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1.6 貴金屬在酸性氯化物介質中的主要存在形式

貴金屬在酸性氯化物介質中的主要存在形式匯總于表1-12中。

表1-12 貴金屬在酸性氯化物介質中的主要存在形式

從表1-12可知,金、鈀、鉑可生成穩定的氯配合物,而銠、銥、鋨、釕的氯配合物除呈不同價態外,可隨酸度、氯離子濃度、溫度、放置時間、氧化還原電位的變化發生水合、羥合、水合離子的酸式離解,呈順、反或多核結構。這些配合物的性質與其分離、精煉工藝有著密切的關系。

重鉑族金屬(Os、Ir、Pt)比對應的輕鉑族金屬(Ru、Rh、Pd)的相同價態的化合物或配合物的熱力學穩定性強,動力學惰性大。即鋨(Ⅳ)>釕(Ⅳ),銥(Ⅳ)>銠(Ⅳ)。例如,OsO4比RuO4穩定,[OsCl62-比[RuCl62-穩定,后者易被還原為低價。[IrCl62-比[RhCl62-穩定,前者能穩定存在于酸性溶液中,而后者只有在氧化電勢大于1.8V的強氧化條件下才能存在,且易被還原為三價。[IrCl63-比[RhCl63-穩定,后者可用電負性金屬(如Zn、Mg、Fe、Al等)直接從溶液中被還原為金屬,前者卻較難。[PtCl62-比[PdCl62-穩定,后者在溶液中煮沸即自動還原為[PdCl42-,前者卻不能,[PdCl42-比[PtCl42-穩定,它們被還原為金屬的速度后者比前者快。此外,在水解及水合反應中鉑族金屬的惰性也表現為上述規律。

這種氧化態對穩定性的影響是由各元素原子電子層結構決定的。一般具有d電子層的元素原子,其化合物或配合物穩定性的順序是:d8<d5<d4<d3<d6。重過渡元素的d6電子層最穩定,因此銠(Ⅲ)、銥(Ⅲ)以d6電子成鍵的配合物最穩定;而d8電子層最不穩定,以d8電子成鍵的配合物如鈀(Ⅳ)、鉑(Ⅱ)的配合物不穩定;d5電子層相對不穩定,因此銥(Ⅳ)(d5)還原為銥(Ⅲ)(d6)的反應較易進行,且很快,而鉑(Ⅳ)(d6)還原為鉑(Ⅱ)(d8)的反應卻進行得很慢。

按照上述規律排列貴金屬氯配合物分離的難易次序為:[AuCl4->[PdCl42->([PtCl42-、[PdCl62-、[PtCl62-、[IrCl62-)>[RhCl63->[IrCl63-。此規律與貴金屬氯配合物的反應活性順序相同,該規律是制定貴金屬分離工藝所必須遵循的原則,即先分離金,后分離鈀、鉑、銥,難提取的銠留在最后。

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