Metall noble
Els metalls nobles són un grup de metalls caracteritzats per ser molt inerts químicament, és a dir, que no reaccionen químicament (o reaccionen molt poc) en contacte amb altres composts químics, cosa que els converteix en metalls molt interessants per a moltes finalitats tecnològiques i mèdiques, o per a la joieria on també són anomenats metalls preciosos.[1] Els mertalls nobles apareixen en la natura en forma elemental, és a dir, són "elements natius" els metalls del grup del platí, el coure, l'argent i l'or són metalls que es troben en forma relativament pura.[1][2]
Els més coneguts són l'or, la plata i el platí, però també formen part els del grup del platí: ruteni, osmi, rodi, iridi i pal·ladi, així com el copernici.[3]
Propietats[modifica]
L'escassa reactivitat els fa resistents a la corrosió i l'oxidació, cosa que els proporciona aparença d'inalterabilitat, raó per la qual se'ls denomina amb l'apel·latiu de "nobles".[3]
- Resistència a l'oxidació: És la característica principal d'un metall noble. No obstant, alguns d'ells poden formar òxids com en el cas de la plata s'embruta i el coure. Els òxids de metalls nobles es descomponen fàcilment exposats al calor. Els metalls nobles resisteixen l'oxidació en l'aire humit i l'aigua calenta.
- Resistència a la corrosió: Resisteixen l'atac d'àcids i altres productes químics, malgrat tot, el nivell de resistència és variable en cadascun, com és el cas del pal·ladi i l'argent que són solubles en l'àcid nítric, mentre que el platí i l'or resisteixen els àcids llevat de l'aigua regia. Altres metalls que també resisteixen la corrosió no són considerats metalls nobles, com el titani, el niobi i el tàntal.
- Alta conductivitat elèctrica: En general, els metalls són tots bons conductors de calor i d'electricitat i són triats preferentment com a conductors per als elèctrodes, contactes i cables elèctrics.
- Activitat catalítica: Les subcel·les reblertes parcialment de metalls nobles (química) els fan excel·lents catalitzadors.[4]
- Afinitat electrònica: Tenen alts valors d'afinitat electrònica.
- Siderofília: Són sideròfils (“amants del ferro”). Es dissolen fàcilment en ferro fos o en solucions de ferro.[5]
| propietat | Argent (Ag) | Or (Au) | Ruteni (Ru) | Rodi (Rh) | Pal·ladi (Pd) | Osmi (Os) | Iridi (Ir) | Platí (Pt) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| nombre atòmic | 47 | 79 | 44 | 45 | 46 | 76 | 77 | 78 |
| pes atòmic | 107,9 | 196,9 | 101,1 | 102,9 | 106,4 | 190,2 | 192,2 | 195,1 |
| estructura cristal·liina (RTS) | fcc | fcc | hcp | fcc | fcc | hcp | fcc | fcc |
| densitat (Kg/m3) | 10.490 | 19.320 | 12.450 | 12.410 | 12.020 | 22.610 | 22.650 | 21.450 |
| punt de fusió (K) | 1.234 | 1.337,6 | 2.523 | 2.236 | 1.825 | 3.300 | 2.716 | 2.045 |
| punt d'ebullició (K) | 2.438 | 3.130 | 4.423 | 3.970 | 3.237 | 5.285 | 4.701 | 4.100 |
| resistivitat elèctrica (Ω cm) x10-6 | 1,59 | 2,06 | 6,80 | 4,33 | 9,93 | 8,12 | 4,71 | 9,85 |
| conductivitat tèrmica (W·m-1·K-1) | 419 | 311 | 105 | 150 | 76 | 87 | 148 | 73 |
En determinats camps d'estudi científic i per a aplicacions més especialitzades, els elements considerats com a metalls nobles és més restringit i en física només se'n consideren tres: el coure, la plata i l'or. En odontologia, la plata no sempre es considera un metall noble, ja que s'exposa a la corrosió. En química, el terme metall noble sovint s'aplica més àmpliament a tots els elements metàl·lics o semimetàl·lics que no reaccionen amb un àcid lleuger ni desprenen gasos en el procés, com seria el cas dels metalls: coure, mercuri, tecneci, reni, arsènic, antimoni, bismut i poloni, a més a més de l'or, els sis metalls del grup del platí i l'argent.[7][8][9]
Usos[modifica]
Generalment, els metalls nobles s'usen en joieria, monedes, aplicacions elèctriques, recobriments protectors i també com a catalitzadors, depenent de les propietats de cadascun. Són metalls cars i són considerats com a "nobles" pel seu alt valor.
El platí, l'or, la plata i el pal·ladi són refinats i formatats en lingots i s'usen pera fer monedes i joies. Aquests mateixos metalls també s'utilitzen en medicina, especialment l'argent, que té propietats antibacterianes. Per ser excel·lents conductors, es poden utilitzar per a la fabricació de contactes i elèctrodes. El platí és un excel·lent catalitzador i el pal·ladi s'utilitza en odontologia, rellotgeria, bugies, instruments quirúrgics i també com a catalitzador.
El rodi és usat com a recobriment galvànic sobre el platí, l'argent de llei i l'or blanc per afegir a aquests metalls brillantor i protecció. El rodi s'utilitza com a catalitzador en les indústries de l'automoció i la química. És un excel·lent contactor elèctric i es pot utilitzar en aparells detectors de neutrons.
El ruteni s'utilitza per a reforçar altres aliatges, sobretot amb altres metalls nobles. S'utilitza sovint per a fer puntes de ploma estilogràfica i contactes elèctrics.
L'iridi s'utilitza semblantment al ruteni, ja que tots dos metalls són molt durs, en bugies, elèctrodes i gresols i és altament valorat en la fabricació de peces petites de màquinària.[10]
Els metalls nobles han adquirit una gran presència en augment en els aparells i en la tecnologia en general. En són un clar exemple els components dels telèfons intel·ligents (smart phones). L'or, l'argent i el platí són els tres metalls "preciosos" que més es comercialitzen, juntament amb l'osmi, el ruteni, l'iridi, el pal·ladi, el rodi i l'indi.[11][12]
Els metalls del grup del platí, també coneguts com a metalls nobles (platí, pal·ladi, iridi, rodi, osmi i ruteni) es troben àmpliament distribuïts al llarg del planeta, però llur dilució extrema dificulta enormement llur recuperació (és necessari que s'hi donin circumstàncies especials per a això). S'empren molt en el camp de la química a causa de llur activitat catalítica i de llur baixa reactivitat. Com a catalitzador, el platí s'empra en les reaccions d'hidrogenació, deshidrogenació, isomerització, ciclització, deshidratació, deshalogenació i oxidació i per l'elèctrode normal d'hidrogen (ENH). Tot i la creença popular, la gran majoria dels metalls nobles poden ser atacats per aigua règia (una mescla concentrada d'àcids molt potents).
Països productors[modifica]
La plata és subproducte de la mineria d'altres materials, especialment plom, zinc, coure, níquel i or, encara que algunes mines primàries importants són a Austràlia, Mèxic i Rússia. Els majors productors de metalls nobles són a Amèrica (Perú, Mèxic, Xile) i altres produccions importants són a la Xina, Austràlia i Europa de l'Est. L'or s'extreu com a producte primari a Sud-àfrica, Austràlia i Ghana i com a producte secundari a Perú i Indonèsia entre d'altres). Es produeixen només a partir de recursos primaris (més del 80%) a Sud-àfrica i a Rússia.[6]
Referències[modifica]
- ↑ 1,0 1,1 «metall; 1.5 metall noble». DIEC2, Institut d'Estudis Catalans, 2023. [Consulta: 21 juny 2023].
- ↑ «metall noble». termcat.cat, diccionari de química, 2023. [Consulta: 21 juny 2023].
- ↑ 3,0 3,1 Costa, J.M; Cabot, P.L.. «metall noble». Glossari de corrosió, IEC, 2023. [Consulta: 21 juny 2023].
- ↑ E. Hüger; K. Osuch «Making a noble metal of Pd». Europhysics Letters, 71, 2, 15-06-2005, pàg. abstract. DOI: 10.1209/epl/i2005-10075-5.
- ↑ Seehra, Mohindar; Bristow, Alan «Introductory Chapter: Overview of the Properties and Applications of Noble and Precious Metals». Noble and Precious Metals - Properties, Nanoscale Effects and Applications, 2018, pàg. 1-9. DOI: 10.5772/intechopen.75503.
- ↑ 6,0 6,1 Lyon, Stuart. «Corrosion of Noble Metals*» (PDF). researchgate; Shreir's Corrosion., 2010, pàg. 2205-2223.. DOI: 10.1016/B978-044452787-5.00109-8..
- ↑ Balcerzak, Maria «Noble Metals, Analytical Chemistry of». Encyclopedia of Analytical Chemistry, John Wiley & Sons, Ltd, 2015, pàg. abstract. DOI: 10.1002/9780470027318.a2411.pub2.
- ↑ Schlamp, G. «Noble Metals and Noble Metal Alloys; n: Warlimont, H., Martienssen, W. (eds) Springer Handbook of Materials Data». doi.org/10.1007/978-3-319-69743-7_14, 2018, pàg. abstract. DOI: 10.1007/978-3-319-69743-7_14.
- ↑ Kasper, P.K. «Chemical Causes of Metal Nobleness». ChemPhysChem, 1, 5, 08-01-2020, pàg. abstract. DOI: 10.1002/cphc.202000013.
- ↑ Anne Marie Helmenstine. «Noble Metals List and Properties» (en anglès). ThougthCo, 02-12-2019. [Consulta: 22 juny 2023].
- ↑ Ahmad, Mariam. «Top 10 most expensive precious metals» (en anglès). Mining, 30-03-2023. [Consulta: 21 juny 2023].
- ↑ Michaud, David. «Precious Metals-World's Top 10» (en anglès). 911Metallurgist, 13-01-2021. [Consulta: 23 juny 2023].