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鉑族金屬熔點(diǎn)高、強(qiáng)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(qiáng)、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。
銠是在1803年由William Wollaston發(fā)現(xiàn)的。他和Smithson Tennant在一個(gè)商業(yè)投資中合作,多半是為了生產(chǎn)出純鉑來出售。這個(gè)程序的步是溶解普通的鉑在王水(硝酸+鹽酸)中。不是所有的都溶入了溶液中,它留下了黑色的殘?jiān)═ennant研究了這些殘?jiān)K他從中提取出了鋨和銥。)Wollaston全神貫注在這個(gè)溶解的鉑溶液,其也包含鈀。他用沉淀法移除了這些金屬,然后留下了一種漂亮的紅色溶液,他從中獲得了玫瑰紅晶體。這些就是氯銠酸鈉,Na3RhCl6。他終從中生產(chǎn)出了這種金屬自身的樣本。世界銠產(chǎn)量約為鉑的2.8%,幾乎全由南非、俄羅斯和加拿大三國生產(chǎn)。金屬銠以海綿狀、粉狀或致密塊狀出售。1990~1993年三國平均年生產(chǎn)的銠分別為7512kg,3227kg(僅指出售給西方國家部分),552kg。1980年以后,西方國家每年從廢料中再生回收并進(jìn)入市場的銠不斷增加,僅從廢汽車催化劑中回收的銠1989年就達(dá)2.5t。主要以銠催化劑、銠合金、銠鍍層、銠化合物應(yīng)用于化學(xué)、石油、玻璃、電氣、牙科、飾品、汽車等領(lǐng)域。1992年西方國家共消費(fèi)銠10.2t,其中汽車廢氣凈化催化劑用量達(dá)86%。
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(chǔ)量分別占其全國儲(chǔ)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(gè)省的相應(yīng)數(shù)據(jù)相加,除了鋨都占到全國儲(chǔ)量的95%以上;只是云南的鋨儲(chǔ)量(占9.8%)稍遜于黑龍江(占15.2%)。
1803到1804年,在武拉斯頓發(fā)現(xiàn)鈀不久,他將天然鉑礦溶解在王水中,加入氫氧化鈉溶液,中和過剩的酸,再加入氯化銨(NH4Cl),使鉑沉淀為鉑氯化銨((NH4)2[PtCl4]),再加入氰化汞,使鈀沉淀為氰化鈀,濾去沉淀后,往濾液中加入鹽酸,除去過量的氰化汞,并把溶液蒸發(fā)至干,出現(xiàn)一種暗紅色沉淀,分析證明是由一種新金屬和鈉的氯化物形成的鹽Na3RhCl6·18H2O。因這種新金屬的具有玫瑰的艷紅色,就以希臘文中玫瑰rhodon命名它為rhodium(銠),元素符號(hào)定為Rh。
銠粉,銀白色金屬,質(zhì)極硬,耐磨,也有相當(dāng)?shù)难诱剐浴C芏?2.4克/厘米3。熔點(diǎn)1966±3℃,沸點(diǎn)3727±100℃。
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(shí) 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(bào)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(shí)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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