Platinum: īpašības un pielietojums

Vielas, kas pastāv dabā - stāstu praktiski neizsmeļama tēma. Turklāt ne visi no tiem ir vienlīdz labi zināmi. Vismaz vispārīgai attīstībai ir jānoskaidro galvenie momenti, kas saistīti ar platīnu, tā īpašībām un pielietojuma īpašībām.

Tie, kas pabeidza skolu pirms dažām desmitgadēm, noteikti teiktu, ka platīns ir elementu periodiskās tabulas 8. grupas sānu apakšgrupas metāls. Tomēr šī klasifikācija ir novecojusi, un tagad platīns ir piešķirts 10. elementu grupai.

Nav iespējams pateikt, kā šis metāls izskatās dabā. Tīrā veidā to var iegūt tikai mākslīgi. Platīna rūdām ir tikai nelieli pamatvielas ieslēgumi. No fiziskā viedokļa tie ir izomorfiski Pt maisījumi ar:

• vara;
• dzelzs;
• niķelis;
• sudraba
• dažādi platīna grupas metāli.

Platinum rūdas ir visur izkliedētā stāvoklī. Lielākā daļa no viņiem ir koncentrēti Jaunajā pasaulē. Jo platīna atklāšanas gods pieder senajiem indiāņiem. Kad tieši viņi sāka izrakņot šo metālu, pat eksperti nezina. Bet pēc tam, kad eiropieši atklāja platīnu, tā loma ekonomikā, visticamāk, bija negatīva.

Nav brīnums, ka 1735. gadā Spānijā viņi nolēma aizliegt iepriekš mīnēta platīna importu metropolē. To, kas atkal tika iegūts Kolumbijā, lika rūpīgi atdalīt no sudraba un pārpludināt upēs. Un viss, ko viņiem pašiem bija izdevies nogādāt Spānijā, svētku atmosfērā tika noslīcis jūrā.

Bet tas ir ziņkārīgi, ka ir pagājis mazāk nekā pusgadsimts, jo Madride, gluži pretēji, ir noteikusi kursu pastiprinātam platīna izejvielu importam. Tad viņi sāka to izmantot valsts mērogā, lai viltotu monētas no citiem dārgmetāliem. Saskaņā ar dažādiem avotiem līdz 1820. gadam Eiropā izrādījās no 3 līdz 7 tonnām platīna. Tieši no tā Francijā tika izgatavoti metru un kilogramu standarti. Bet jebkurā gadījumā tam joprojām nebija nopietnas izmantošanas.

Tīrā platīna īpatnējais svars ir 21,45 g uz 1 kubikmetru. Tas kūst temperatūrā aptuveni 1768 grādi pēc Celsija. Vārīšanās (iztvaikošana) notiek 3825 grādos. Tieši šīs temperatūras īpašības ilgu laiku neļāva neizolēt tīru metālu, vēl jo vairāk - lai noteiktu tā izmantošanu. Turklāt platīns ir cietāks nekā zelts un sudrabs; ir diezgan grūti to mehāniski apstrādāt.

Šis metāls ir kalts un kaļams. Tās stiepes izturība ir ļoti iespaidīga.

Tas izšķīst tikai:

• karaliskais degvīns;
• šķidrs broms;
• sakarsēta sērskābe (bet ārkārtīgi lēni).

Tāpēc atvest to pie magnēta, lai to atdalītu no sudraba vai zelta, nav jēgas. Jums vienkārši jāsaprot, ka tīras platīna rotaslietas neeksistē. Tie var saturēt dažādas dzelzs un niķeļa koncentrācijas, un tieši šie piemaisījumi pilnībā reaģē uz magnētu.

Ziņkārīgs, ka mikroviļņos platīnam var būt magnētiskas īpašības. Fizistiem eksperimentā izdevās tos atrast metāla atomu slānī; Atklāšana tika paziņota 2018. gadā. Lai vielai piešķirtu feromagnētiskas īpašības, bija jāizmanto jonu šķidrums - jauna veida viela, kas īpaši izveidota pētījumu laikā. Kas attiecas uz platīna krāsu, dabā tā ir krāsota sudrabaini baltā tonī. Dažreiz tiek atrasti tumši pelēki paraugi.

No zemes zarnām ir svarīgi iegūt platīna rūdu, tam ir vairāki veidi.

Neskatoties uz sākotnējiem platīna atradņu atklājumiem Dienvidamerikā, 21. gadsimta lielākais lauks pasaulē atrodas Āfrikā. Ja precīzi, tad Dienvidāfrikā. Bushveld komplekss ir milzīga platīna grupas metālu uzkrāšanās; Tiek uzskatīts, ka tas parādījās pirms 2 miljardiem gadu vulkānisko procesu rezultātā. Dienvidāfrikas lauka forma atgādina “plato” ar diametru 370 km. Kompleksu veido vairāki horizonti, kas vērsti uz iekšzemi.

Turklāt nogulsnes biezums 2 no trim horizontiem ir tikai aptuveni 1 m. Platrifa horizonta, kas šobrīd tiek aktīvi attīstīts, dažādās vietās biezums ir 5–90 m. To iegūst atklātā veidā. Komplekss tika atvērts 1924. gadā. Tieši no šejienes pasaule ¾ no visa iegūtā platīna nonāk pasaules tirgū.

Bet pat šodien mūsu valsts ir iekļauta vadošo valstu sarakstā platīna rūdu ieguvei. Tiesa, tas jau ir otrajā vietā, atpaliekot no Dienvidāfrikas par 5,8 reizēm. Dārgmetāli tiek nosūtīti arī eksportam no Krievijas. Trešo vietu pasaules reitingā ieņem Zimbabve, kur tās saražo apmēram 3 reizes mazāk platīna (9 tonnas).

Un arī platīns tiek iegūts:

• ASV (6000 kg);
• Kanāda (aptuveni 5000 kg);
• citi stāvokļi (kopā 6100 kg).

Šo metālu var iegūt gan atklātā, gan raktuvē. Karjeri galvenokārt atrodas tur, kur tiek atrasti otrreizējie ievietotāji. Šajās vietās pēc primāro nogulšņu mehāniskas iznīcināšanas tika nogulsnēts platīns. Bet ģeologi jau sen ir atklājuši, ka lielākā tā daļa ir koncentrēta niķeļa rūdu pazemes slāņos. Raktuvju ieguve maz atšķiras no darba ar citiem metālu minerāliem; ir vērts atzīmēt tikai ievērojamu roku darba daļu.

Pēc bagātināšanas tā koncentrācija palielinās par 3 lielumiem. Bušvelda kompleksā, lai iegūtu 1 kg platīna (ņemot vērā tehnoloģiskos zaudējumus), ir jāiegūst 500-1500 kg rūdas. Tad pusfabrikātu pārstrādā metalurģiskās apstrādes krāsnīs un īpašos pārveidotājos; bet gala rezultāts tiek sasniegts tikai pēc attīrīšanas, kad metāla koncentrācija ir 99,5%.

Platinum ir labāks par zeltu, jo tas ir stiprāks par to. Tāpēc platīna izstrādājumu kalpošanas laiks ir daudz lielāks. Tos saskrāpēt ir daudz grūtāk. Tā rezultātā šāda veida rotaslietas (un ne tikai) tiek remontētas mazāk ticami. Platīns "izturēts" no zelta atšķiras vēl vairāk.

Viņa, pateicoties patīnai, iegūst pelēku krāsu ar matētu spīdumu. Daudzi īpašnieki mēģina atbrīvoties no šī efekta un pulēt savas rotas. Pēc citu cilvēku domām patina padara dārgmetālu, ja ne pat vēl vērtīgāku, tad vismaz interesantāku. Neredzot tiešraidē, pieņemt pareizo lēmumu, visticamāk, neizdosies. Rodija slānis uz baltā zelta pakāpeniski nolietojas, un tas kļūs daudz dzeltenāks.

Viņi arī pakāpeniski izbalē, un tie būs sistemātiski jātīra. Galu galā sudrabs ir ķīmiski aktīvs, un tas neizbēgami reaģēs ar visizplatītākajām vielām, pat ar atmosfēras skābekli. Tomēr visu šo atšķirību par labu platīnam aizēno fakts, ka tas ir ievērojami mazāk pieejams nekā zelts un it īpaši sudrabs.

Volframs ir kā platīns. Bet tas ir ievērojami lētāks, savukārt volframa izstrādājumu izturība ir arī lieliska. Problēma ir tā, ka volframu ir daudz grūtāk apstrādāt, piešķirot tam normālu formu. Volframa gredzena pārveidošana un tā lieluma pielāgošana nav viegls uzdevums pat ar 21. gadsimta tehnoloģiju. Tādas pašas grūtības rodas, lietojot titāna imitācijas.

Ir diezgan daudz platīna sakausējumu veidu. Rotaslietas lielākoties ir izgatavotas no 950 metāla, kas satur 95% tīra platīna. Dažreiz jūs varat atrast 900. sakausējumu. Tās acīmredzamie trūkumi nav pārāk piesātināta krāsa un neizteiksmīgs spožums. Tāpēc estētiskā ziņā viņš ļoti zaudē 950. metālam.

Plaši izplatīti ir platīna sakausējumi ar irīdiju. Jo vairāk šī otrā komponenta, jo izturīgāks ir savienojums. Platīna-iridija sakausējumu kristalizācijas intervāls ir samērā šaurs. Arī vielas cietība un izturība ievērojami palielinās.

Dažādiem mērķiem platīnu joprojām var sakausēt ar:

• vara;
• rutēnijs;
• pallādijs;
• niķelis;
• rodijs.

Ļoti lielu platīna daļu izmanto rūpniecībā. Tehnologi ļoti augstu vērtē šī metāla īpašību paātrināt dažādas ķīmiskās reakcijas, nenovirzoties. Tagad to dažreiz izmanto medicīnā, galvenokārt zobu protezēšanai. Jau pagājušā gadsimta vidū šādi lietojumi veidoja vairākus procentus no visa iegūtā platīna. Summa pakāpeniski pieaug.

Arī tās izmantošana slāpekļskābes (kā amonjaka oksidētāja) ražošanā ir plaši izplatīta. Tomēr šajā gadījumā biežāk tiek izmantots platīna-rodija sakausējums, nevis tīrs metāls. Šīs izvēles iemesli interesē tikai tehnologus, un tie ir ārpus šī raksta tvēruma.Vēl viens dārgmetāls tiek izmantots sērskābes ražošanā, ogļūdeņražu, acetilēna, ketonu hidrogenēšanā.

Bet Platīnu plaši izmanto arī naftas pārstrādes rūpniecībā. Tas ir lielisks katalizators, kas paātrina benzīna ražošanu. Destilācijas kolonnās ievieto nevis tīklu, kā dažreiz tiek domāts, bet smalki sadalītu platīna pulveri. Tas ir izturīgāks, molibdēns un vanādijs. Arī platīna izmantošana norāda uz paaugstinātu efektivitāti.

Platīnu var izmantot elektrisko kurtuvju pretestības kontaktos. Jūs varat viņu satikt daudzos citos elektriskos kontaktos.

Platinum-kobalta sakausējums ir nepieciešams, lai izveidotu magnētus, kas apvieno kompaktumu un milzīgu veiktspēju.

Katru dienu daudzi autobraucēji netieši izmanto platīnu. Automašīnās tas galvenokārt atrodams katalizatoros. Šis metāls palīdz samazināt izplūdes gāzu daudzumu, tādējādi uzlabojot pilsētas atmosfēru. Platīna pārklājums katalizatorā tiek uzklāts uz monolīta keramikas elementa.

Atgriežoties pie medicīnas, ir vērts atzīmēt, ka no platīna bāzes izgatavoti unikāli ķirurģiski instrumenti. Tos var dezinficēt ar spirta degļiem, netērējot īpašus reaģentus. Zobārsti mīl strādāt ar instrumentiem, kas izsmidzina plānu platīna kārtu. Platinum-iridium elektrodi tiek izmantoti sirdsdarbības ritma kontrolei un protezēšanai dzirdes problēmu gadījumos.

Tomēr nevar nepieminēt “baltā metāla” lomu citās jomās.

Tātad Stikla ražošanā tas ir ļoti pieprasīts.. Drīzāk nevis logu stikls, bet gan augstas kvalitātes optiskie stikli. Rodija-platīna maisījums palīdz padarīt stiklplasta veidņus, kuru biezums ir mazāks par 1 mm. Daudzu tūkstošu stundu laikā tas darbojas pareizi 1400-1500 grādu temperatūrā, attīstoties stikla krāsnīs.

Elitārs čehu stikls, kas maksā gandrīz pasakainu naudu, ir izgatavots tieši platīna tīģeļu iekšpusē.

Protams, ķīmiskā rūpniecība nevarēja paiet garām šādai karstumizturīgai vielai un kodīgākajiem reaģentiem. Tajā tīģeļi ir izgatavoti no platīna, kā arī citi trauki pētniecības un ekspertu laboratorijām, īpaši tīras nozares vajadzībām.

Tātad, tieši tā pamatojoties uz Pt, izveidojiet dažas ierīces, kuras izmanto pusvadītāju kristālu izveidošanaic. Tikai viņu iekšienē šādus apstākļus var radīt, ja piemaisījumu koncentrācija ir mazāka par 1 atomu uz miljonu. Pat platīna tīģelī tie rada kristālus, kas nepieciešami lāzeru radīšanai un zemas strāvas elektrotehnikas kontaktiem.

Šis metāls turpinās:

• lāzeru iekšējie spoguļi;
• hidrogēnfluorūdeņraža un perhlorskābes ražošanas retorti;
• nešķīstoši galvaniskās iekārtas anodi;
• pretestības termometri;
• mikroviļņu iekārtas atsevišķas daļas;
• zāles, kas nomāc noteiktas vēža formas;
• monētu un zīmotņu, medaļu un pasūtījumu izgatavošana;
• aprīkojums, kurā sintezē vitamīnus un dažus citus farmakoloģiskos preparātus.

Jau no paša sākuma jums ir jākoncentrējas uz cenu. Platīns ar identisku paraugu būs vismaz trīs reizes dārgāks nekā zelts. Turklāt ar viņu nav tik daudz juvelieru. Lielākais vairums šādu meistaru strādā Rietumeiropā. No turienes ieteicams koncentrēties uz rotaslietām. Bet neuzticieties cenu zīmei un pārdevēju vārdiem, bet pieprasiet oficiālus sertifikātus.

Kobalta un rutēnija piedevas var palielināt produkta kalpošanas laiku. Juvelierizstrādājumi, kuriem pievienots iridijs, bieži tiek saskrāpēti, taču tie var ietaupīt naudu. Paraugs jāizvēlas, galvenokārt ņemot vērā tā finansiālās iespējas.

Un vēl daži padomi:

• platīns tiek vizuāli apvienots ar jebkuriem dārgakmeņiem;
• labākais risinājums (ja ir līdzekļi) būtu to apvienot ar dimantiem;
• ievietotajiem akmeņiem jāatbilst vispārīgajai koncepcijai;
• iegravēti uzraksti un zīmējumi var ātri iziet no modes;
• un, protams, jums jāsazinās ar oficiālo juvelierizstrādājumu veikalu, nevis ar pirmo veikalu, uz kuru jūs nokļūsit pa ceļam, vai kiosku apakšējā korpusa vidū.

Šeit nav īpašu prasību. Attīrīšanu parasti veic, izmantojot īpašus preparātus platīnam. Jūs tos varat iegādāties lielākajā daļā juvelierizstrādājumu veikalu. Daži cilvēki izmanto nepiesātinātas ziepes vai ļoti atšķaidītu amonjaku. Dažreiz tiek izmantoti arī šķidri mazgāšanas līdzekļi; tomēr domājams, ka ziepes un želejas zaudē raksturīgo spīdumu.

To veic tikai pieredzējuši juvelieri uz īpaša aprīkojuma. Platīna izstrādājums jāuzglabā atsevišķi no rotaslietām, kas izgatavotas no citiem metāliem. Tas pasargās viņus no deformācijas, kad tiem pieskaras cietāks priekšmets.

Augstā platīna vērtība ir saistīta ne tikai ar tā unikālajām īpašībām, bet arī ar salīdzinošo retumu. Tiek lēsts, ka pat atradnēs (kā arī visā zemes garozā) Pt koncentrācija ir 30 reizes mazāka nekā zelta koncentrācija. No 1828. līdz 1845. gadam mūsu valstī tika izgatavotas platīna monētas. Viņu nominālvērtība bija 3, 6 un 12 rubļi, un kopējais patērētā metāla daudzums pārsniedza 14 tonnas. Platīns dārgmetālu kategorijā ietilpa tikai 1751. gadā - ir pagājuši aptuveni 200 gadi kopš tā kļuva pazīstams Eiropā.

Un mūsu valstī pirmajos 10 ieguves gados tika iegūts tik daudz platīna, cik gadsimtos pirms Urālu atradņu atklāšanas tie tika iegūti visā Amerikā. Un tieši Krievijā tiek atrasti lielākie, parasti (atkārtoti izkusušie) un lielākie tīrradņi, kas saglabājušies līdz mūsu laikam. Platīns ķīmiskā elementa statusu ieguva 1735. gadā, kad itālis D. Scaligers pierādīja tā nesadalāmību; iepriekš uzskatīja, ka šī ir vienkārša viela.

Ķīmiski tīrs platīns no rūdas tika izolēts tikai pēc 68 gadiem Anglijā. Metāliskā formā tas ir pilnīgi neitrāls bioloģiski. Tomēr atsevišķi savienojumi (galvenokārt ar fluoru) var būt ārkārtīgi bīstami dzīvībai. Un 1867. gadā Anglija nopirka visas Krievijas platīna rezerves (tūlīt pēc pārdošanas moratorija atcelšanas). Bet divdesmitā gadsimta pirmajos gados mūsu valstī saražoja vismaz 90% no pasaules produkcijas (jo fantastiskas rezerves Āfrikas dienvidos tika atrastas tikai 1920. gadu vidū).

Tāpēc nav pārsteidzoši, ka 1918. gada maijā tika izveidots īpašs platīna izpētes institūts. Tagad tas ir daļa no Vispārējās un neorganiskās ķīmijas institūta. Atsevišķi platīnu saturoši minerāli satur arī antimonu, arsēnu vai sēru, taču tie ir mazāk izplatīti nekā savienojumi ar metāliem. Tādējādi Norilskite minerāls, kas iegūts Krasnojarskas teritorijas ziemeļdaļā, satur 25% dzelzs un 26% niķeļa. Interesanti, ka vienā no platīna rūpnieciskās ražošanas posmiem var izmantot cukura šķīdumu.

Un šī metāla nosaukumi ir diezgan dažādi: viņi to sauc par “sapuvušo zeltu” un “vardes zeltu”. Maziem tā kristāliem ir kubveida forma. Sākotnēji 19. gadsimta pirmajā pusē mūsu valstī no platīna tika izgatavoti gredzeni un stīpiņas mucām. Elektriskās vadītspējas ziņā šis metāls ir zemāks par varu, alumīniju un sudrabu. Platīns sāk oksidēties ar atmosfēras skābekli tikai temperatūrā no 200 grādiem.

Plašāk par platīnu un tā īpašībām lasiet videoklipā.