Zastosowania metali szlachetnych

Grupy pierwiastków w układzie okresowym pierwiastków zyskały przydomki na podstawie wspólnych cech. Na przykład ostatnia grupa, Grupa VIII, została nazwana gazami szlachetnymi, ponieważ niełatwo łączyły się z innymi pierwiastkami, jak szlachta odmawiająca mieszania się z nieszlachetnymi. W podobnym toku myślenia metale szlachetne zyskały swój przydomek, odpierając atak ciepła i tlenu.

Metale szlachetne to srebro, złoto, platyna, rod, iryd, pallad, ruten i osm. Niektóre listy zawierają również ren. Do metali szlachetnych należą te metale, które są odporne na utlenianie, nawet po podgrzaniu. Utlenianie oznacza łączenie z tlenem. Innymi słowy, metale te są odporne na rdzę. Stosunkowo obojętny charakter metali szlachetnych sprawia, że ​​są one szczególnie przydatne w wielu zastosowaniach.

Metale szlachetne są podzbiorem metali szlachetnych. Podczas gdy w biżuterii można znaleźć złoto, srebro, platynę, iryd, pallad i czasami rod, najczęściej stosowanymi metalami szlachetnymi są złoto, srebro i platyna. Złoto i srebro, wraz z miedzią, są również nazywane metalami monetarnymi lub walutowymi ze względu na ich zastosowanie w produkcji monet.

Poza odpornością na ciepło i utlenianie, złoto jest plastyczne (można je spłaszczyć w arkusze) i ciągliwe (może zostać wciągnięte w drut). Te właściwości sprawiają, że złoto jest bardzo przydatne w elektronice, zwłaszcza w mikroelektronice, jako styki, przewody, a czasem przewody. Złoto jest również odporne na bakterie, co wyjaśnia stosowanie stopów złota w stomatologii. Jednak wysoka cena złota ogranicza użycie złota głównie do przechowywania bogactwa oraz wytwarzania monet i biżuterii.

Srebro jest również plastyczne i ciągliwe, ale nie tak bardzo jak złoto. Podobnie jak złoto, srebro jest używane do biżuterii i monet, ale srebro matowieje (utlenia się) bardziej niż złoto. Srebro jest również tańsze niż złoto. Pomimo tych ograniczeń, a może właśnie ze względu na te cechy, srebro ma więcej zastosowań komercyjnych niż złoto. Jeden z rodzajów stopów dentystycznych stosowanych od dziesięcioleci składa się ze srebra, miedzi, cynku i innych metali połączonych płynną rtęcią. Srebrne sztućce kiedyś były faktycznie wykonane ze srebra, ale nowoczesne sztućce znacznie częściej są posrebrzane, gdzie cienka warstwa srebra pokrywa tańsze metale.

Srebro znacznie łatwiej rozpuszcza się w kwasach niż złoto. Srebro reaguje z kwasem azotowym, tworząc azotan srebra, który działa jak silny środek antyseptyczny, stosowany nawet w postaci kropli do oczu noworodka, aby zapobiec możliwym infekcjom z kanału rodnego. Dodatkowe reakcje tworzą związki srebra używane do platerowania srebra, wywoływania fotografii, „srebrzenia” spodów luster oraz wytwarzania światłoczułych katod i katod baterii alkalicznych.

Kolor i trwałość platyny sprawiają, że jest to atrakcyjny wybór na biżuterię. Platyna jest czasami stapiana ze złotem, aby uzyskać „białe złoto”, które jest używane w pracy dentystycznej, a także w biżuterii. Twardość platyny i odporność na reakcje z innymi materiałami sprawia, że ​​platyna jest przydatna w produkcji urządzeń chemicznych, takich jak tygle i parownice. Platyna powszechnie służy jako katalizator (substancja chemiczna, która wyzwala, ale nie bierze udziału w reakcji) w przemyśle petrochemicznym oraz w produkcji kwasu siarkowego oraz ogniw paliwowych i katalitycznych konwertery. Platyna, pomimo swojej ceny i rzadkości, jest stosowana jako powłoka stożków pocisków i dysz paliwowych silników odrzutowych. Platynę stosuje się również do przewodów termopar, styków elektrycznych, aparatury odpornej na korozję oraz platynowych termometrów oporowych do pieców z kontrolowaną temperaturą. Nawet zwykłe przedmioty, takie jak świece zapłonowe, zapalniczki i podgrzewacze do rąk, mogą zawierać niewielką ilość platyny. Niektóre metody leczenia raka wykorzystują platynę.

Sześć pierwiastków przejściowych w grupie VIII układu okresowego jest znanych pod wspólną nazwą metali platynowych (ruten, rod, pallad, osm, iryd i platyna). Podobne właściwości tych metali oznaczają, że mają one podobne zastosowanie. Podobnie jak platyna, rod, iryd i pallad są używane do biżuterii, choć nie tak często.

Pallad można również znaleźć w samochodowych układach emisyjnych, elektronice i ogniwach paliwowych. Ruten jest stosowany jako katalizator i stop do utwardzania platyny i palladu. Rod jest stosowany w systemach mammograficznych, lotniczych świecach zapłonowych i piórach wiecznych. Osm, najcięższy z naturalnie występujących pierwiastków, pojawia się w implantach chirurgicznych, stykach elektrycznych i końcówkach piór wiecznych.

Iryd może być przez niektórych najlepiej znany jako pierwiastek wyznaczający granicę K-T (kredowo-trzeciorzędowa). Ta warstwa irydu sugeruje, że bardzo duży meteor mógł uczestniczyć w wyginięciu około 80 procent ziemskich zwierząt gatunków pod koniec mezozoiku, ponieważ asteroidy i meteoryty zawierają znacznie wyższy procent irydu niż na Ziemi Skorupa. Iryd można również znaleźć w teleskopach rentgenowskich, sprzęcie do produkcji włókna sztucznego, rurach głębinowych oraz jako kryształy w układach pamięci komputera.

Niewielkie ilości renu, ostatniego odkrytego pierwiastka występującego w naturze, łączy się z niklem w silnikach odrzutowych. Izotopy renu są stosowane w leczeniu raka wątroby.