貴金屬（Noble metal）

貴金屬（Noble metal）
國立新莊高級中學陳偉民退休教師

貴金屬與大多數卑金屬（base metal）不同，在潮濕空氣中能抗腐蝕及抗氧化。因為在地殼中含量稀少，它們通常很貴重。一般認定的貴金屬包括（依原子序由小到大排列）：釕、銠、鈀、銀、鋨、銥、鉑和金。有些學者則把汞或錸，也當成貴金屬。另一方面來說，雖然事實上，鈦、鈮和鉭都非常能抗腐蝕，但並未被歸類為貴金屬。貴金屬不應與另一種貴重金屬（precious metal）混淆（雖然許多貴金屬都很貴重）。

簡介

鈀、鉑、金和汞可溶於王水中，王水是濃鹽酸和濃硝酸的混合物，但銥和銀不溶於王水。（不過銀可溶於硝酸。）只有在氧氣存在的環境中，釕才會溶於王水，然而銠一定要在細粉末狀態，才能與王水發生反應。

電化學

上述貴金屬之在週期表之位置，及其還原電位於下表：

還原電位是指金屬離子發生還原半反應之趨勢，還原電位愈大，表示金屬活性愈小，愈能抗腐蝕。由於銀很容易與硫化氫氣體反應，所以銀的表面容易形成硫化物薄膜。

異相催化

在異相催化中，載體-金屬催化劑是最重要的物質之一。貴金屬在擔任異相催化劑方面，有特殊用途。此類催化劑通常是由微小的金屬粒子散布在多孔性無機氧化物（如鋁或鈦的氧化物）內層表面而構成，在提高汽油辛烷值、食用脂肪與油之製造、汽車排放廢氣之改善等方面用途很廣。例如汽車的觸媒轉化器即由散布在載體上的鉑、鈀及銠等貴金屬構成，可將汽車排放廢氣中的有毒物質轉化為沒有毒性的物質。這些載體氧化物的表面積通常為200平方公尺每克或更大。因此，如果金屬的前驅鹽類能有效散布在此一表面（例如以溶液浸漬的方式），那麼分解後將會形成10埃大小的金屬粒子。在這種情況下，像貴金屬這種昻貴的材料，在經濟考量下，就必須將其製成小粒子，因為這樣一來，其表面積對體積之比值才能加大，因而加強其催化效果。研究顯示，以TiO₂為載體的貴金屬在低溫（200℃）還原時，會產生均勻散布的金屬，對氫氣及一氧化碳均展現良好的吸附力。然而同樣的金屬，在500℃還原時，對氫氣和一氧化碳的吸附力，全都下降到接近零。以電子顯微鏡及X-光繞射研究，顯示失去吸附能力的現象與金屬結塊無關。金屬能均勻散布是因貴金屬與載體發生交互作用，也就是貴金屬與鈦離子間形成金屬與金屬之間的鍵結。

參考資料：

1. 貴金屬 http://en.wikipedia.org/wiki/Noble_metal
2. Tauser, S. J.; Fung, S. C.; Garten, R. L. Strong Metal-Support Interactions. Group 8 Noble Metals Supported on TiO2 , J. Am. Chem. SOC., 1978, 100(1), pp170-175
3. Tauser S. J.; Fung S. C.; Baker T. K.; Horseley, Strong Interactions in Supported-Metal Catalysts, Nature, 1981, 211(487), pp1121-1125