Используя Интернет, страница 149 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Тестовые задания. Параграф 32. Железо, никель, платина. Глава VI. Металлы - страница 149.

Условие.

Используя дополнительную литературу и Интернет, подготовьте электронную презентацию о свойствах и применении платины или никеля.

Решение 2.

Свойства платины

Платина (лат. Platinum, химический символ Pt) — элемент 10-й группы, 6-го периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 78. Это благородный металл серебристо-белого цвета, отличающийся высокой плотностью, тугоплавкостью и химической стойкостью.

Физические свойства:

• Внешний вид: Блестящий, ковкий и пластичный металл серебристо-белого цвета.

• Плотность: Одна из самых высоких среди всех металлов. При комнатной температуре плотность составляет $ \rho = 21,45 \text{ г/см}^3 $.

• Температура плавления: Очень высокая, $ T_{пл} = 1768,3 \text{ °C} $ (или $ 2041,4 \text{ K} $).

• Температура кипения: Крайне высокая, $ T_{кип} = 3825 \text{ °C} $ (или $ 4098 \text{ K} $).

• Твердость: По шкале Мооса 4–4,5. Платина тверже золота, но уступает иридию и осмию.

• Электросопротивление: Удельное электрическое сопротивление при $20 \text{ °C}$ составляет $0,105 \text{ Ом} \cdot \text{мм}^2/\text{м}$.

• Термическое расширение: Обладает низким коэффициентом теплового расширения, $ \alpha = 8,8 \cdot 10^{-6} \text{ K}^{-1} $.

Химические свойства:

• Химическая инертность: Платина является одним из самых инертных металлов. Она не окисляется на воздухе даже при сильном нагревании и устойчива к воздействию большинства кислот и щелочей.

• Взаимодействие с реагентами: Не растворяется в кислотах, за исключением «царской водки» (смесь концентрированных азотной и соляной кислот), в которой она медленно растворяется с образованием гексахлороплатиновой кислоты ($H_2[PtCl_6]$). Реакция протекает по уравнению: $Pt + 4HNO_3 + 6HCl \rightarrow H_2[PtCl_6] + 4NO_2 \uparrow + 4H_2O$. Реагирует с галогенами при нагревании.

• Каталитическая активность: Является исключительно эффективным катализатором для многих химических реакций, например, гидрирования и окисления. Это свойство широко используется в промышленности.

• Степени окисления: Наиболее характерные степени окисления платины в соединениях — +2 и +4.

Применение платины

Благодаря своим уникальным свойствам платина находит широкое применение в различных отраслях промышленности, науки и в быту.

• Катализаторы: Это основная область применения платины (около 40% потребления).
– Автомобильные каталитические нейтрализаторы: для очистки выхлопных газов от угарного газа (CO), оксидов азота (NOx) и несгоревших углеводородов.
– Химическая промышленность: как катализатор в процессе Оствальда для производства азотной кислоты, при производстве серной кислоты, силиконов и других органических соединений.
– Нефтепереработка: в процессах каталитического риформинга для получения высокооктанового бензина и ароматических углеводородов.

• Ювелирное дело: Платина — популярный материал для изготовления элитных ювелирных изделий. Её ценят за красоту, прочность, стойкость к износу и гипоаллергенность. Обычно используется в виде сплавов (например, с иридием, палладием или кобальтом) для повышения твердости.

• Медицина:
– Противораковые препараты: соединения платины, такие как цисплатин ($cis-[Pt(NH_3)_2Cl_2]$) и карбоплатин, являются основой для многих химиотерапевтических лекарств.
– Медицинское оборудование: из платины изготавливают хирургические инструменты, электроды для кардиостимуляторов, катетеры и другие имплантируемые устройства благодаря её биосовместимости и коррозионной стойкости.

• Электроника и электротехника:
– Электрические контакты: износостойкие и не подверженные коррозии контакты для ответственного оборудования.
– Термометры сопротивления и термопары: платино-родиевые термопары используются для точного измерения высоких температур (до $1600 \text{ °C}$).
– Жесткие диски: тонкий слой платинового сплава используется в магнитных слоях для увеличения плотности записи данных.

• Прочие области применения:
– Лабораторное оборудование: тигли, чашки, электроды из платины незаменимы в химических лабораториях из-за химической инертности и тугоплавкости.
– Стекольная промышленность: фильеры (специальные формы) для производства стекловолокна изготавливаются из платиновых сплавов.
– Инвестиции и сбережения: платина, как и золото, является объектом инвестирования. Банки продают инвестиционные монеты и слитки из платины.

Ответ:

Выше представлен развернутый материал о свойствах и применении платины, который можно использовать для подготовки электронной презентации.