8. Металлы VIII группы

К VIII группе металлов принадлежат металлы группы железа (железо, кобальт и никель), легкие платиновые металлы (рутений, родий и палладий) и тяжелые платиновые металлы (осьмий, иридий и платина).

Железо - серебристо-блестящий, ковкий, не очень твердый металл, с температурой плавления 1530°С. В сухой воздушной среде устойчив, во влажной быстро ржавеет. Легко растворяется в кислотах и сплавляется почти со всеми металлами. Технически самый важный металл. Во всем мире железа производится в 16 раз больше, чем прочих металлов вместе взятых. Производство железа ведется следующим способом: сначала в доменной печи производится сырое железо (чугун, хрупкий, нековкий), а из него, так наз. фришеванием, различные сорта ковкой стали. Ковкость стали обусловлена тем, что в ней содержится менее 1,7% углерода, чугун же содержит его 7%.

Наиболее известные железные руды: магнитный железняк, Fe₃O₄ (45 - 70% Fe), красный железняк (гематит), Fe₂O₃ (40 - 65% Fe), бурый железняк (лимонит), Fe(OH)₃ (28 - 45% Fe), шпатовый железняк, FeCO₃ (сидерит), (25 - 40% Fe), шамозит, силикат железа и алюминия (30% Fe) и нучицкая руда (смесь шамозита и шпатового железняка; Нучице - месторождение этой руды в Чехии).

Железо дает соединения двух видов: железистые (Fe²⁺, ferro-) и железные (Fe³⁺, ferri-). Железистые соединения неустойчивы и легко окисляются в устойчивые железные. Сульфат железа, FeSO₄ * 7 Н₂O, железный купорос, производится путем растворения железа в серной кислоте. Это растворимые зеленые кристаллы, применяются они в красильной промышленности, для очистки воды, вместо сульфата алюминия, и в кожевенной промышленности. Вместе с сульфатом алюминия образуют двойную соль, соль Мора (NH₄)₂Fe(SO₄)₂ * 6 Н₂O, которая применяется подобным же образом. Карбонат железа, FeCO₃, под действием СO₂ из воздуха попадает в природные воды в виде кислого карбоната железа, Fe(HCO₃)₂, который потом на воздухе переходит в ржавую гидроокись железа, Fe(OH)₃ (основа ржавчины). Она является причиной ржавой окраски железистых вод. Фосфаты железа образуются при так наз. атраментировании поверхности железных предметов под действием фосфорной кислоты; предохраняет железо от ржавления. Окись трехвалентного железа, Fe₂O₃, вместе с Fe(OH)₃ придает окраску натуральной глине (охра). Этой окисью окрашивается в красный цвет и обожженный кирпич. В виде огарков колчедана она используется как минеральная краска. В очень тонко размученном виде она известна как английский красный крокус для полировки металлов и оптических стекол. Сульфат железа, Fe₂(SO₄)₃, производится путем окисления железного купороса азотной кислотой. Вместе с K₂SO₄ образует железные квасцы, KFe(SO₄)₂ * 12 Н₂O. Обе соли применяются в красильной и кожевенной промышленностях. Хлорид железа, FeCl₃, - желтая растворимая кристаллическая масса. Применяется в красильной промышленности, в репродукционной технике для травления и в медицине. Пентакарбонил железа, Fe(CO)₅, - жидкость желтоватого оттенка. Образуется действием СО на тонко распыленное железо, под давлением и при повышенной температуре. Ферроцианид калия, K₄Fe(CN)₆, желтая кровяная соль - желтые кристаллы. Производится из очистительной массы газовых заводов и применяется для производства берлинской лазури, в красильной промышленности и при цементировании стали. Под действием HNO₃ переходит в нитропруссид (служит для определения соединений серы). Феррицианид калия, K₃Fe(CN)₆, красная кровяная соль. Это - красные кристаллы цвета граната. Применяется в красильной промышленности и в фотографии. Ферроцианид железа, Fe₄[Fe(CN)₆]₃, производится методом осаждения ферроцианида солями трехвалентного железа, в виде берлинской лазури.

Кобальт - серый металл с красноватым отливом, очень блестящий, с температурой плавления 1490°С. В природе встречается только в соединениях, напр. кобальтовый блескCoAsS (кобальтин). Кобальт - ценная присадка к быстрорежущим и магнитным сталям, а также сырье для производства твердых сплавов, применяемых для наварки острия станочных резцов. Из соединений кобальта известен кобальтокалиевый силикат, применяемый как минеральная краска - синька. Производится путем плавки обожженных кобальтовых руд с песком и поташом. Полученное синее стекло размалывается и плавится. Применяется для росписи фарфора, для эмалей, для синьки белья и как минеральная краска (прибавляется в известь).

Никель - серебристо-блестящий металл, с температурой плавления 1450°С. Очень тягуч, вязок и при нормальной температуре на воздухе весьма устойчив. Поэтому часто применяется для производства столовых приборов, медицинских аппаратов, кухонной посуды, пластин для аккумуляторов Эдиссона и для гальванической никелировки железных предметов. Порошковый никель, изготовленный особым способом, является катализатором при застывании растительных масел. Сталь с присадкой Ni приобретает стойкость, огнеупорность и при нагревании мало расширяется. Из сплавов никеля важнейшие: мельхиор (pakfong), иначе никелевая латунь, китайское серебро Сu + Zn + Ni, применяемое для изготовления предметов украшения; затем платинит, т. е. сплав никеля, служащий для подводящих ток проволочек электрических ламп (расширяемость его одинакова с расширяемостью стекла); константан  Сu + Ni, применяемый для сопротивлений контрольно-измерительных приборов, и никелин (Сu + Ni) и нихром (Ni + Сr + Fe), служащий для производства нагревательных спиралей. Хромоникелиевая сталь используется в случаях исключительной нагрузки (в конструкциях самолетов). Из соединений никеля самое известное сернокислый никель, NiSO₄ * 7 H₂O (никелиевый купорос). Это - зеленые кристаллы. Используется вместе с сернокислым аммонием как никелирующая соль при никелировке.

Рутений - белый металл, с температурой плавления 2450°С. Распространен в сибирских платиновых рудах; название его происходит от прежнего латинского названия России - Ruthenia. Четырехокись рутения, RuО₄, при перегреве разлагается со взрывом. Родий - белый металл, с температурой плавления 1970°С. Сплав Pt + Rh - основа электротермических элементов. Палладий - белый металл, с температурой плавления 1555°С. Тонко распыленный является активным катализатором. Осмий - серебристо-блестящий металл, с температурой плавления 2700°С и удельным весом 22,5 (самое тяжелое из известных на земном шаре веществ). Сплав Os + Ir применяется для кончиков авторучек. Иридий - белый металл, с температурой плавления 2350°С. Применяется для производства антикатодов рентгеновских ламп. Из сплава Pt + Ir изготовлены прототипы нормального метра и килограмма.

Платина - серебристо-блестящий металл, с температурой плавления 1773°С. На воздухе вполне устойчив. Наряду с металлической платиной известна также губчатая платина (серая пористая масса) и платина платинированная (покрытая черным порошком). Обе разновидности платины обладают способностью поглощать в 100 раз больший объем некоторых газов. На этом основано применение их как активных катализаторов. Из платины делаются не только ювелирные изделия, но также химические принадлежности, как напр. чашки, проволоки, электроды для электрохимических целей и составные части электрических пирометров. Из ее соединений самое известное платино-синеродистый барий, BaPt(CN)₄ * 4 Н₂О, желтая соль, служащая для покрытия экранов, на которых отражаются рентгеновские теневые изображения.