Väärismetallid (0)

Paide Ühisgümnaasium
Väärismetallid
Referaat
Koostaja : Henry Luts , 9a
Paide, 2008
Sissejuhatus
Väärismetallid on haruldased metallid, mida peitub maakoores suhteliselt vähe ja millel on kõrge väärtus. Väärismetallide mõiste on läbi teinud pika ajaloolise arengu. Mõnigi nüüdisaja argielu metall (raud, alumiinium ) on kunagi olnud väärismetalli seisuses. Tänapäeval loetakse väärismetallideks kulda, hõbedat, plaatinat, pallaadiumi ja nende sulameid . Keemia seisukohalt on väärismetallid ka vask ja elavhõbe. Väärismetallideks loetakse ka plaatinametalle. Plaatinametallid on plaatina ja 5 sellele keemilistelt omadustelt lähedast metalli. Need metallid on iriidium , osmium , palladium, ruteenium ja roodium . 19. Sajandil oli väga kõrge hinnaga väärismetall alumiinium. See oli isegi kullast kallim. Kuigi seda peitub maakoores üsna palju, on seda sealt väga raske kätte saada. [1]
Kuld .
Kuld on väärismetall nimega aurum, lühendatult Au. Kulla järjekorranumber on 79 ning selle aatommass on 197. Kuld on kollase tooniga, pehme ja raske metall (tihedusega 19 300 kg/m3). Sulab temperatuuril ( 1064 .18 °C). Kuld on ka hea elektrijuht . [2]
Kulda leitakse looduses ehedana , nt. mineraal kvartsi pragudes, terakestena kulda sisaldunud kivimitest tekkinud liivasm, mida leidub enamjaolt jõgedes või teistes veekogudes. Uute kullaleiukohtade avastamine on sageli esile kutsunud nn. kullapalaviku (nt. 1897- 1898 Alaskal). [2]
Looduses esineb kuld väikeste terakeste või kamakatena kivis . Kuld on kuubilise süngoonia mineraal. Polarisatsioonimikroskoobis on ta maakmineraalile tüüpilisena läbipaistmatu. Lõhenevus ja magnetilisus puuduvad. [1]
Kuld on plastiline, see tähendab, et see on kergesti töödeldav, nagu näiteks ka tina, hõbe ja vask. Ehetes kasutatav kollane kuld sulatatakse tavaliselt kokku hõbeda või vasega. Praegu on väga populaarne ka valge kuld. See saavutatakse kulla sulatamisel nikli, pallaadiumi, tsingi ja vasega. Vasega sulatamine annab roosa kulla, hõbeda, vase ja tsingiga sulatamine aga rohelise kulla. Puhas kuld on 24 – karaadine. See on ehete valmistamiseks liiga pehme, seetõttu sulatatakse seda kokku teiste metallidega, et talle tugevust anda. 18-karaadine kuld on kolme neljandiku osas puhas kuld ning juveliirid märgistavad seda kas 18k või 750 numbri kombinisatsiooniga. [3]
Hõbe
Hõbeda ladinakeelne nimetus on argentums, lühendatult Ag. Hõbe on väärismetall, järjekorranumbriga 47. Hõbedal on 2 stabiilset isotoopi, massiarvudega 107 ja 109. Hõbe on tavatingimustes üsna pehme metall, mis peegeldab hästi valgust. Hõbeda tihedus on 10,5 g/cm³ ning selle sulamistemperatuuriks on 960°C. [1]
Hõbe on looduses vähelevinud element, mille pärast see ka väärismetall on. Siiski leidub seda umbes 20 korda rohkem kui kulda. Hõbedat leidub nii puhtalt, kui ka ühenditena (Ag2S, AgCl). Lisandelemendina leidub hõbedat plii-, tsingi- ja vasemaagis. Hõbe on hallikas valge värvusega, pehme metall. Võrreldes teiste vaserühma metallidega on hõbe vasest pehmem, kuid kullast kõvem. Hõbe on parim soojus - ja elektrijuht. Hõbedal on väga hea peegeldusvõime. Peeglite valmistamisel sadestatakse klaasile hõbedakiht. Hõbepeeglikiht rakendatakse ka termostes, vähendamaks soojuskadusid selle kiirgusel. Hõbe on plastiline metal, nagu kuldki, mille tõttu on see hästi töödeldav. [3]
Plaatina
Plaatina on väga haruldane väärismetall. Tänapäeval on plaatina väga nõutud metal, sest sellega raamitakse briljante ja teisi vääriskuve, seda peamiselt oma tugevuse ja vastupidavuse pärast. Juveelitööstus kulutab 40% maailma plaatinatoodangust. Ühe grammi plaatina saamiseks tuleb tihti töödelda vagunitäis maaki. [6]
Plaatina järjekorranumbriks on 78. Plaatina võib esineda kuue isotoobina, millel on massiarvudeks 190, 192, 194, 195, 196 ja 198. Nagu teisigi väärismetalle, leidub ka plaatinat looduses ehedalt ja mineraalidena. Plaatina on hõbedase tooniga. Sellel on kõrge sulamis temperatuur ning see on üsna kõva metall, mistõttu ei teheta sellest ka kuigi palju ehteid , kuigi plaatina ehted on väga omapärase, valge läikega ning 2 korda tugevamad, kui 14 karaadisest kullast ehted. Plaatina ühendeid on teada üle saja. Neist tähtsamad on sperrüliit, kuperiit, bregiit, heversiit. Eheda plaatina mineraalid on ferroplaatina ja polükseen, mis peale raua sisaldavad ka teisi plaatinametalle, vaske ja niklit . Plaatina sulab 1770.0 °C juures, keeb aga 3827.0 °C juures. Plaatina tihedus on 21.45 g/cm3 . [1]
Esmakordselt avastas plaatina don Antonio de Ulloalt, aastal 1735. Plaatina kasutusalad on: katalüsaator lämmastikhappetööstuses ,tiiglid, klaasisulatamisnõud, ehted, hambakroonid, kasvajate ravi. [4]
Plaatina elektronskeem: Pt +78 |2) 8) 18) 32) 17) 1)
Plaatina elektronvalem: 1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p6d10f14 5s2p6d9 6s1
Tabelis: Plaatina füüsikalised omadused ning levimus protsentides. [4]
Plaatinametallid
Plaatinametallid on plaatinale keemilistelt omadustelt sarnased metallid. Need on iriidium, osmium, palladium, ruteenium ja roodium. Kuus plaatinametalli jagunevad kaheks kolmeliikmeliseks triaadiks. Muude erinevuste kõrval eristab neid triaade teineteisest metallide tihedus. Kergeteks plaatinametallideks loetakse Ruteeniumi (Ru), roodiumi (Rh) ja pallaadiumi (Pd). Kui kergete plaatinametallide tihedus on umbes 12 000 kg/m³, siis rasketel plaatinametallidel on see peaaegu kaks korda suurem (umbes 22 000 kg/m³). Rasked plaatinametallid osmium (Os), iriidium (Ir) ja plaatina (Pt) on ainulaadse keemilise püsivusega. [5]
Tavaliselt puudub metallidel igasugune lõhn. Osmium on selle väite puhul erandiks. Osmiumil on nõrk kloori ja küüslaugu lõhn. Osmiumil on metallide hulgas kõige suurem tihedus. See on väga raskesti sulav metall, mistõttu soovitati elektripirnide tootmise algusaastatel kasutada hõõgniidi tegemiseks osmiumit. Osmiumi toodetakse maailmas ligi tuhat korda vähem, kui kulda. Plaatinametallidest on osmium kõige aktiivsem hüdrogeenimiskatalüsaator. [5]
Iriidiumi ja tema sulameid iseloomustavad tugevus, kõvadus, rasksulavus, kulumis-, korrosiooni- ja kuumakindlus. Iriidiumtiigleis sulatatakse laseri monokristalle, tiigel talub isegi fluorkeskkonda. Iriidiumtermopaariga saab mõõta temperatuuri kuni 2300 °C. [5]
Ruteenium on avastatud Poolas J.A. Sniadecki poolt, aastal 1808. Ruteeniumist tehakse tänapäeval auto süüteküünlaid, elektrikontakte, takistustraate, pöörlevaid pihusteid ja juveelitooteid. [4,5]
Pallaadium on kõige enam levinud plaatinametall. Pallaadiumi on maakoores plaatinametallidest kõige rohkem. Pallaadium on suurepärane sepistusmaterjal, mille juures annab hõlpsasti rakendada kõiki juveliirkunsti tehnikaid - kohrutamist, stantsimist, granuleerimist, graveerimist, perforeerimist, filigraani ja muud. Raudmeteoriitides on olukord vastupidine, siin on kõige rohkem plaatinat, millele järgnevad osmium, ruteenium ja iriidium. Pallaadium on meteoriitides sisalduselt eelviimasel kohal, veelgi haruldasem on vaid roodium. Võrreldes kullaga on maakoores pallaadiumi kümme korda rohkem, kuid tema varud jagunevad maailmas väga ebaühtlaselt.[5]
Roodium on väga hea peegeldumis võimega metall. Et roodium läheneb peegeldusvõimelt parimale peeglimetallile hõbedale, kaetakse astronoomiaseadmete peegelpind ja prozektori reflektorid roodiumikihiga. See peegel ei tuhmu ega tumene õhus nii nagu hõbepeegel, mistõttu seadmete optilised omadused ei halvene. Roodium on keemiliselt püsiv ning ei astu reaktsiooni keemiliste ühenditega,olles vastupidav isegi fluori mõjule. [5]
Kokkuvõte
Väärismetallid on haruldased ja väga hinnalised metallid. Väärismetalle on maakoorest väga raske kätte saada, kuid sellegi poolest kaevandatakse neid tööstuse ja juveelide otstarbeks. Väärismetallid on enamjaolt tihedad ja rasked ning ka omapärase välimusega, näiteks läike või tooniga. Neid metalle on tuntud üle maailma juba sajandeid . Muutunud on vaid nende kasutus otstarve.
Kasutatud kirjandus:
Ajakiri „Tehnika ja tootmine“ ...................[5]
http://et.wikipedia.org/ ...............................[1]
http://wapedia.mobi/et/................................[6 ]
http://web.zone.ee/chemistry/......................[4 ]
http://www.miksike.ee/................................[3 ]
http://www.physic.ut.ee/materjalimaailm/...[2 ]
6