Platina: eigenschappen en toepassingen

Stoffen die in de natuur voorkomen - een praktisch onuitputtelijk onderwerp voor verhalen. Bovendien zijn ze niet allemaal even bekend. Het is noodzakelijk om, althans voor algemene ontwikkeling, de belangrijkste momenten in verband met platina, zijn eigenschappen en toepassingskenmerken te achterhalen.

Degenen die enkele decennia geleden afstudeerden aan de school zouden zeker zeggen dat platina het metaal is van een zij-subgroep van de 8e groep van het periodiek systeem van de Mendelejev-elementen. Deze classificatie is echter verouderd en nu wordt platina toegewezen aan de 10e groep elementen.

Het is onmogelijk te zeggen hoe dit metaal er in de natuur uitziet. In zijn pure vorm kan het namelijk alleen kunstmatig worden verkregen. Platina-ertsen bevatten slechts kleine insluitsels van de basissubstantie. Fysiek gezien zijn het isomorfe mengsels van Pt met:

• koper;
• ijzer;
• nikkel;
• zilver
• verschillende metalen uit de platinagroep.

Platina-ertsen bevinden zich overal in een diffuse staat. De meeste zijn geconcentreerd in de Nieuwe Wereld. Omdat de eer van de ontdekking van platina is van de oude indianen. Wanneer ze precies dit metaal begonnen te delven, weten zelfs experts niet. Maar na de ontdekking van platina door Europeanen was zijn rol in de economie waarschijnlijk negatief.

Geen wonder dat ze in 1735 in Spanje besloten de invoer van eerder gedolven platina in de metropool te verbieden. Wat in Colombia opnieuw werd gewonnen, werd bevolen zorgvuldig te worden gescheiden van zilver en overstroomd in rivieren. En alles wat ze zelf naar Spanje hadden weten te brengen, werd in een feestelijke sfeer in de zee verdronken.

Maar het is merkwaardig dat er minder dan een halve eeuw is verstreken, aangezien Madrid integendeel een koers heeft uitgezet voor de verbeterde invoer van platina-grondstoffen. Daarna begonnen ze het op staatsschaal te gebruiken om munten van andere edelmetalen te vervalsen. Volgens verschillende bronnen was het in 1820 in Europa 3 tot 7 ton platina. Van het in Frankrijk werden de normen voor meter en kilogram gemaakt. Maar goed, het had nog steeds geen serieus nut.

Het soortelijk gewicht van puur platina is 21,45 g per 1 kubieke meter. zie, het smelt bij een temperatuur van ongeveer 1768 graden Celsius. Koken (verdamping) vindt plaats bij 3825 graden. Het zijn deze temperatuurkenmerken die lange tijd niet toelieten om puur metaal niet te isoleren, laat staan ​​om het gebruik ervan vast te stellen. Bovendien is platina harder dan goud en zilver; het is vrij moeilijk om het mechanisch te verwerken.

Dit metaal is gesmeed en taai. De treksterkte is erg indrukwekkend.

Het lost alleen op in:

• koninklijke wodka;
• vloeibaar broom;
• verwarmd zwavelzuur (maar extreem langzaam).

Daarom heeft het geen zin om het naar een magneet te brengen om het van zilver of goud te scheiden. Je hoeft alleen maar te begrijpen dat pure platina sieraden niet bestaan. Ze kunnen verschillende concentraties ijzer en nikkel bevatten en alleen deze onzuiverheden reageren volledig op de magneet.

Benieuwd dat in de microwereld heeft platina mogelijk magnetische eigenschappen. Natuurkundigen in het experiment wisten ze te vinden in de atoomlaag van een metaal; De opening is in 2018 aangekondigd. Om de stof ferromagnetische eigenschappen te geven, was het nodig om ionische vloeistof te gebruiken - een nieuw soort stof die speciaal tijdens onderzoek is gemaakt. Wat betreft de kleur van platina, in de natuur is het geschilderd in een zilverwitte tint. Soms worden donkergrijze monsters gevonden.

Het is belangrijk om platina-erts uit de ingewanden van de aarde te halen, daar zijn verschillende manieren voor.

Ondanks de eerste ontdekking van platina-afzettingen in Zuid-Amerika, bevindt het grootste veld ter wereld in de 21e eeuw zich in Afrika. Als het precies is, dan in Zuid-Afrika. Het Bushveld-complex is een gigantische opeenhoping van metalen uit de platinagroep; er wordt aangenomen dat het 2 miljard jaar geleden verscheen als gevolg van vulkanische processen. De vorm van het Zuid-Afrikaanse veld lijkt op een "plateau" met een diameter van 370 km. Het complex is samengesteld uit verschillende horizonten die landinwaarts zijn gericht.

Bovendien is de dikte van afzettingen in 2 van de drie horizonten slechts ongeveer 1 m. De Platrif-horizon, die nu actief wordt ontwikkeld, heeft op verschillende plaatsen een dikte van 5-90 m. Het wordt op een open manier gewonnen. Het complex werd geopend in 1924. Vanaf hier gaat de wereld ¾ van alle gewonnen platina naar de wereldmarkt.

Maar zelfs vandaag staat ons land op de lijst van toonaangevende landen voor de winning van platina-ertsen. Toegegeven, het staat al op de tweede plaats, achter Zuid-Afrika met 5,8 keer. Edelmetaal wordt ook vanuit Rusland verzonden voor export. De derde plaats op de wereldranglijst wordt ingenomen door Zimbabwe, waar ze ongeveer 3 keer minder platina (9 ton) produceren.

En ook platina wordt gewonnen:

• USA (6000 kg);
• Canada (ongeveer 5000 kg);
• andere staten (samen 6100 kg).

Dit metaal kan zowel open als van mij worden gehaald. Steengroeven bevinden zich voornamelijk waar secundaire placers worden gevonden. Op deze plaatsen werd platina afgezet na mechanische vernietiging van de primaire afzettingen. Maar geologen hebben al lang ontdekt dat het grootste deel ervan is geconcentreerd in ondergrondse lagen nikkelerts. Mijnbouw verschilt weinig van het werk aan andere metalen mineralen; het is vermeldenswaard slechts een aanzienlijk deel van de handenarbeid.

Na verrijking stijgt de concentratie met 3 ordes van grootte. Op het Bushveld-complex vereist de winning van uiteindelijk 1 kg platina (rekening houdend met technologische verliezen) een verhoging van 500-1500 kg erts. Vervolgens wordt het halffabrikaat verwerkt in metallurgische behandelingsovens en speciale converters; maar het eindresultaat wordt pas bereikt na verfijning, wanneer de metaalconcentratie 99,5% is.

Platina is beter dan goud omdat het sterker is dan platina. Daarom is de levensduur van platinaproducten veel hoger. Ze krabben is veel moeilijker. Als gevolg hiervan is het minder waarschijnlijk dat dit soort sieraden (en niet alleen) producten worden gerepareerd. Platina "verouderd" verschilt nog meer van goud.

Dankzij het patina krijgt ze een grijze kleur met een matte glans. Veel eigenaren proberen van dit effect af te komen en hun sieraden te polijsten. Volgens andere mensen patina maakt een edelmetaal, zo niet nog waardevoller, dan toch interessanter. Niet live zien, het is onwaarschijnlijk dat de juiste beslissing zal worden genomen. De rhodiumlaag op witgoud zal geleidelijk aan slijten en zal veel geler worden.

Ze vervagen ook geleidelijk en ze zullen systematisch moeten worden schoongemaakt. Immers zilver is chemisch actief en zal onvermijdelijk reageren met de meest voorkomende stoffen, zelfs atmosferische zuurstof. Al dit verschil ten gunste van platina wordt echter overschaduwd door het feit dat het merkbaar minder toegankelijk is dan goud en vooral zilver.

Wolfraam is als platina. Maar het is aanzienlijk goedkoper, terwijl de sterkte van wolfraamproducten ook groot is. Het probleem is dat wolfraam veel moeilijker te verwerken is, waardoor het een normale vorm krijgt. Het opnieuw maken van een wolfraamring en het aanpassen van de grootte ervan is zelfs met de technologie van de 21e eeuw geen gemakkelijke taak. Dezelfde problemen doen zich voor bij het gebruik van titaniumimitaties.

Er zijn nogal wat soorten platina-legeringen. Het grootste deel van de sieraden is gemaakt van metaal 950, dat voor 95% uit puur platina bestaat. Soms vind je de 900ste legering. De voor de hand liggende nadelen zijn niet te verzadigde kleuren en onuitsprekelijke schittering. Daarom verliest hij in esthetisch opzicht veel aan het 950ste metaal.

Legeringen van platina met iridium zijn wijdverbreid. Hoe meer deze tweede component, des te vuurvaster de verbinding. Het kristallisatie-interval van platina-iridiumlegeringen is relatief smal. De hardheid en sterkte van de stof nemen ook aanzienlijk toe.

Voor verschillende doeleinden kan platina nog steeds worden versmolten met:

• koper;
• ruthenium;
• palladium;
• nikkel;
• rhodium.

Een zeer groot deel van platina wordt in de industrie gebruikt. Technologen stellen de eigenschap van dit metaal zeer op prijs om verschillende chemische reacties te versnellen zonder te divergeren. Nu wordt het soms in de geneeskunde gebruikt, voornamelijk voor tandprothesen. Reeds halverwege de vorige eeuw waren dergelijke toepassingen goed voor enkele procenten van alle gewonnen platina. Het bedrag groeit geleidelijk.

Het gebruik ervan bij de productie van salpeterzuur (als oxidatiemiddel van ammoniak) is ook wijdverbreid. In dit geval wordt echter vaker platina-rhodiumlegering gebruikt, en niet puur metaal. De redenen voor deze voorkeur zijn alleen van belang voor technologen en vallen buiten het bestek van dit artikel.Een ander edelmetaal wordt gebruikt bij de productie van zwavelzuur, hydrogenering van koolwaterstoffen, acetyleen, ketonen.

Maar Platina wordt ook veel gebruikt in de olieraffinage-industrie. Het is een uitstekende katalysator die de productie van benzine versnelt. In destillatiekolommen wordt geen net geplaatst, zoals soms wordt gedacht, maar fijn verdeeld platinapoeder. Het is duurzamer en molybdeen en vanadium. En ook ten gunste van platina is er bewijs van verhoogde efficiëntie.

Platina kan worden gebruikt in weerstandscontacten van elektrische ovens. Je kunt haar ontmoeten in vele andere elektrische contacten.

Platina-kobaltlegering is nodig om magneten te maken die compactheid en geweldige prestaties combineren.

Elke dag gebruiken veel automobilisten impliciet platina. In auto's zit het vooral in katalysatoren. Dit metaal helpt uitlaatemissies te verminderen en verbetert zo de stedelijke atmosfeer. De platinabekleding in de katalysator wordt aangebracht op een monolithisch keramisch element.

Terugkerend naar de geneeskunde, is het vermeldenswaard dat op platina gebaseerde unieke chirurgische instrumenten maken. Ze kunnen worden gedesinfecteerd met alcoholbranders zonder speciale reagentia uit te geven. Tandartsen werken graag met gereedschappen die een dunne laag platina spuiten. Platina-iridium-elektroden worden gebruikt om het ritme van de hartactiviteit te regelen en voor protheses voor gehoorproblemen.

Maar men kan niet anders dan de rol van het 'witmetaal' op andere gebieden noemen.

Dus Er is veel vraag naar glasproductie.. Geen vensterglas, maar hoogwaardige optische glazen. Rhodium-platina-mix helpt bij het maken van glasvezelmatrijzen met een dikte van minder dan 1 mm. Duizenden uren lang werkt het naar behoren bij een temperatuur van 1400-1500 graden en ontwikkelt het zich in glazen ovens.

Elite Tsjechisch glas, dat bijna fantastisch geld kost, wordt precies in platina-smeltkroezen gemaakt.

Natuurlijk kon de chemische industrie niet voorbijgaan aan een dergelijke stof die bestand is tegen hitte en de meest bijtende reagentia. Daarin zijn smeltkroezen gemaakt van platina en andere schalen voor onderzoek en deskundige laboratoria, voor met name schone industrieën.

Precies dus op basis van Pt maken sommige apparaten die worden gebruikt om halfgeleiderkristallen te makenc. Alleen daarbinnen kunnen dergelijke omstandigheden worden gecreëerd wanneer de concentratie van onzuiverheden minder is dan 1 atoom per miljoen. Zelfs in platina smeltkroezen produceren ze de kristallen die nodig zijn voor het maken van lasers en voor contacten van laagstroom elektrotechniek.

Dit metaal gaat verder:

• spiegels gebruikt in lasers;
• retorten voor de productie van fluorwaterstof en perchloorzuren;
• onoplosbare anodes voor galvanische apparatuur;
• weerstandsthermometers;
• afzonderlijke onderdelen van microgolfapparatuur;
• medicijnen die bepaalde vormen van kanker onderdrukken;
• productie van munten en insignes, medailles en bestellingen;
• apparatuur waar vitamines en enkele andere farmacologische preparaten worden gesynthetiseerd.

Vanaf het allereerste begin moet er gefocust worden op de prijs. Platina met een identiek staal is minstens drie keer zo duur als goud. Bovendien werken er niet zoveel juweliers met haar samen. De overgrote meerderheid van dergelijke meesters werkt in West-Europa. Het is raadzaam om vanaf daar op sieraden te focussen. Maar vertrouw het prijskaartje en de woorden van verkopers niet, maar heb officiële certificaten nodig.

Additieven van kobalt en ruthenium kunnen de levensduur van het product verlengen. Sieraden met de toevoeging van iridium zijn vaak bekrast, maar kunnen geld besparen. De steekproef moet in de eerste plaats worden geselecteerd rekening houdend met de financiële mogelijkheden.

En nog een paar tips:

• platina wordt visueel gecombineerd met edelstenen;
• de beste optie (als er geld beschikbaar is) is om het te combineren met diamanten;
• ingevoegde stenen moeten voldoen aan het algemene concept;
• gegraveerde opschriften en tekeningen kunnen snel uit de mode raken;
• en natuurlijk moet je contact opnemen met de officiële juwelier, en niet de eerste winkel die je onderweg tegenkomt of een kiosk in het midden van de onderdoorgang.

Er zijn hier geen specifieke vereisten. Zuivering wordt meestal uitgevoerd met speciale preparaten voor platina. Je kunt ze bij de meeste juweliers kopen. Sommige mensen gebruiken onverzadigde zeep of sterk verdunde ammoniak. Soms worden ook vloeibare wasmiddelen gebruikt; men denkt echter dat zeep en gels resulteren in een verlies van karakteristieke glans.

Het wordt alleen uitgevoerd door ervaren juweliers op speciale apparatuur. Het platinaproduct moet apart worden bewaard van sieraden gemaakt van andere metalen. Dit beschermt ze tegen vervorming wanneer ze worden aangeraakt door een harder voorwerp.

De hoge waarde van platina is niet alleen te danken aan zijn eigen unieke eigenschappen, maar ook aan zijn relatieve zeldzaamheid. Er wordt geschat dat zelfs in afzettingen (evenals in de hele aardkorst) de concentratie van Pt 30 keer lager is dan de concentratie van goud. Van 1828 tot 1845 werden in ons land platina munten gemaakt. Hun nominale waarde was 3, 6 en 12 roebel en de totale hoeveelheid verbruikt metaal was meer dan 14 ton. Platina viel pas in 1751 in de categorie edelmetalen - ongeveer 200 jaar zijn verstreken sinds het in Europa bekend werd.

En in ons land, in de allereerste 10 jaar van winning, werd evenveel platina gewonnen als in de eeuwen voorafgaand aan de ontdekking van de Oeral-afzettingen, werden ze in heel Amerika gewonnen. En het is in Rusland dat zowel de grootste, over het algemeen (opnieuw gesmolten), als de grootste van de goudklompjes die tot nu toe zijn bewaard, worden gevonden. Platina kreeg de status van een chemisch element in 1735, toen de Italiaan D. Scaliger zijn ondeelbaarheid bewees; dacht eerder dat dit een simpele stof is.

Chemisch zuiver platina uit erts werd pas na 68 jaar in Engeland geïsoleerd. In metalen vorm is het biologisch volledig neutraal. Individuele verbindingen (voornamelijk met fluor) kunnen echter extreem levensbedreigend zijn. En in 1867 werden alle Russische platinareserves (onmiddellijk na de opheffing van het moratorium op verkoop) door Engeland gekocht. Maar in de eerste jaren van de twintigste eeuw was ons land goed voor ten minste 90% van de wereldproductie (omdat fantastische reserves in zuidelijk Afrika pas halverwege de jaren twintig werden gevonden).

Het is daarom niet verwonderlijk dat in mei 1918 een speciaal instituut voor de studie van platina werd opgericht. Nu maakt het deel uit van het Institute of General and Anorganic Chemistry. Afzonderlijke platina bevattende mineralen bevatten ook antimoon, arseen of zwavel, maar komen minder vaak voor dan verbindingen met metalen. Zo bevat het Norilskiet-mineraal dat in het noorden van het Krasnoyarsk-gebied wordt gewonnen, 25% ijzer en 26% nikkel. Het is merkwaardig dat in een van de stadia van de industriële productie van platina een suikeroplossing kan worden gebruikt.

En de namen van dit metaal zijn behoorlijk divers: ze noemen het "rot goud" en "kikkergoud". Kleine kristallen ervan hebben een kubusvormige vorm. Aanvankelijk werden in de eerste helft van de 19e eeuw in ons land ringen en ringen voor vaten gemaakt van platina. In elektrische geleidbaarheid is dit metaal inferieur aan koper en aluminium en zilver. Platina begint alleen bij temperaturen vanaf 200 graden te oxideren met zuurstof uit de lucht.

Lees meer over platina en de eigenschappen ervan in de video.