Platine: propriétés et applications

Substances qui existent dans la nature - un sujet pratiquement inépuisable pour les histoires. De plus, tous ne sont pas également bien connus. Il est nécessaire de connaître, au moins pour le développement général, les principaux moments associés au platine, ses propriétés et ses caractéristiques d'application.

Ceux qui ont terminé leurs études il y a quelques décennies diraient sûrement que le platine est le métal d'un sous-groupe latéral du 8e groupe du tableau périodique des éléments. Cependant, cette classification est obsolète et maintenant le platine est attribué au 10e groupe d'éléments.

Il est impossible de dire à quoi ressemble ce métal dans la nature. En effet, dans sa forme pure, il ne peut être obtenu que artificiellement. Les minerais de platine n'ont que de petites inclusions de la substance de base. D'un point de vue physique, ce sont des mélanges isomorphes de Pt avec:

• cuivre;
• le fer;
• nickel;
• argent
• divers métaux du groupe du platine.

Les minerais de platine sont partout dans un état diffus. La plupart d'entre eux sont concentrés dans le Nouveau Monde. Parce que l'honneur de découvrir le platine appartient aux anciens Indiens. Quand exactement ils ont commencé à extraire ce métal, même les experts ne le savent pas. Mais après la découverte du platine par les Européens, son rôle dans l'économie était plus probablement négatif.

Pas étonnant qu'en 1735, en Espagne, ils aient décidé d'interdire l'importation de platine précédemment extrait dans la métropole. Ce qui a été extrait de nouveau en Colombie a été ordonné d'être soigneusement séparé de l'argent et inondé dans les rivières. Et tout ce qu'ils avaient réussi à apporter à l'Espagne elle-même était noyé dans la mer dans une atmosphère festive.

Mais il est curieux que moins d'un demi-siècle se soit écoulé, alors que Madrid, au contraire, a ouvert la voie à une importation accrue de matières premières de platine. Ensuite, ils ont commencé à l'utiliser à l'échelle de l'État pour falsifier des pièces d'autres métaux précieux. En 1820, selon diverses sources, il s'est avéré en Europe de 3 à 7 tonnes de platine. C'est à partir de là en France que furent faites les étalons de mètre et de kilogramme. Mais quoi qu'il en soit, il n'avait toujours aucune utilité sérieuse.

La densité du platine pur est de 21,45 g pour 1 mètre cube. Il fond à une température d'environ 1768 degrés Celsius. L'ébullition (évaporation) se produit à 3825 degrés. Ce sont ces caractéristiques de température qui pendant longtemps n'ont pas permis de ne pas isoler le métal pur, encore moins d'établir son utilisation. De plus, le platine est plus dur que l'or et l'argent, il est assez difficile de le traiter mécaniquement.

Ce métal est forgé et ductile. Sa résistance à la traction est très impressionnante.

Il ne se dissout que dans:

• vodka royale;
• brome liquide;
• acide sulfurique chauffé (mais extrêmement lentement).

Par conséquent, le porter à un aimant pour le séparer de l'argent ou de l'or n'a pas de sens. Il vous suffit de comprendre que les bijoux en platine pur n'existent pas. Ils peuvent contenir diverses concentrations de fer et de nickel, et seules ces impuretés sont complètement sensibles à l'aimant.

Curieux que dans le micromonde, le platine pourrait bien avoir des propriétés magnétiques. Les physiciens de l'expérience ont réussi à les trouver dans la couche atomique d'un métal; L'ouverture a été annoncée en 2018. Pour conférer à la substance des propriétés ferromagnétiques, il a fallu utiliser du liquide ionique - un nouveau type de substance spécialement créé au cours de la recherche. Quant à la couleur du platine, dans la nature, elle est peinte dans un ton blanc argenté. Des échantillons gris foncé sont parfois trouvés.

Il est important d'extraire le minerai de platine des entrailles de la terre, il y a plusieurs façons de procéder.

Malgré la découverte initiale de gisements de platine en Amérique du Sud, le plus grand gisement du monde au 21e siècle est situé en Afrique. Si exactement, alors en Afrique du Sud. Le complexe Bushveld est une accumulation géante de métaux du groupe du platine; on pense qu'il est apparu il y a 2 milliards d'années à la suite de processus volcaniques. La forme du champ sud-africain ressemble à un "plateau" d'un diamètre de 370 km. Le complexe est composé de plusieurs horizons dirigés vers l'intérieur des terres.

De plus, l'épaisseur des dépôts dans 2 horizons sur trois n'est que d'environ 1 m. L'horizon Platrif, qui se développe activement actuellement, a une épaisseur de 5 à 90 m à différents endroits. Il est extrait de manière ouverte. Le complexe a été ouvert en 1924. C'est d'ici que le monde ¾ de tout le platine extrait va au marché mondial.

Mais même aujourd'hui, notre pays figure sur la liste des principaux pays d'extraction de minerais de platine. Certes, il est déjà à la deuxième place, derrière l'Afrique du Sud par 5,8 fois. Des métaux précieux sont également envoyés de Russie pour l'exportation. La troisième place du classement mondial est occupée par le Zimbabwe, où il produit environ 3 fois moins de platine (9 tonnes).

Et le platine est également extrait:

• États-Unis (6000 kg);
• Canada (environ 5000 kg);
• autres États (6100 kg ensemble).

Ce métal peut être extrait à la fois ouvert et le mien. Les carrières sont principalement situées là où se trouvent des placers secondaires. À ces endroits, du platine s'est déposé après la destruction mécanique des gisements primaires. Mais les géologues découvrent depuis longtemps que la majeure partie de celui-ci est concentrée dans des couches souterraines de minerais de nickel. L'exploitation minière diffère peu du travail sur d'autres minéraux métalliques; il convient de noter seulement une proportion importante du travail manuel.

Après enrichissement, sa concentration augmente de 3 ordres de grandeur. Au complexe Bushveld, l'extraction de 1 kg de platine au final (compte tenu des pertes technologiques) nécessite de lever 500 à 1500 kg de minerai. Ensuite, le produit semi-fini est traité dans des fours de traitement métallurgique et des convertisseurs spéciaux; mais le résultat final n'est atteint qu'après raffinage, lorsque la concentration en métal est de 99,5%.

Le platine est meilleur que l'or car il est plus fort que lui. Par conséquent, la durée de vie des produits en platine est beaucoup plus élevée. Les gratter est beaucoup plus difficile. En conséquence, ces types de bijoux (et pas seulement) sont moins susceptibles d'être réparés. Le platine "vieilli" diffère encore plus de l'or.

Elle, grâce à la patine, acquiert une couleur grise avec un éclat mat. De nombreux propriétaires essaient de se débarrasser de cet effet et de polir leurs bijoux. Selon d'autres personnes la patine fait un métal précieux, sinon plus précieux, du moins plus intéressant. Ne pas voir en direct, pour prendre la bonne décision a peu de chances de réussir. La couche de rhodium sur l'or blanc se dissipera progressivement et deviendra beaucoup plus jaune.

Ils s'estompent également progressivement et devront être nettoyés systématiquement. Après tout L'argent est chimiquement actif et il réagira inévitablement avec les substances les plus courantes, même l'oxygène atmosphérique. Cependant, toute cette différence en faveur du platine est éclipsée par le fait qu'il est nettement moins accessible que l'or et surtout l'argent.

Le tungstène est comme le platine. Mais c'est beaucoup moins cher, tandis que la résistance des produits en tungstène est également grande. Le problème est que le tungstène est beaucoup plus difficile à traiter, ce qui lui donne une forme normale. Refaire une bague en tungstène et ajuster sa taille n'est pas une tâche facile, même avec la technologie du 21e siècle. Les mêmes difficultés se posent lors de l'utilisation d'imitations de titane.

Il existe plusieurs types d'alliages de platine. Les bijoux sont pour la plupart en métal 950, qui contient 95% de platine pur. Parfois, vous pouvez trouver le 900e alliage. Ses inconvénients évidents ne sont pas une couleur trop saturée et une brillance inexpressive. Par conséquent, en termes esthétiques, il perd beaucoup au 950e métal.

Les alliages de platine et d'iridium sont très répandus. Plus ce deuxième composant est important, plus le composé est réfractaire. L'intervalle de cristallisation des alliages platine-iridium est relativement étroit. La dureté et la résistance de la substance augmentent également de manière significative.

À diverses fins, le platine peut toujours être fusionné avec:

• cuivre;
• le ruthénium;
• palladium;
• nickel;
• rhodium.

Une très grande proportion de platine est utilisée dans l'industrie. Les technologues apprécient hautement la propriété de ce métal pour accélérer diverses réactions chimiques sans divergence. Maintenant, il est parfois utilisé en médecine, principalement pour les prothèses dentaires. Déjà au milieu du siècle dernier, ces applications représentaient plusieurs pour cent de tout le platine extrait. Le montant augmente progressivement.

Son utilisation dans la production d'acide nitrique (en tant qu'agent oxydant de l'ammoniac) est également très répandue. Cependant, dans ce cas, l'alliage platine-rhodium est le plus souvent utilisé, et non le métal pur. Les raisons de cette préférence n'intéressent que les technologues et dépassent le cadre de cet article.Un autre métal précieux est utilisé dans la production d'acide sulfurique, l'hydrogénation d'hydrocarbures, l'acétylène, les cétones.

Mais Le platine est également largement utilisé dans l'industrie du raffinage du pétrole. C'est un excellent catalyseur accélérant la production d'essence. Dans les colonnes de distillation, pas de filet, comme on le pense parfois, mais de poudre de platine finement divisée. Il est plus durable et le molybdène et le vanadium. Et aussi en faveur du platine est la preuve d'une efficacité accrue.

Le platine peut être utilisé dans les contacts résistifs des fours électriques. Vous pouvez la rencontrer dans de nombreux autres contacts électriques.

Un alliage platine-cobalt est nécessaire pour créer des aimants qui combinent compacité et performances exceptionnelles.

Chaque jour, de nombreux automobilistes utilisent implicitement du platine. Dans les voitures, il se trouve principalement dans les catalyseurs. Ce métal contribue à réduire les émissions d'échappement, améliorant ainsi l'atmosphère urbaine. Le revêtement de platine dans le catalyseur est appliqué à un élément céramique monolithique.

Pour en revenir à la médecine, il convient de noter que les instruments chirurgicaux uniques à base de platine. Ils peuvent être désinfectés avec des brûleurs à alcool sans dépenser de réactifs spéciaux. Les dentistes adorent travailler avec des outils qui vaporisent une fine couche de platine. Les électrodes en platine-iridium sont utilisées pour contrôler le rythme de l'activité cardiaque et pour les prothèses pour les problèmes d'audition.

Mais on ne peut manquer de mentionner le rôle du «métal blanc» dans d'autres domaines.

Alors Il est très demandé dans la production de verre.. Plutôt, pas de verre à vitre, mais des verres optiques de haute qualité. Le mélange rhodium-platine aide à fabriquer des matrices en fibre de verre d'une épaisseur inférieure à 1 mm. Pendant plusieurs milliers d'heures, il fonctionne correctement à une température de 1400-1500 degrés, se développant à l'intérieur des fours verriers.

Le verre tchèque Elite, qui coûte de l'argent presque fabuleux, est fabriqué précisément à l'intérieur des creusets en platine.

Bien entendu, l'industrie chimique ne pouvait pas passer par une telle substance résistante à la chaleur et aux réactifs les plus caustiques. Les creusets y sont fabriqués à partir de platine et d'autres plats pour la recherche et les laboratoires experts, pour les industries particulièrement propres.

Donc, exactement basé sur Pt créer des dispositifs utilisés pour créer des cristaux semi-conducteursc. Ce n'est qu'à l'intérieur de ces conditions que de telles conditions peuvent être créées lorsque la concentration d'impuretés est inférieure à 1 atome par million. Même dans les creusets en platine, ils produisent les cristaux nécessaires à la création de lasers et aux contacts de l'électrotechnique à faible courant.

Ce métal continue:

• miroirs utilisés à l'intérieur des lasers;
• cornues pour la production d'acides fluorhydrique et perchlorique;
• anodes insolubles pour équipements galvaniques;
• thermomètres à résistance;
• pièces détachées d'équipements micro-ondes;
• les médicaments qui suppriment certaines formes de cancer;
• production de pièces et insignes, médailles et commandes;
• équipement où des vitamines et d'autres préparations pharmacologiques sont synthétisées.

Dès le début, il est nécessaire de se concentrer sur le prix. Le platine avec un échantillon identique sera au moins trois fois plus cher que l'or. De plus, peu de bijoutiers travaillent avec elle. La grande majorité de ces maîtres travaillent en Europe occidentale. Il est conseillé de se concentrer sur les bijoux à partir de là. Mais ne faites pas confiance au prix et aux paroles des vendeurs, mais exigez des certificats officiels.

Les additifs de cobalt et de ruthénium peuvent augmenter la durée de vie du produit. Les bijoux contenant de l'iridium sont souvent rayés, mais peuvent économiser de l'argent. L'échantillon doit être sélectionné principalement en tenant compte de ses capacités financières.

Et quelques autres conseils:

• le platine est combiné visuellement avec toutes les gemmes;
• la meilleure option (si des fonds sont disponibles) serait de le combiner avec des diamants;
• les pierres insérées doivent être conformes au concept général;
• les inscriptions et les dessins gravés peuvent rapidement devenir démodés;
• et, bien sûr, vous devez contacter la bijouterie officielle, et non le premier magasin que vous avez heurté en chemin ou un kiosque au milieu du passage souterrain.

Il n'y a pas d'exigences spécifiques ici. La purification est généralement effectuée à l'aide de préparations spéciales pour le platine. Vous pouvez les acheter dans la plupart des bijouteries. Certaines personnes utilisent du savon insaturé ou de l'ammoniac hautement dilué. Parfois, des détergents liquides sont également utilisés; cependant, on pense que le savon et les gels entraînent une perte de brillance caractéristique.

Elle est effectuée uniquement par des bijoutiers expérimentés sur un équipement spécial. Le produit en platine doit être stocké séparément des bijoux en autres métaux. Cela les protégera de la déformation lorsqu'ils sont touchés par un objet plus dur.

La valeur élevée du platine est due non seulement à ses propres propriétés uniques, mais aussi à sa rareté comparative. On estime que même dans les gisements (ainsi que dans la croûte terrestre entière), la concentration de Pt est 30 fois inférieure à la concentration d'or. De 1828 à 1845, des pièces de platine ont été fabriquées dans notre pays. Leur valeur nominale était de 3, 6 et 12 roubles, et la quantité totale de métal consommée dépassait 14 tonnes. Le platine n'est entré dans la catégorie des métaux précieux qu'en 1751 - environ 200 ans se sont écoulés depuis qu'il est devenu connu en Europe.

Et dans notre pays, au cours des 10 premières années d'extraction, autant de platine a été extrait que pendant les siècles précédant la découverte des gisements de l'Oural, ils ont été extraits dans toute l'Amérique. Et c'est en Russie que l'on trouve à la fois la plus grosse, généralement (refondue), et la plus grosse des pépites qui ont survécu jusqu'à nos jours. Le platine a reçu le statut d'élément chimique en 1735, lorsque l'italien D. Scaliger a prouvé son indécomposabilité; croyait auparavant qu'il s'agit d'une substance simple.

Le platine chimiquement pur du minerai n'a été isolé qu'après 68 ans en Angleterre. Sous forme métallique, il est complètement neutre biologiquement. Cependant, des composés individuels (principalement avec du fluor) peuvent être extrêmement mortels. Et en 1867, toutes les réserves de platine russes (immédiatement après la levée du moratoire sur la vente) ont été achetées par l'Angleterre. Mais dans les premières années du XXe siècle, notre pays représentait au moins 90% de la production mondiale (parce que des réserves fantastiques en Afrique australe n'ont été trouvées qu'au milieu des années 1920).

Il n'est donc pas surprenant qu'en mai 1918 un institut spécial pour l'étude du platine ait été créé. Maintenant, il fait partie de l'Institut de chimie générale et inorganique. Les minéraux individuels contenant du platine contiennent également de l'antimoine, de l'arsenic ou du soufre, mais ils sont moins courants que les composés contenant des métaux. Ainsi, le minéral Norilskite extrait dans le nord du territoire de Krasnoïarsk comprend 25% de fer et 26% de nickel. Il est curieux qu'à l'une des étapes de la production industrielle de platine, une solution de sucre puisse être utilisée.

Et les noms de ce métal sont assez divers: ils l'appellent «or pourri» et «or grenouille». Ses petits cristaux ont une forme cubique. Initialement, dans la première moitié du XIXe siècle, les bagues et les cerceaux pour barils étaient en platine dans notre pays. En conductivité électrique, ce métal est inférieur au cuivre, à l'aluminium et à l'argent. Le platine commence à s'oxyder avec l'oxygène atmosphérique uniquement à des températures de 200 degrés.

En savoir plus sur le platine et ses propriétés dans la vidéo.