Рассказ о самых стойких

Энергией межатомных связей определяется тугоплавкость металлов качество, необычайно важное для современной техники, работающей в условиях высоких температур: головные части ракет, пробивающие плотные слои атмосферы, сопла ракетных двигателей и газовых турбин и т. д. Чем выше температура, тем сильнее раскачивается кристаллическая решетка, и металлы, имеющие, например, гексагональное строение, расширяясь резко неодинаково по различным направлениям, быстро разрушаются. Среди металлов наиболее устойчивой, кубической структуры самые выносливые те, у кого энергично работают электроны с уровня d. Чемпион по тугоплавкости-вольфрам (3380° С), но он не жаростоек. Уже при 700° С вольфрам начинает "потеть", покрывающая изделия прочная пленка его окисла улетучивается.

Поэтому он чемпион лишь в условиях вакуума или в атмосфере инертных газов, а во всех более трудных условиях незаменимы платиноиды.

Долгое время металлы удавалось сопоставить только по их физическим свойствам (плотность, твердость, магнитность и т. д.). Этого недостаточно, чтобы предвидеть их поведение при различных химических процессах. Разработать объективный критерий для сопоставления "силы" металлов, их активности, удалось харьковскому профессору Н. II. Бекетову. В 1865 году он опубликовал i "Исследования над явлением вытеснения одних элементов другими", в которых приведены результаты воздействия водорода на соли различных металлов, что позволило построить "вытеснительный ряд" по скорости и направленности процесса (теперь его называют "электрохимическим рядом напряжении", последовательность в котором определяется величиной энергии, необходимой, чтобы оторвать от атома один электрон). По трудности этого отрыва платина вместе с золотом стоят на самой высокой ступени. Бекетов присудил платине "пальму первенства" как сочетающей в себе химическую стойкость золота, тепло- и электропроводность серебра и превосходящей их по механической прочности и жаростойкости.

Познание строения вещества несколько прояснило причины "магического" воздействия катализаторов. Установлено, что для них типична разнообразная конфигурация кристаллов, ступенчатость их строения, расположение атомов не только на плоских гранях, но и на ребрах, где они окружены меньшим числом соседей и способны взаимодействовать особенно энергично. Как показали специальные исследования, у платины, например, активность атомов, расположенных на ребрах, в 60 раз выше, чем у тех, что находятся на гранях.

Благодаря высокой энергии поверхностных электронов, катализаторы при соприкосновении с другими веществами вступают в мгновенные взаимодействия, разрывают их молекулы и тут же восстанавливают свой состав (такие взаимодействия называют промежуточными).

Каталитические свойства наиболее ярко проявлены у d-элементов; среди них платина резко выделяется широтой энергетического спектра атомов и разнообразием их позиций, что и определяет се замечательную активность при самых разнообразных процессах.

У многих других катализаторов, в том числе и у платиноидов, эти качества проявлены более узко, что и обусловливает избирательность их каталитического воздействия.

Далеко еще не все особенности платиноидов получили свое объяснение, в их числе феноменальная способность рутения и палладия сорбировать водород (до 1500 кубических сантиметров его в одном кубическом сантиметре), но в целом успехи в познании платиновых металлов очень велики и значительно расширили возможности рационального их использования.

В НАШИ ДНИ

Платиновые металлы существуют теперь, можно сказать, в трех ипостасях: они - сокровища (по мнению людей дальновидных, более надежные, чем золото!), они-труженики (незаменимые во многих областях техники!) и они "стратегический резерв" (всевозрастающий!) .

Поэтому их бережно хранят, неохотно расходуют и публикуемые о них сведения неполны и нередко противоречивы.

Мировое потребление платиновых металлов, например, за 1975 год канадские и английские горные журналы оценивают в 150-200 тонн (из них около 30 тонн получено за счет вторичной переработки изделий, а остальное из недр). Как доказательство надежности этих цифр, а также для характеристики "кто есть кто" на современном платиновом рынке, в этих журналах приведены данные международных аукционов. Всего было куплено в 1975 году (в тоннах): 175, в том числе платины-105, палладия-51, остальных платиноидов-17. Больше всех купила Япония-64,1, за ней следуют США-51,6, ФРГ-22,2, Швейцария-11,2, Нидерланды-8,3, Франция-7,5, Великобритания - 6, прочие страны - около 2.

Среди продавцов на капиталистическом рынке господствует ЮАР-до 100 тонн в год, за ней следует Канада-до 15 тонн в год, а все остальные (США, Колумбия, Перу и другие) - всего сотни килограммов.