Путешествие в Страну элементов

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.

На воздухе осмий постепенно окисляется в четырехокись OsO₄. Четырехокись — наиболее характерное соединение осмия. Она обладает резким запахом, которому металл обязан своим названием (по-гречески «осмо» — «запах»). Четырехокись осмия способна возгоняться в виде почти бесцветных прозрачных игл. Пары ее ядовиты. Интересно, что мелко раздробленный осмий вспыхивает в атмосфере серных паров, как спичка, образуя OsS₂. При комнатной температуре фтор не действует на осмий; реакция протекает только при нагревании. При этом получается смесь фторидов, среди них OsF₈.

Между осмием и платиной находится иридий. Его «благородное происхождение» не подлежит никакому сомнению. Он еще больше, чем его соседи по триаде, устойчив к кислотам. Сплавленный иридий неприступен для «царской водки»; лишь в состоянии тончайшего раздробления он медленно растворяется в ней. Галогены, сера и кислород взаимодействуют с иридием только при температуре красного каления. Соли иридия имеют самую различную окраску, от этой пестроты и происходит название иридия: «ирис» по-гречески — «радуга».

Платина и ее спутники нашли достойное применение своим качествам, особенно для облагораживания сплавов. Международные эталоны метра и килограмма сделаны из сплава платины (90 процентов) и иридия (10 процентов). Иридий, отличающийся необыкновенной твердостью, идет на изготовление электрических контактов для магнето в двигателях внутреннего сгорания, на иридирование поверхностей для придания им прочности и стойкости. Чтобы изготовить кислотоупорную посуду, не боящуюся даже «царской водки», прибегают к услугам родия. В сплавах же с платиной он превосходный катализатор. Не менее важным катализатором служит палладий, дающий возможность вести химические процессы при относительно низких температурах и давлениях. Соли осмия находят применение в минералографии, медицине, для обработки биологических препаратов перед микроскопированием.