当前位置: 贵金属 >> 贵金属优势 >> 贵金属回收商谈钯铑锇铱钌的发现
钯、铑、锇、铱和钌与钯的性质相似,同属铂系元素,是在分析化学得到很大发展以后才被发现的。
分析化学在古代就有了萌芽。古代劳动人民在应用金属和其他物质的过程中,逐渐认识到它们的性质,因而知道了某些鉴别它们的方法。例如,在古代埃及的草纸书里记述了金、银及其他制品的检验方法。我国战国时代所著的《周礼考工记》等书铑中记述了利用与现代吹管试验相同的原理,按温度的高低、色相的变化,来鉴定各种物质。古药学家们也零星地知道一些物质的定性反应,如陶弘景(年)对消石(硝酸钾)指出:“以火烧之,紫青烟起,云是真消石也。”这与近代分析化学鉴别钾盐和钠盐的火焰实验法基本相似。到年,即我国明朝洪武二十一年,曹昭撰写了《格物要论》,其中《金铁论》总结了我国历代检査金属的方法,提供了检査金、银、铜、铁及其合金的多种宏观分析方法。
但是,分析化学开始成长为化学科学中的一个独立科目,是从17世纪才开始,随着化学科学实验的兴起,逐渐从其中分支出来.逐步形成和发展起来的。在这个期间,元素的概念逐渐形成,化学和医学,特别是化学工业生产开始普遍发展。生产上要求研究溶液的性质和新的化学分析方法。到18世纪末和19世纪初,由于工业的发展,特别是化学工业和冶金工业的发展,釆矿的资本家们急迫需要找到更多、更新的矿物,工厂的老板们殷切希望发现更好、更廉价的原料,从事实际生产的劳动者和科学家们不断碰到新奇的物质和现象。这些原因促进了人们对物质的进一步分析和研究,促进了分析化学的发展。
含铂矿石中,铂通常是主要成分,因此铂早在18世纪下半叶通过化学实验就被认为是一种化学元素而确定了下来。其余的铂系元素则因含量较小,必须经过化学分析才能被发现。
由于钯、铑、锇、铱和钌都与铂共同形成矿石,因此它们都是在从铂矿提取铂后的残渣中发现的。铂系元素对化学作用非常稳定。除铂和钯外,钯系元素不但不溶于普通的酸.而且不溶于王水。钯很容易溶于王水,钯还溶于热硝酸中。所有铂系元素都有强烈形成配合物的倾向。
在铂发现后,化学家们在进行关于钯的化学实验时,当粗铂溶于王水中后,发现有金属光泽的粉末留在容器底部。年,英国谈兰特和法国伏克林、科勒特等研究了这个残渣,从中发现了铱和锇。年,谈兰特给予了它们拉丁名称。锇被命名为。smium,元素符号称为Os。这一名词来自希腊文Osme,原意“臭味”。这是由于四氧化锇(OsO4)的熔点只有41P,易挥发,有恶臭。它的蒸气对人们的眼睛特别有害。锇和钌是处在化学元素周期表VBIB族中唯独能生成八价化合物的元素。铱被命名为irdium,元素符号称为Ir。这一名词来自希腊文iris,原意“虹气这可能是由于二氧化铱的水合物Ir。2-2H2O或lr(OH)4从溶液中析出沉淀时,颜色或青或紫或深蓝或黑,随着沉淀的情况而改变的缘故。锇和铱的发现者们已经认识到它们的一些特性。
年,英国化学家武拉斯顿又宣布从铂矿中发现了两种新元素。他将天然铂溶解在王水中,在蒸发除去多余的酸后,滴加氤化汞溶液,获得黄色沉淀。在灼烧这个沉淀物后,留下了一种白色金属。他钯它称为palladium(钯),元素符号称为Pd。这一名词来自希腊神话中主司智慧的女神巴拉斯Pallas。这里的黄色沉淀应该是氤化钯Pd(CN)2O尽管氧化汞Hg(CN)2的溶液中几乎不含氤离子CN-,但是当钯的离子Pd2+与它作用时,却立即析出淡黄色的、不溶于水的氧化钯。
武拉斯顿在发现钯后,同年,将天然铂溶解在王水中,并且加入氢氧化钠溶液,以中和过剩的酸。然后加入氯化铱(NH4C1),使钯沉淀为四氯合铂(n)酸铱(俗称钯氯化铱)(NH4)2[PtCl4],再加入氤化汞,使钯沉淀为氤化铂。滤去沉淀后,加盐酸于滤液中,使多余的氤化汞分解,然后加热蒸发至干。武拉斯顿用乙醇洗涤蒸发后所得的残余物,发现任何物质都溶解,只有一种暗红色的粉末沉在容器底部。后来他证明这种暗红色的粉末是一种复盐,是由一种新金属和钠所形成的氯化物(Na3RhCL18H2O)。因为这种新金属的盐带有玫瑰的艳红色,由此武拉斯顿引用希腊文中的玫瑰rhodon一词命名它为rhodium,元素符号称为Rh(铑)。
钌是钯系元素中在地壳里含量最少的一个,这也是它在铂系元素中最后一个被发现的一个原因。它比铂晚发现多年,比其余的铂系元素晚40年。不过,它的名字早在年就被提出来了。当时俄国人在乌拉尔发现了铂的矿藏。得尔勃特斯克大学教授奥桑首先对它进行了研究,认为其中除钯外,还含有三个新元素,并且分别命名为pluranium、poinium和ruthenium。第三个名称是从乌克兰人称呼俄国ruthenia而来。但是,奥桑钯他分离出来的新元素样品寄给贝齐里乌斯后,贝齐里乌斯认为pluranium是一个新金属元素,而其余两个是硅土和铱、错以及铱的氧化物的混合物。奥桑重复了自己的分析后,放弃了自己的意见。门捷列夫在年2月发表他的《根据元素的原子量和化学相似性而编制的元素系的尝试》时,列出一个元素P1,就是指的这个元素。
年,喀山大学化学教授克拉马斯重新研究了奥桑的分析工作,肯定了在钯矿的残渣中确实有一种新金属存在,就用奥桑曾经为纪念他的祖国而命名的ruthenium称呼它。元素符号为Ru,我国译成钌。其实,克拉马斯从年就开始了这一研究工作。他最初曾从一位炼铂工匠手中购得铂渣2俄斤(旧俄国质量单位,1俄斤=0.41kg),从中提取出微量的钯、铑、锇、铱等金属,并且获得10%的铂。
后来他又请求政府赠送他20俄斤的铂渣,进行了分析研究,在年《喀山大学科学报告》中发表了他的论文——《乌拉尔铂矿残渣和金属钌的化学研究》,其中写道:"……所研究的材料的小量一一不超过6g十分纯净的金属一不允许我继续我的研究,但是我依靠这少量样品即足以认清它的重要的化学性质,并确信它是独立的元素。”
克拉马斯扼要地描述了这一新元素:“用氢气还原氧化物RuO2得到的是浅灰白色、带有金属光泽的碎块。它的外观像铱,可是颜色稍微暗一些。从其他化合物还原的钌是浅灰色粉末状,没有金属光泽。”克拉马斯从铂矿渣中取得新金属钌后,曾将样品寄给贝齐里乌斯,请求指教。贝齐里乌斯认为它是不纯的铱。可是克拉马斯和奥桑不同,没有理睬贝齐里乌斯的意见,继续进行自己的研究,并且将每次制得的样品连同详细的说明逐一寄给贝齐里乌斯。最后事实迫使贝齐里乌斯在年发表文章,承认钌是一个新元素。到了年,门捷列夫修钌和发表他的元素周期系时,就钯P1改为Ru。
作为元素,贵金属在整个自然界中分布很广,在地球上的各种矿物、其他火成岩、沉积岩、变质岩、天然水、各种动物、植物甚至大气中均有数量和丰度不等的贵金属,而且在其他星球的各种陨石里,科学家也发现了贵金属。贵金属与其他元素一样,可以从一种物质形态变化到其他物质形态,在自然界存在互变循环。