。以+1和+3氧化態(tài)的化合物常見。一些銠化合物是重要的貴金屬材料。
銠的簡單化合物 有氧化物、氫氧化物、硫化物、氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽等。(1)Rh2O3:空氣中或氧中加熱銠粉至600~1000℃制得,為灰黑色晶體,不溶于水和酸。(2)Rh(OH)3:往Na3RhCl6溶液中加入NaOH或KOH沉淀出檸檬黃固體,不溶于水,但溶于酸和堿溶液。(3)Rh2S3:通H2S于RhCl3溶液制得,為黑色固體,不溶于水和酸。(4)RhCl3:鹵化物中RhCl3重要,500℃Cl2與銠粉反應(yīng)生成紅色單斜晶RhCl3。高溫制得的RhCl3不溶于水和酸,空氣中加熱至540℃,分解生成Rh2O3。H2在120℃使RhCl3還原為銠。將Rh(OH)3·nH2O溶于HCl,蒸發(fā)濃縮得到紅色晶體RhCl3·3H2O,在180℃HCl氣體中脫水,生成RhCl3,能溶于水,溶液呈紅色,Cl-已與Rh3+配位。加堿至RhCl3水溶液,沉淀出黃色Rh(OH)3。(5)Rh2(SO4)3·14H2O:冷H2SO4與Rh(OH)3反應(yīng)并在0℃結(jié)晶而制得,為黃色固體,其溶液亦為黃色,含Rh3+和SO2-4。煮沸變?yōu)榧t色,此時 SO2-4與 Rh3+已配位。(6)Rh (NO3)3:沸騰HNO3與RhI3反應(yīng)制得,易溶于水,常代替RhCl3用于 一些反應(yīng)中。
銠的絡(luò)合物 氧化態(tài)-1~+6的銠絡(luò)合物都有報道。Rh[Ⅲ]氯絡(luò)合物H3RhCl6和Na3RhCl6常見,前者由RhCl3·nH2O溶于水并加HCl煮沸而制得;后者由銠粉與NaCl混合,在900℃氯化而制得。H3RhCl6只存在于水溶液中,溶液為紅色。Na3RhCl6為玫瑰紅固體,易溶于水,溶液為紅葡萄酒色。紅色溶液放置時發(fā)生溶劑水分子取代Cl–反應(yīng),溶液逐漸變?yōu)樽厣?br />
用途 硫酸銠廣泛用于在電子元件、儀表、首飾、反光鏡等電鍍硬度大、耐腐蝕性好且光亮的銠鍍層;[RhCl(PPh3)3]及其類似絡(luò)合物稱為威爾金森(Wilkinson)催化劑,已用于工業(yè)上烯烴醛化的工業(yè)生產(chǎn);RhCl3·3H2O用作丁二烯的聚合和伯醇羰基化的催化劑,還用于AgBr感光乳膠中提高襯度。
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