Страница 63 из 83
Вообще с аммиаком серебро дает множество химических производных. Они хорошо растворимы в воде и относятся к классу комплексных соединений. Если к аммиачному комплексу серебра прибавить немного глюкозы или формалина, то на стенках стеклянного сосуда появится плотный блестящий слой металла. Этим способом в настоящее время серебрят внутреннюю поверхность термосов и готовят зеркала.
Разведенные кислоты в большинстве своем не действуют на серебро. Зато оно прекрасно растворяется в азотной кислоте, образуя нитрат. Это вещество, известное в обиходе под названием «ляпис», было хорошо знакомо еще алхимикам. Они называли его «лунными кристаллами», «адским камнем» и т. д. Последнее связано, по-видимому, с действием ляписа на кожу. Попав на кожу, серебро начинает восстанавливаться до металлического состояния, окисляя окружающие ткани. Именно потому и образуется коричневое пятно на том месте, куда попала соль. Окисляющее действие серебра губит инфекцию, и благодаря этому ляпис издавна применялся для прижиганий.
Если капнуть раствором ляписа в воду, содержащую хлористую соль, получится белый творожистый осадок, не растворимый даже в кислотах. Реакция очень чувствительна. С ее помощью можно обнаружить ничтожные количества ионов хлора, брома или йода. Поэтому она играет важную роль в химическом анализе. Белые хлопья хлористого серебра при стоянии на свету темнеют, так как происходит разложение соли с выделением металлического серебра. В еще большей степени такими свойствами обладают бромид и йодид серебра. Эта необычная светочувствительность используется в фотографии для приготовления эмульсионного слоя, который наносят на бумагу и пленку.
В XVII веке в древнее государство ацтеков и инков вторглись испанские конкистадоры во главе с Фердинандом Кортесом. Расхитители богатств завоеванной страны, расположенной на территории нынешней Колумбии (Южная Америка), охотились в основном за золотом и серебром и поэтому были немало удивлены, когда нашли на берегах реки Платино-дель-Пинто крупинки металла, очень похожего на серебро, только более тяжелого. Странному металлу было присвоено имя «платина» — уменьшительное от «плата», что по-испански означает «серебро».
Впервые в Европу из Бразилии завез платину математик д’Уллоа в 1735 году. 20 лет спустя непонятный металл был, наконец, признан шведским химиком Шефером за самостоятельный химический элемент.
Новичок удивительно походил на своих древних собратьев — золото и серебро. Он был столь же пластичен, как и золото, не хуже серебра проводил тепло и электрический ток. Его удельный вес (21,4) был еще выше, чем у золота, которое до той поры слыло самым тяжелым металлом. Тугоплавкости мог позавидовать сам царь металлов: ведь температура плавления платины 1774 градуса. Что же касается химической сопротивляемости, то и здесь платина удовлетворяла всем требованиям, предъявляемым члену «благородного семейства».
Как и золото, платина растворяется только в «царской водке». При этом образуется комплексная платинохлористоводородная кислота: H2PtCl6. Уступает платина и атакам такого химического «агрессора», как фтор, образуя фториды PtF2 и PtF4.
Не удивительно, что подобные достоинства платины снискали уважение у инженеров и ученых. Она оказалась незаменимой там, где требуется высокая химическая и механическая стойкость, а также жаропрочность. Из платины делают тигли, реторты, котлы, применяемые в исследовательских лабораториях и заводских цехах.
Химическая пассивность платины на руку ювелирам и стоматологам. Около двух третей ежегодной добычи платины идет на изготовление украшений и протезирование в зубоврачебном деле. В электротехнике она употребляется для изготовления электродов измерительных приборов, спиралей для печей сопротивления.
Благородная платина выгодно отличается от золота и серебра своей недюжинной способностью ускорять химические реакции. Особенно заметно проявляется это качество у платины тогда, когда она переводится в мелкораздробленное состояние. Тончайший порошок платины — так называемая платиновая чернь — обладает развитой поверхностью. Он наносится на асбест или другой материал, иногда даже на саму платину. На шершавой поверхности катализатора, в его порах, углублениях, на острых выступах реакции протекают гораздо быстрее, чем в обычных условиях. Диапазон применения платины в качестве катализатора необыкновенно велик: от гигантских контактных аппаратов на сернокислотных заводах до миниатюрных приборчиков для дожигания вредных автомобильных выхлопных газов.
Исследования сырой платины привели к появлению на свет ее спутников-«близнецов». В 1803 году были открыты палладий и родий, в 1804 году — осмий и иридий, а еще через 40 лет — рутений, названный так в честь России (по-латыни: «Ruthenia»).
Рутений является первым по порядку членом «благородной династии», хотя и открыт в последнюю очередь. Сама платина замыкает семейство платиноидов — так были названы ее спутники. Вся компания «близнецов» в менделеевской таблице разбита на две тройки: рутений, родий, палладий (триада легких платиноидов) и осмий, иридий, платина (триада тяжелых платиноидов). Обе триады размещены в два этажа в восьмой группе периодической системы под одной крышей — триадой железа.
Более позднее открытие рутения объясняется тем, что он самый редкий среди спутников платины. Обнаруживший его профессор Дерптского университета Озанн впоследствии стал даже сомневаться в элементарной природе рутения. Однако в 1844 году Карл Карлович Клаус, профессор химии Казанского университета, доказал, что озанновская смесь действительно содержит новый элемент.
Рутений — типичный представитель «благородного семейства». На него не действуют никакие кислоты, в том числе «царская водка». Кислород воздуха окисляет рутений только при нагревании. Интересным соединением рутения является его четырехокись RuO4. Здесь он восьмивалентен. Четырехокись рутения получается не без труда: для этого необходимо действие какого-нибудь сильного окислителя (хлора, брома, перманганата калия) на растворы солей металла при нагревании.
«Близнецы» триады легких платиноидов похожи друг на друга как две капли воды. Но вместе с тем у каждого из них есть свои особенные черточки. Например, соли родия, как правило, отличаются розово-красным цветом. Именно потому элемент и получил свое название: «родон» по-гречески значит «роза». В остальном родий родствен своим собратьям по триаде. Он очень пассивен химически: не растворяется в кислотах и очень слабо в «царской водке». В растворимую форму переходит лишь при нагревании с дымящей серной кислотой, а также с расплавленными гидросульфатами щелочей, перекисью натрия, перекисью бария. Чтобы окислить родий на воздухе, нужно нагреть металл до температуры красного каления.
В мелкораздробленном состоянии металлический родий легко растворяет газы, и с этим связаны его каталитические свойства.
Триаду легких платиноидов завершает палладий, названный так в честь малой планеты Паллады. По способности к механической обработке он превосходит не только собратьев по триаде, но и все без исключения металлы платиновой группы. Как и родий, но намного интенсивнее, палладий поглощает газы: при 20 градусах он способен впитать в себя до 800 объемов водорода. Эта способность объясняет его высокую каталитическую активность. Среди платиноидов палладий считается химически наиболее активным. При нагревании на воздухе он дает окислы Pd2O и PdO. Палладий растворим в «царской водке» и в азотной кислоте.
Триаду тяжелых платиноидов открывает осмий. Это самый тяжелый металл: у него непревзойденный по величине удельный вес — 22,48. Обладая благородной инертностью, осмий тем не менее легко растворим в азотной кислоте, особенно в дымящей.