Властивості платини

Платина (Platinum; ісп. Platina, platina, від plata – срібло), Pt – хім. елемент VIII групи періодичної системи елементів. ат. н. 78, ат. м. 195,09. У з’єднаннях виявляє ступеня окислення гл. обр. + 2 і +4, рідше +1, + 3 і + 6. Сріблясто-білий метал, в порошку – сірого кольору. Природна П.- суміш ізотопів 190Pt (0,0127%), 192Pt (0,78%), 194Pt (32,9%), 195Pt (33,8%), 196Pt (25,2%) і 198Pt (7, 23%), з яких брало ізотопи 190Pt і 192Pt радіоактивні, їх періоди напіврозпаду відповідно 5,4 • 1 011 і 1015 років. Отримані радіоактивні ізотопи з масовими числами 174-189, 191, 193, 195, 197, 199-201, з них найважливіші – ізотопи 197 Pt і 199 Pt.
Платина була відома ще в давнину (Єгипет, Ефіопія та ін.). В середині 18 ст. зразки платини самородної були привезені в Європу. Створення методів отримання куванням П. відноситься до першої половини 19 ст. Плавлення П. вперше отримали франц. вчені А. Сент-Клер Девіль і А. Дебре. П.- дуже рідкісний елемент, вміст її в земній корі 1 • 10-6%. Зустрічається в природі гл. обр. у вигляді сплавів з залізом, паладієм, иридием, родієм, міддю і нікелем, в яких брало її зміст становить від 65 до 94%. З мінералів самородної П. найбільш поширені поліксен, ферроплатіна і палладістой платина. Відомі також мінерали – з’єднання П., напр. Сперрі-лит PtAs2, куперит PtS і Брегг (Pt, Pd, Ni) S. Кристалічна структура П. кубічна грані-центрована, типу міді, з періодом решітки а = 3,9233 А (т-ра 24 ° С).
Щільність (т-ра 20 ° С) 21,45 г / см3, tпл тисяча сімсот шістьдесят дев’ять ° С; tкип +3800 ° С; питома теплоємність 0,0317 кал / г • град (т-ра 25 ° С); коеф. теплопровідності 0,17447 кал / см • сек • град (інтервал т-р 0-100 ° С); коеф. лінійного розширення (інтервал т-р 0-100 ° С) 9,1 • 10-6 град-1, питомий електричний опір (т-ра 25 ° С) 10,3 мком • см, температурний коеф. електр. опору (інтервал т-р 0-100 ° С) 0,003927 град-1 Платина Парамагнітни. Її питома магнітна сприйнятливість при кімнатній т-рі 0,971 • 10-6. Тиск насиченої пари П. при т-рах +1500 і 1750 ° С відповідно 10-6 і 10-4 мм рт. ст. У отожженной П. модуль норм. пружності 17320 кгс / мм2; модуль зсуву 6700 кгс / мм2; межа міцності на розтяг 14,0 кгс / мм9; відносне подовження платини від 30 до 50%; HV = 37 – 48 (за даними різних авторів). Чистий П.- один з найбільш пластичних металів.
Вона легко піддається куванні, штампуванню, може бути прокатана у фольгу (товщиною до 0,0025 мм) і протягнута в дріт (діаметром 0,001 мм); її можна полірувати і зварювати. Домішки, навіть незначні, зменшують пластичність і підвищують твердість металу. Холодне деформування помітно упрочняет П., відносне подовження обробленої П. знижується до 1-2%, a HV зростає до 90-95. При подальшому відпалі метал знову стає більш м’яким і пластичним. Всі легуючі добавки в області твердих розчинів, особливо метали з гексагональної плотноупакованной структурою, упрочняют П., твердість її збільшується в 2-2,5 рази. П. належить до числа найбільш Корекція зіонностойкіх металів (див. Корозія металів).
При кімнатній т-рі не взаємодіє з мінеральними і органічними к-тами, але легко розчиняється в «царській горілці» і повільно реагує з киплячою сірчаної к-тій. Кородує в розплавлених лугах (особливо за наявності кисню та ін. Окислювачів), окислах, ціанідів і сульфідах лужних металів. При нагріванні на повітрі практично не окислюється. Порошкоподібна П. може бути окислена при нагріванні (температура 500 °. С) в середовищі кисню під тиском 8 ат. Вище т-ри 500 ° С при тиску кисню 1 ат все оксиди П. нестійкі. При нагріванні П. реагує з галогенами (рідкий бром повільно роз’їдає її при кімнатній т-рі), сіркою, селеном, фосфором, кремнієм та ін. Неметалами, утворюючи (залежно від т-ри) галогеніди складу PtX2, PtX3 і PtX4, сульфіди PtS і PtS2, селенід PtSe2 та ін. З азотом і воднем П. не взаємодіє і практично не розчиняє їх. У вигляді черні добре адсорбує гази (при кімнатній т-рі один об’єм П. поглинає 114 обсягів водню).
П. утворює численні комплексні сполуки як катіонного, напр. аміакати [Pt (NH3) 6] Х4 і [Pt (NH3) 2] X2, так і аніонного, напр. Кг [Pt (N04) 4], типу. При розчиненні хлорного платини PtCl4 в соляній к-ті утворюється платинохлористоводородной кислота Н2 [PtCl6]. Практичне значення в афінаж металів має хлороплатинат амонію (NH4) 2 [PtCl6] – практично нерозчинні у воді і концентрованих розчинах NH4Cl кристали жовтого кольору. Мелкораздробленного П., володіючи високою каталітичної активністю, служить каталізатором багатьох хім. реакцій. П. сплавляється з більшістю металів, часто утворюючи з ними широкі області твердих розчинів і численні проміжні фази зі структурами типу CsCl, FeSi, NiAs, СrВ, CuAu, AuCd, Cu3Au, TiNi3, Gr3Si, MoSi2, Лавеса фази та ін.
Осн. сировиною для отримання П. служать самородна платина і концентрати платинових металів, одержувані після переробки анодних шламів електролізу нікелю та міді. Концентрати розчиняють у «царській горілці», спочатку на холоду, а потім при т-рі 110-120 ° С, і П. переходить в розчин у вигляді H2 [PtCl6]. Потім розчини піддають «доведенні» – виборчому відновленню ири-Дія і паладію до нижчих валентностей (відповідно +3 і +2), і після виділення золота за допомогою FeS04 П. осаджують у вигляді хлороплатинату амонію. Осад промивають, висушують і прожарюють при т-рі 800 ° С, отримуючи платинову губку чистотою 99,7-99,8%. Для отримання більш чистого металу губку розчиняють у «царській горілці» і переосаждают хлороплаті-нат амонію. Після його прожарюють чистота губки досягає 99,94%. Якщо необхідно, її піддають додатковому очищенню зонної плавкою.
Платину випускають у вигляді порошків, злитків, жерсті, фольги, дроту і різних виробів (напр., Тиглів, чашок для випарювання). Плавлять П. і її сплави в основному в високочастотних індукційних печах (використовуючи тиглі з двоокису цирконію, електроплавленої окису магнію або окису алюмінію), а також в електродугових печах. Плавку найчастіше ведуть у вакуумі або інертному середовищі. Більшість напівфабрикатів і виробів з П. і її сплавів отримують, аріменяя різні види обробки тиском (прокатку, ковку, штампування, волочіння) в холодному стані з проміжними відпалу. П. і її сплави з іридію, родієм, паладієм, рутенієм, золотом, сріблом, міддю, кобальтом та ін. Використовують при виготовленні Корекція зіонностойкой апаратури (котлів, реторт, перегінних апаратів і т. П.), Вимірювальних приладів, лабораторного посуду , фильер в произове скловолокна, штучного і синтетичного волокон, судин для плавки й розливання чистого оптичного скла.
Каталізатори з П. і її сплавів у вигляді каталізаторних сіток, черні або губчастої П. є одними з найбільш активних і застосовуються в произове мінеральних к-т (напр., Азотної), в риформінг-процесі, в органічному синтезі. Традиційна область використання П.- виготовлення термопар і термометрів опору. Сплави П. служать матеріалом для произова слабкострумових і потужних електр. контактів, високотемпературних (до 1800 ° С) електр. нагрівачів, електроопору для прецизійних приладів (напр., потенціометрів) постійних магнітів (сплав П. з кобальтом), медичних інструментів, ювелірних виробів, в якості тугоплавких припоїв. Платиною покривають деталі точних приладів, хім. і електротех. апаратури, електроди, хірургічні інструменти. Солі П., напр. K2 [PtCl4], застосовують у фотографії. Нек-риє з них, напр. Ва [Pt (CN) 4] • 4Н20, – для створення екранів, флюоресцирующих під дією рентгенівських променів.
Платина блискучий благородний сріблясто білий метал, в таблиці Д.І. Менделєєва значиться елементом 10 групи 6 періоду.
Походження назви платина.
Своїй назві платина зобов’язана іспанським конкістадорам, в перекладі означає серебрішко, дрібне срібло ця назва з’явилася через те, що велика кількість платини неможлива було розплавити і виходили тільки маленькі крапельки. Довгий час платина цінувалася дуже недорого в 2 рази менше вартості срібла. Навіть відомий факт того що Іспанський король в 1735 році наказав платину на родовищах Колумбії ретельно відокремлювати від золота і топити під переглядом військових, це було зроблено тому, що платина з золотом має практично одну щільність і вагу, фальшивомонетники могли скористатися і додавати в золото платину.
Першо видобуток золота в Росії почалася ще в 1819 в основному на Уралі, багаті розсипи благородного металу платини зустрічалися на Верх-Ісетським та інших копальнях. Згадаймо казку Про господарці мідної гори, а адже на Уралі є навіть маленьке містечко з назвою Кам’яна квітка.
Родовища платини
Основні родовища платини знаходяться на території Росії, США, ПАР, Китай, Зімбабве.
У Росії родовища платини знаходяться в Красноярському краї, Мурманська область, Камчатський край, Свердловська область (Єкатеринбург) найбільший самородок найдений на території Росії масою 7860.5 грам в даний час зберігається в знаменитому Алмазному фонді.
Видобуток платини Полегшено тим що його маса як і золота в самородному стані становить 21,09-21,45 г / см. і на копальнях будучи більш важким матеріалом ніж камені і порода, платина залишається на дні звідки її і витягають, в менш малих родовищах її добувають методом окислювального відновного процесу де пароду ретельно готують, збагачують і після декількох очисток від сторонніх благородних металів виходить платина ультра чистої проби 999.9.
Застосування платини
В даний час платина має величезне значення для виробництв
як хімічних так для потреб населення. Практично вся хімічна промисловість використовує в своєму виробництві цей благородний метал для все можливих захисту деталей від корозійних впливів навколишнього середовища і окисленню хімічними компонентами.
У хімічній промисловості платинові сітки використовують як каталізатор для прискорення реакції при отриманні сірчаної кислоти, у військовій та авіа промисловості платину використовують як чистий матеріал так і в сплаві з іншими благородними металлома (золото, срібло, паладій). Дані сплави використовуються для покриття поверхні від окислення (покривають мідні дроти) або ж виготовляють контакти які практично не псуються і служать дуже великий термін. Завдяки своїм властивостям платину використовують космічній техніці виготовляючи з неї як і золота дроти, роз’єми, з’єднання і так далі.
У побуті платину використовують в основному як ювелірні прикраси які приводять у захват своєю красою та вишуканістю.
У медицині платину використовують для виготовлення посуду або покривають їм матеріали схильні до швидкого окислення, в стоматології використовує для виготовлення протезів, пломб і коронок.
Де не можна застосовувати платину
Не дивлячись на свої незламні властивості є місця де не можна використовувати платину або покриття, при високих температурах платина стає вразливою до багатьох впливів. Нагріта до червона розчиняє вуглець стаючи крихкою і ламкою, тому не можна нагрівати платинові тиглі відновленому або від нестачі в повітря копящих полум’я. Не рекомендується в платиновій посуді плавити інші метали із за отримання менш тугоплавких сплавів. Також заборонено плавити в посуді з платини: їдкі луги, перекису металів, сульфіти, сульфіди і тіосульфати, сірку, фосфор, кремній, миш’як, сурму і елементарний бор.

Посилання на основну публікацію