Драгоценные металлы. Сплавы и добыча

Ионы водорода при диссоциации могут отщепляться от молекулы постепенно. Группы атомов (вместе с водородом), облающие зарядом, составляют так называемые кислотные остатки. Например, фосфорная кислота образует три кислотных остатка и относится к трехосновным кислотам.

Серная кислота и угольная H₂CO₃– к двухосновным; азотная HNO₃, соляная HCI и уксусная СH₃COOH – к одноосновным.

Характеристики важнейших кислот. Азотная кислота HNO₃ образуется при окислении аммиака кислородом воздуха в присутствии катализаторов (сплавы на основе платины). Чистая азотная кислота – бесцветная жидкость. Плотность 1522 кг/м³, температура кипения 84°C. При температуре минус 42°C застывает в прозрачную кристаллическую массу.

На воздухе, подобно концентрированной соляной кислоте, "дымит", так как пары ее образуют с влагой воздуха мелкие капельки тумана.

Азотная кислота принадлежит к числу наиболее сильных кислот. Взаимодействует почти со всеми металлами, за исключением золота, платины, тантала, родия, иридия.

Характерным свойством азотной кислоты является ее сильная окислительная способность. Многие неметаллы ею легко окисляются, превращаясь в соответствующие кислоты.

Сера при кипячении с азотной кислотой постепенно окисляется в серную кислоту, фосфор – в фосфорную. Нагретые древесные опилки воспламеняются от капли дымящей азотной кислоты.

Органические вещества разрушаются с окрашиванием в желтый цвет. При взаимодействии разбавленной азотной кислоты с железом и цинком, а также другими активными металлами, образуется диоксид азота NO₂, которая улетучивается в виде красно-коричневого ядовитого газа.

Концентрированная азотная кислота пассивирует некоторые металлы. Так, железо, легко растворяющееся в разбавленной азотной кислоте, не растворяется в холодной концентрированной. Аналогичное действие эта кислота оказывает на хром и алюминий, которые под действием азотной кислоты переходят в пассивное состояние.

Азотная кислота в основном применяется для приготовления пробирных реактивов и "царской водки" (смесь одного объема азотной кислоты и трех-четырех объемов концентрированной соляной кислоты). Травление примесей драгоценных металлов (за исключением серебра). Для получения азотных удобрений, взрывчатых веществ, органических красителей, кинопленки, целлюлозных лаков и т.д.

Соляная кислота HCI образуется при растворении хлористого водорода в воде. Бесцветная жидкость с резким запахом, на воздухе "дымит".

Максимальная концентрация соляной кислоты около 36 процентов, плотность 1190 кг/м³. Для технических целей чаще всего применяется разбавленная соляная кислота (20 – 27,5 процента).

Хорошо растворяется в воде и подобно другим сильным кислотам энергично взаимодействует с металлами и оксидами металлов, является одним из важнейших продуктов химической промышленности.

Соляная кислота применяется в различных отраслях производств, медицине, сельском хозяйстве, в гальванопластике, при паянии, лужении. При паянии и лужении она очищает поверхность металлов перед их обработкой.

Серная кислота H₂SO₄является сильной двухосновной кислотой. Безводная серная кислота представляет собой бесцветную маслянистую жидкость с высокой плотностью 1840 кг/м³, температура кипения 338°С. При температуре 10,45°С застывает в кристаллическую массу.

С водой и серным ангидридом SO₃ смешивается в любых соотношениях. Однако смешивать концентрированную серную кислоту с водой нужно очень осторожно, вливая ее в воду небольшими порциями или тонкой струйкой. Растворяют серную кислоту в воде только в термостойкой посуде.

Серная кислота очень гигроскопична и поэтому применяется для осушения газов. Способность поглощать воду объясняется и обугливание многих органических веществ под действием кислоты.

Концентрированная серная кислота в подогретом состоянии растворяет все металлы, кроме золота, платины и некоторых металлов платиновой группы.

В ювелирном деле применяют серную кислоту для травления, определения пробы серебра, как компонент кислых ванн при меднении.

Серная кислота служит для получения многих других кислот, применяется в большом количестве в органическом синтезе, при производстве взрывчатых веществ, для очистки керосина, нефтяных масел и продуктов коксохимической промышленности, при изготовлении красок и т.д.

Ортофосфорная кислота H₃PO₄ – слабая неорганическая кислота; бесцветные прозрачные кристаллы, плавящие при 315,35 К.

Плотность 1800 кг/м³. Хорошо растворяется в воде.

Получают ее в лабораториях методом окисления фосфора 30-процентной азотной кислотой; в промышленности – экстракционными и термическими методами.

В основе экстракционного метода лежит обработка природных фосфатов серной кислотой. Образующуюся при этом фосфорную кислоту отфильтровывают от сульфата кальция и концентрируют выпариванием.

Термический метод состоит в восстановлении природных фосфатов до свободного фосфора с последующим его сжиганием и растворением образующегося фосфорного ангидрида в воде.

Полученная фосфорная кислота отличается более высокой чистотой и концентрацией.