|
Nemesfém (kémia) A nemesfémek olyan fémek, amelyek – a nem nemes fémek többségével ellentétben – ellenállnak a korróziónak és a nedves levegő oxidáló hatásának. A nemesfémek ára – többnyire a földkéregbeli ritka előfordulásuk következtében – jellemzően magas. A nemesfémek közé az alábbi elemeket szokás sorolni (növekvő rendszám szerint): ruténium, ródium, palládium, ezüst, ozmium, irídium, platina és arany.[1] Más források a higanyt[2][3][4] sőt még a réniumot[5] is a nemesfémek közé sorolják. Ugyanakkor a titánt, nióbiumot és a tantált nem tekintik nemesfémek, noha ezek az elemek is nagyon ellenállóak a korrózióval szemben. A nemesfémek nem keverendők össze a „drágafémekkel” (angolul precious metal) BevezetésA palládium, platina, arany és higany királyvízben – sósav és salétromsav tömény elegyében – oldódik, az irídium és ezüst azonban nem. (Az ezüst ugyanakkor salétromsavban oldódik.) A ruténium királyvízben csak oxigén jelenlétében oldódik, a ródium pedig csak finoman elporított állapotban reagál. A nióbium és tantál a savaknak – még a királyvíznek is – ellenáll.[6] A nemesfémek „nemessége” relatív jelző is lehet: a fémek „jellemerősségi sora” a fémek (vagy más elektromosan vezető anyagok, ideértve a kompozitokat és félfémeket is) olyan rangsora, mely a „nemestől” az „aktívig” tart, és melynek segítségével a tervezők számára lehetővé válik, hogy ránézésre meg tudják mondani, hogy az adott sor felállításához tartozó körülmények között hogyan fognak egymásra hatni az anyagok. A szónak ebben az értelmében a grafit az ezüstnél nemesebb, és számos anyag egymáshoz képest mért nemessége erősen függ a körülményektől, így például az alumínium és a rozsdamentes acél esetén a pH-tól.[7]- A nemesfémek fizikai definíciója még szigorúbb. Eszerint az elektronszerkezet d sávjainak betöltöttnek kell lenniük. Ezt figyelembe véve csak a réz, ezüst és az arany nemesfémek, mivel ezen elemekre teljesül, hogy minden d-szerű sávjuk teljesen betöltött, és energiájuk nem haladja meg a Fermi-szintet.[8] A platina két d-sávja a Fermi-szint fölötti, ami a kémiai tulajdonságokat is megváltoztatja: ezt a fémet katalizátorként alkalmazzák. A reakciókészségbeli eltérés jól érzékelhető, amikor tiszta fémfelületet állítanak elő ultra nagy vákuumban: a fizikai értelmezés szerinti nemesfémeket (például az aranyat) könnyű megtisztítani és hosszú ideig tisztán tartani, míg például a palládiumot vagy platinát gyorsan szén-monoxid borítja be.[9] ElektrokémiaA fémes elemek – köztük számos nem nemesfém – kémiai „nemességük” szerint rendezett listája (a nemesfémek félkövérrel vannak kiemelve): [10]
A csoport és periódus oszlopok a fém periódusos rendszerben elfoglalt helyét, azaz tulajdonképpen az elektronkonfigurációt adja meg. Végül a potenciál oszlopban az elemnek a standard hidrogén elektróddal szemben mért elektromos potenciálja szerepel. A táblázatban nem szereplő elemek vagy nem fémek, vagy negatív a standard potenciáljuk. Az antimont a félfémek közé soroljuk, így tehát nem lehet nemesfém. A vegyészek és kohászok a rezet és bizmutot sem sorolják a nemesfémek közé, mivel az alábbi – nedves levegőn lehetséges – reakcióban könnyen oxidálódnak: O2 + 2 H2O + 4 e− ⇄ 4 OH−(aq) + 0,40 V Az ezüst felületén kialakuló fekete bevonat a hidrogén-szulfiddal végbemenő reakció eredménye. Kémiailag a patinát a nedves levegő oxigénjének támadása, majd az ezt követő, a CO2-dal történő reakció okozza.[6] Ugyanakkor a rénium bevonatú tükrök egyes források szerint rendkívül tartósak,[6] annak ellenére, hogy más források szerint a rénium és a technécium nedves levegőn lassan fényét veszti.[12]
Fordítás
Jegyzetek
Források
Külső hivatkozások
|
