6.2.2. Прості речовини

Платинові метали одержують переробкою руд, що містять ці метали. Переробка складається з багатьох хімічних операцій, найважливіша з яких – обробка “царською горілкою”. При цьому Pt, Rh, Pd переходять у розчин:

3Pt + 4HNO₃ + 18HCl → 3H₂[PtCl₆] + 4NO + 8H₂O,

a Оs, Іr та Ru залишаються в осаді.

З розчину Pt осаджують у вигляді малорозчинного комплексу (NH₄)₂[PtCl₆], який розкладається при нагріванні:

(NH₄)₂[PtCl₆] Pt + 2NH₃ + 2HCl + 2Cl₂.

Платинові метали одержують також відновленням їх оксидів або інших сполук.

Хімічні властивості платинових металів подібні: низька реакційна здатність ( за звичайних умов тільки Оs реагує з киснем ), висока стійкість до дії багатьох реагентів, велика розмаїтість ступенів окиснення у сполуках та схильність до утворення багаточисельних координаційних сполук. Всі платинові метали - слабкі відновники.

Реакції з простими речовинами

Os + 2O₂ → OsO₄;

Ru + 2O₂ → RuO₄;

2E + O₂ → 2EO ( E = Ru, Pd, Os, Ir, Pt );

E + O₂ → EO₂ ( E = Ru, Pd, Os, Ir, Pt );

4Rh + 3O₂ → 2Rh₂O₃;

E + Г₂ → EГ₂ ( Г = F, Cl, Br, I );

2E + 3Г₂ → 2EГ₃ ( Г = F, Cl, Br, I );

E + 2Г₂ → EГ₄ ( Г = F, Cl, Br, I );

2E + 5F₂ → 2EF₅ ( E = Ru, Os );

E + 3F₂ → EF₆ ( E = Ru, Os, Ir, Pt );

Os + 4F₂ → OsF₈;

E + S → ES або E₂S₃, ES₂.

З H₂, N₂ та C платинові метали утворюють тверді розчини.

З іншими металами утворюють сплави.

Реакції з найважливішими реагентами

З концентрованими азотною та сірчаною кислотами при нагріванні реагуюють всі платинові метали, крім Pt та Ir:

3Pd + 8HNO₃ → 3Pd(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O;

Pd + 2H₂SO₄ → PdSO₄ + SO₂ + 2H₂O.

В “царській горілці” розчиняються Pt, Rh, Pd:

3E + 18HCl + 4HNO₃ → 3H₂[ECl₆] + 4NO + 8H₂O ( E = Pt, Rh )

3Pd + 12HCl + 2HNO₃ → 3H₂[PdCl₄] + 2NO + 4H₂O

Платинові метали реагують з лугами у присутності окисників:

E + 2KOH + 3KNO₃ → K₂EO₄ + 3KNO₂ + H₂O.

6.2.3. Бінарні сполуки

В бінарних сполуках платинові метали проявляють різні ступені окиснення - від +2 до +8 ( Ru, Os ). Тенденція до вияву вищих ступенів окиснення зменшується зліва направо у періоді. Сполуки платинових металів у вищих ступенях окиснення, як правило, ковалентні. З багатьма неметалами вони утворюють сполуки змінного складу та тверді розчини.

6.2.3.1. Сполуки з воднем

Платинові метали з воднем не утворюють “стехіометричних сполук”, але здатні поглинати Н₂ в значних кількостях ( особливо Pd та Pt ) з утворенням твердих розчинів.

6.2.3.2. Галогеніди

Найбільш вивченими є фториди та хлориди платинових металів. Їх одержують як синтезом із простих речовин при нагріванні:

2Ru + 3Cl₂ → 2RuCl₃;

Os + 4F₂ → OsF₈,

так і в результаті інших процесів:

OsO₄ + 8HCl → OsCl₄ + 2Cl₂ + 4H₂O;

Rh₂(SO₄)₃ + 6KI → 2RhI₃ + 3K₂SO₄.

Галогеніди – леткі ковалентні сполуки, мало розчинні у воді та інших розчинниках, часто є сильними окисниками:

PdCl₂ + CO + H₂O → Pd + CO₂ + 2HCl.

Цю реакцію використовують для виявлення в повітрі СО.

6.2.3.3. Оксиди

Відомі такі оксиди платинових металів: RuO₂, RuO₄, OsO, Os₂O₃, OsO₂, OsO₄, RhO, Rh₂O₃, RhO₂, Ir₂O₃, IrO₂, IrO₃, PdO, Pd₂O₃, PtO, Pt₂O₃, PtO₂, PtO₃. Вони утворюються як при безпосередній дії кисню на метали:

Os + 2O₂ → OsO₄;

Ir + O₂ → IrO₂,

так і в результаті інших реакцій:

2Pd(NO₃)₂ 2PdO + 4NO₂ + 2O₂;

RuO₄ → RuO₂ + O₂;

RuS₂ + 3O₂ → RuO₂ + 2SO₂;

2K₃[IrCl₆] + 3Na₂CO₃ → Ir₂O₃ + 6KCl + 6NaCl + 3CO₂.

Крім RuO₄ та OsO₄, оксиди платинових металів мало розчинні у воді. В кислотах розчиняються Ir₂O₃, PtO, PtO₃. RuO₄ та OsO₄ розчиняються в лугах:

2RuO₄ + 4KOH → 2K₂RuO₄ + O₂ + 2H₂O;

OsO₄ + 2KOH → K₂[OsO₄(OH)₂].

Найбільш стійкими оксидами є RuO₂, PdO, OsO₂, Rh₂O₃, Ir₂O₃, IrO₂, PtO, PtO₂.

Оксиди RuO₄, OsO₄, PdO - сильні окисники:

RuO₄ + 8HCl → RuCl₄ + 2Cl₂ + 4H₂O;

OsO₄ + 2KOH + KNO₂ + H₂O → K₂OsO₄ ∙ 2H₂O + KNO₃.

OsO₄ може утворювати хлоро-, нітро-, оксалато – осмати в результаті реакцій:

OsO₄ + 2KCl + 4HCl → K₂[OsO₂Cl₄] + Cl₂ + 2H₂O;

OsO₄ + 2KNO₂ + 2NO → K₂[OsO₂(NO₂)₄];

OsO₄ + 2KOH + 3H₂C₂O₄ → K₂[OsO₂(C₂O₄)₂] + 2CO₂ + 4H₂O.

Водний розчин OsO₄ використовують для забарвлення біологічних препаратів, що вивчаються під мікроскопом при ідентифікації жирів, які відновлюють OsO₄ до ОsO₂ ( жовтий колір OsO₄ змінюється на синій OsO₂ ).

Пари OsO₄ та RuO₄ дуже токсичні, діють на слизові оболонки очей та органів дихання.