Применение платиновых металлов

Благородные металлы занимают одну из ведущих позиций в разных отраслях промышленности, в химии, анализе, катализе, биологии, медицине; незаменимы в электронике, радио" и электротехнике, химической и нефтеперерабатывающей отраслях, приборостроении, атомной и ракетной технике. Без платиновых металлов не обходится работа большого количества вычислительных, измерительных, контролирующих приборов и устройств. Кроме того, благородным металлам отведена почетная миссия — они составляют валютный фонд государств.

Самым удивительным свойством платиновых металлов является их возможность являться катализаторами различных химических реакций. Именно с таким металлом, как платина, первоначально связано понятие «катализ». При использовании этих металлов организовываются многотоннажные производства. Так, например, при получении азотной кислоты, когда происходит окисления аммиака в качестве катализатора используется сплав из платины и родины. Когда получают уксусную кислоту, то в реакции метилового спирта с оксидом углерода в качестве катализатора используют карбонильный комплекс родия. Таким образом, не существует ни одного благородного металла, который бы так или иначе не участвовал бы в качестве катализатора химических реакций [1].

Также в качестве примера каталитических свойств платиновых металлов можно привести процесс очистки выхлопных газов автомобилей. Наиболее популярны трехфункциональные катализаторы, платино-палладиево-родиевые, которые способны одновременно устранить три самых токсичных компонента выхлопного газа: углеводороды, оксид углерода, оксид азота. Реакции, приводящие к восстановлению оксидов азота, катализируются родием. Содержание родия в расчете на один фильтр для очистки выхлопов составляет 0.34 г. В настоящее время основная доля производимого родия расходуется в производстве автомобильных катализаторов: при общем объеме выпуска родия в 1995 г. в количестве 459 тыс. тр. унций, 450 — пошло на получение автомобильных катализаторов.

Открытие металлической проиводимости диоксида рутения RuO₂ в 1962 г., поистине революционное, послужило толчком для проведения широкого круга исследований электрических свойств простых и смешанных оксидов элементов платиновой группы, а открытая позднее советскими учеными Н. М. Жаворонковым, В. Б. Лазаревым и И. С. Шаплыгиным корреляция между электронной конфигурацией и типом проводимости позволила осуществлять направленный синтез оксидных материалов с заданными свойствами. Без резистивных паст на основе оксидов рутения, которые нашли применение в тонкопленочных и толстопленочных гибридных интегральных схемах, прогресс электронной техники был бы просто немыслим [2].

Аналогичное явление произошло и с палладием. До 50 х годов он применялся преимущественно как ювелирный металл (наряду с золотом, серебром и платиной) и компонент стоматологических сплавов. Далее началась новая эра в его использовании — в качестве проводящих паст на основе палладиевых и палладий-серебряных порошков, которые образуют токопроводящие дорожки электронных схем и внутренние электродные слои, а также выводы конденсаторов. На эти цели расходуется в наши дни без малого половина производимого палладия.

Соединения платиновых металлов обладают антимикробной и антивирусной активностью, а также антиканцерогенными свойствами. Комплекс дихлородиамминоплатина (II) цис-строения — [Pt (NH3)2Сl2] (цис-ДДП) внедрен в клиническую практику как эффективный препарат в химиотерапии рака. Разработки, выполненные в Московской государственной академии тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова, позволили предложить один из комплексов палладия (II) с гексаметилентетрамином (уротропином) для лечения особо опасных патогенных субвирусов — прионов, этой новой «чумы», надвигающейся на человечество [3].

Платиновые металлы имеют и общие сферы применения, и присущие лишь отдельно взятым металлам. Так, в химической промышленности, в электронике, электротехнике используются почти все металлы платиновой группы. В то же время никакие другие металлы не могут заменить иридий в производстве тиглей — контейнеров для получения лазерных и других кристаллических материалов. Иридий выдерживает чрезвычайно высокие температуры, которые требует процесс выращивания кристаллов; его применение исключает коррозию, способную загрязнить драгоценный расплав.

Достаточно редким благородным металлом считается осмий. Он производится в очень маленьких количествах и используется для получения таких сплавов, которые имеют высокую стойкость к истиранию. Также этот металл применяется для получения тех же шариковых ручек, компасных игл, осей. Классической областью применения осмия в виде тетраоксида OsO₄ стала гистология, наука о тканях многоклеточных животных и человека, благодаря способности этого соединения при контактах с биологической тканью восстанавливаться на различных функциональных узлах клеток и окрашивать ее.

Таким образом, возможности платиновых металлов безграничны и неисчерпаемы [4].