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ausgewertet. Dabei fanden im Rahmen dieser Untersuchung
nur die drei in Katalysatoren eingesetzten
PGE Rhodium (Rh), Palladium (Pd) sowie Platin
(Pt) Beachtung. Darüber hinaus werden auf der
Grundlage eigener Untersuchungen Abschätzungen
über die Höhe der Einträge durchgeführt und,
soweit dies möglich und sinnvoll ist, mit den Abschätzungen
aus fremden Untersuchungen verglichen.
Daran anschließend werden die Ergebnisse
hinsichtlich der betriebsdienstlichen Praxis diskutiert
sowie Forschungsdefizite aufgezeigt.
3 Eigenschaften, Verwendung
und Analytik der Platingruppenelemente
3.1 Eigenschaften und Verwendung
der Platingruppenelemente
Die sechs Platingruppenelemente (PGE) Ruthenium
(Ru), Rhodium (Rh), Palladium (Pd), Osmium
(Os), Iridium (Ir) und Platin (Pt) gehören zusammen
mit den drei Münzmetallen Kupfer (Cu), Silber (Ag)
und Gold (Au) zu der Gruppe der Edelmetalle. Die
mittleren geogenen Gehalte an PGE in der Erdkruste
sind sehr gering. In GREENWOOD (GREEN-
WOOD und EARNSHAW 1988) werden für Platin
Gehalte von 0,01 µg/kg bzw. für Palladium von
0,015 µg/kg angegeben. In Lagerstätten finden
sich jedoch um mehrere Größenordnungen höhere
Gehalte an PGE, sodass nur dort ein wirtschaftlicher
Abbau der Metalle möglich wird. In ABTHOFF
(ABTHOFF, ZAHN et al. 1994) werden die weltweiten
Vorkommen von Platin mit 30.000 Mg und die
von Palladium mit 20.000 Mg angegeben.
Die PGE weisen neben den typischen metallischen
Eigenschaften, wie der elektrischen Leitfähigkeit
des Festkörpers, der sehr hohen Dichte und dem
metallischen Glanz, eine vergleichsweise hohe
chemische Resistenz sowie ein hohes Redox-Potenzial
auf. Zum Beispiel lassen sich Palladium und
Platin ebenso wie Gold und im Gegensatz zu den
meisten anderen Metallen nicht in verdünnten Mineralsäuren
wie Salz- oder Salpetersäure lösen,
wohl aber in Königswasser (einer Mischung aus
drei Teilen konzentrierter Salzsäure und einem Teil
konzentrierter Salpetersäure) bei Temperaturen
oberhalb von 100 °C, wobei sich so genannte Platin-
oder Palladiumchlor-Komplexe bilden (Struktur
in Bild 1). Diese Komplexe besitzen aus öko- und
humantoxikologischer Sicht die größte Bedeutung.
Dagegen ist bei PGE – wie bei allen Metallen – die
Neigung, Moleküle zu bilden, im Gegensatz zum
Kohlenstoff wenig ausgeprägt.
Bild 1: Modell eines sechsfach koordinierten PGE-Komplexes
am Beispiel des Hexachloroplatinats [PtCl 6 ] 2- (Oktaeder
– links) und eines vierfach koordinierten PGE-Komplexes
am Beispiel des Tetrachloroplatinats [PtCl 4 ] 2- (quadratisch
planar – rechts). Das Platinzentralatom ist dunkelgrau
gefärbt; die Chlorid-Liganden sind hellgrau eingefärbt.
Die graue Hülle entspricht der räumlichen Ausdehnung
der Komplexe
Moleküle sind Verknüpfungen von Atomen, die
i. d. R. als Einzelteilchen im Normalzustand nicht
stabil sind. Die Verknüpfung wird über die äußeren
Elektronen der Atome vermittelt. Die Moleküle
bilden somit die kleinste Struktureinheit einer Verbindung.
Die Verbindung ist wiederum eine „Ansammlung“
von Molekülen einer Art. Die Maßeinheit
zur Bestimmung der Anzahl der Moleküle ist
das Mol. Die Stoffeigenschaften werden durch
die Art und Weise der Verknüpfung bestimmt. Die
Moleküle eines Stoffes sind im Raum relativ frei
beweglich und wechselwirken vergleichsweise
geringfügig untereinander. Diese Eigenschaft unterscheidet
die Molekülansammlungen grundlegend
von Festkörpern. Die Art und Anzahl der ein
Molekül aufbauenden Atome werden in einer verkürzten
Schreibweise wie folgt dargestellt: Die
Atomspezies (Elemente) werden durch ein Buchstabensymbol
wiedergegeben, wobei diese Kürzel
im Periodensystem der Elemente zu finden
sind; die Anzahl der Atome einer Spezies wird
durch eine tiefgestellte Zahl dargestellt; auf die
Eins als Indexzahl wird verzichtet.
Komplexe sind wie die Moleküle kleinste Struktureinheiten,
aus denen chemische Verbindungen
bestehen. Komplexe sind unter vorgegebenen
Bedingungen (Umgebungstemperatur, Umgebungsdruck)
in der betrachteten Phase (Gas oder
Lösung) aus an sich auch einzeln beständigen
Untereinheiten (Ionen oder Molekülen) zusam-