Platyna: właściwości i zastosowania

Substancje, które istnieją w naturze - praktycznie niewyczerpany temat opowiadań. Co więcej, nie wszystkie są równie dobrze znane. Konieczne jest poznanie, przynajmniej w przypadku ogólnego rozwoju, głównych momentów związanych z platyną, jej właściwościami i funkcjami aplikacji.

Ci, którzy kilka lat temu ukończyli szkołę, z pewnością powiedzieliby, że platyna jest metalem podgrupy bocznej 8. grupy okresowego pierwiastków. Jednak ta klasyfikacja jest nieaktualna i teraz platyna jest przypisana do 10. grupy pierwiastków.

Nie można powiedzieć, jak ten metal wygląda w naturze. Rzeczywiście, w czystej postaci można go uzyskać tylko sztucznie. Rudy platyny mają tylko niewielkie inkluzje substancji podstawowej. Z fizycznego punktu widzenia są to izomorficzne mieszaniny Pt z:

• miedź;
• żelazo;
• nikiel;
• srebrny
• różne metale z grupy platynowców.

Rudy platyny są wszędzie w stanie rozproszonym. Większość z nich koncentruje się w Nowym Świecie. Ponieważ zaszczyt odkrycia platyny należy do starożytnych Indian. Kiedy dokładnie zaczęli wydobywać ten metal, nawet eksperci nie wiedzą. Ale po odkryciu platyny przez Europejczyków jej rola w gospodarce była bardziej negatywna.

Nic dziwnego, że w 1735 r. W Hiszpanii postanowiono zakazać importu wydobytej wcześniej platyny do metropolii. To, co ponownie wydobyto w Kolumbii, nakazano ostrożnie oddzielić od srebra i zalać rzekami. A wszystko, co udało im się sprowadzić do samej Hiszpanii, utopiono w morzu w świątecznej atmosferze.

Ciekawe jest jednak to, że minęło mniej niż pół wieku, ponieważ Madryt, przeciwnie, wyznaczył kierunek zwiększonego importu surowców platynowych. Następnie zaczęli używać go na skalę państwową do fałszowania monet z innych metali szlachetnych. Według różnych źródeł do 1820 r. W Europie okazało się, że z 3 do 7 ton platyny. To właśnie we Francji opracowano standardy licznika i kilograma. Ale i tak nadal nie miał poważnego zastosowania.

Ciężar właściwy czystej platyny wynosi 21,45 g na 1 metr sześcienny. patrz. Topi się w temperaturze około 1768 stopni Celsjusza. Wrzenie (parowanie) następuje w 3825 stopniach. To właśnie te cechy temperatury przez długi czas nie pozwalały na izolację czystego metalu, a tym bardziej na ustalenie jego zastosowania. Ponadto platyna jest twardsza niż złoto i srebro; obróbka mechaniczna jest raczej trudna.

Ten metal jest kuty i ciągliwy. Jego wytrzymałość na rozciąganie jest imponująca.

Rozpuszcza się tylko w:

• wódka królewska;
• ciekły brom;
• podgrzewany kwas siarkowy (ale bardzo powoli).

Dlatego doprowadzenie go do magnesu w celu oddzielenia go od srebra lub złota nie ma sensu. Musisz tylko zrozumieć, że biżuteria z czystej platyny nie istnieje. Mogą zawierać różne stężenia żelaza i niklu, a właśnie te zanieczyszczenia całkowicie reagują na magnes.

Ciekawe, że w mikroświecie platyna może mieć właściwości magnetyczne. Fizycy w eksperymencie zdołali znaleźć je w atomowej warstwie metalu; Otwarcie ogłoszono w 2018 roku. Aby nadać tej substancji właściwości ferromagnetyczne, konieczne było użycie cieczy jonowej - nowego rodzaju substancji stworzonej specjalnie podczas badań. Jeśli chodzi o kolor platyny, w naturze jest pomalowany na srebrno-biały kolor. Czasami można znaleźć ciemnoszare próbki.

Ważne jest wydobycie rudy platyny z jelit ziemi, istnieje na to kilka sposobów.

Pomimo pierwszego odkrycia złóż platyny w Ameryce Południowej największe pole na świecie w XXI wieku znajduje się w Afryce. Jeśli dokładnie, to w Afryce Południowej. Kompleks Bushveld to gigantyczne nagromadzenie metali z grupy platynowców; uważa się, że pojawił się 2 miliardy lat temu w wyniku procesów wulkanicznych. Kształt południowoafrykańskiego pola przypomina „płaskowyż” o średnicy 370 km. Kompleks składa się z kilku horyzontów skierowanych w głąb lądu.

Co więcej, grubość złóż w 2 z trzech horyzontów wynosi tylko około 1 m. Aktywnie rozwijany horyzont Platrif ma w różnych miejscach grubość 5-90 m. Wydobywana jest w otwarty sposób. Kompleks został otwarty w 1924 roku. To właśnie stąd światowy rynek min wszystkich wydobytych liści platyny.

Ale nawet dzisiaj nasz kraj znajduje się na liście wiodących krajów w zakresie wydobywania rud platyny. To prawda, że ​​jest już na drugim miejscu, za Republiką Południowej Afryki 5,8 razy. Metale szlachetne są również wysyłane z Rosji na eksport. Trzecie miejsce w światowym rankingu zajmuje Zimbabwe, gdzie produkuje około 3 razy mniej platyny (9 ton).

A także wydobywana jest platyna:

• USA (6000 kg);
• Kanada (około 5000 kg);
• inne stany (łącznie 6100 kg).

Ten metal można wydobywać zarówno otwarty, jak i mój. Kamieniołomy znajdują się głównie tam, gdzie znajdują się dodatkowe placery. W tych miejscach platyna została zdeponowana po mechanicznym zniszczeniu pierwotnych złóż. Ale… geolodzy od dawna odkryli, że większość z nich koncentruje się w podziemnych warstwach rud niklu. Wydobycie kopalni niewiele różni się od pracy nad innymi metalami mineralnymi; warto zauważyć tylko znaczną część pracy fizycznej.

Po wzbogaceniu jego stężenie wzrasta o 3 rzędy wielkości. W kompleksie Bushveld ekstrakcja 1 kg platyny ostatecznie (biorąc pod uwagę straty technologiczne) wymaga podniesienia 500-1500 kg rudy. Następnie półprodukt jest przetwarzany w piecach do obróbki metalurgicznej i specjalnych konwertorach; ale końcowy wynik osiąga się dopiero po rafinacji, gdy stężenie metalu wynosi 99,5%.

Platyna jest lepsza niż złoto, ponieważ jest silniejsza od niej. Dlatego żywotność produktów platynowych jest znacznie wyższa. Drapanie ich jest znacznie trudniejsze. W rezultacie tego rodzaju produkty jubilerskie (i nie tylko) mają mniejsze szanse na naprawę. Platyna „starzona” jeszcze bardziej różni się od złota.

Ona, dzięki patynie, zyskuje szary kolor z matowym połyskiem. Wielu właścicieli próbuje pozbyć się tego efektu i wypolerować biżuterię. Według innych ludzi patyna tworzy metal szlachetny, jeśli nawet nie bardziej wartościowy, to przynajmniej bardziej interesujący. Nie widząc na żywo, podjęcie właściwej decyzji jest mało prawdopodobne. Warstwa rodu na białym złocie stopniowo się zużyje i stanie się znacznie żółtsza.

Stopniowo również blakną i będą musiały być systematycznie czyszczone. W końcu srebro jest chemicznie aktywne i nieuchronnie reaguje z najczęstszymi substancjami, nawet tlenem atmosferycznym. Jednak cała ta różnica na korzyść platyny jest przyćmiona faktem, że jest ona znacznie mniej dostępna niż złoto, a zwłaszcza srebro.

Wolfram jest jak platyna. Ale jest znacznie tańszy, a siła produktów wolframowych jest również świetna. Problem polega na tym, że wolfram jest znacznie trudniejszy do przetworzenia, co nadaje mu normalny kształt. Ponowne opracowanie pierścienia wolframowego i dostosowanie jego rozmiaru nie jest łatwym zadaniem nawet w przypadku technologii XXI wieku. Te same trudności pojawiają się przy stosowaniu imitacji tytanu.

Istnieje wiele rodzajów stopów platyny. Biżuteria w przeważającej części wykonana jest z metalu 950, który zawiera 95% czystej platyny. Czasami można znaleźć 900. stop. Jego oczywistymi wadami są niezbyt nasycony kolor i niewyraźny blask. Dlatego pod względem estetycznym dużo traci na 950 metalu.

Stopy platyny z irydem są szeroko rozpowszechnione. Im bardziej ten drugi składnik, tym bardziej ogniotrwały związek. Przedział krystalizacji stopów platynowo-irydowych jest stosunkowo wąski. Twardość i wytrzymałość substancji również znacznie wzrosły.

Do różnych celów platynę można nadal łączyć z:

• miedź;
• ruten;
• pallad;
• nikiel;
• rod.

Bardzo duża część platyny jest wykorzystywana w przemyśle. Technologowie bardzo doceniają właściwość tego metalu do przyspieszania różnych reakcji chemicznych bez rozbieżności. Teraz jest czasami stosowany w medycynie, głównie w protetyce dentystycznej. Już w połowie ubiegłego wieku takie aplikacje stanowiły kilka procent całej wydobywanej platyny. Kwota stopniowo rośnie.

Jego zastosowanie w produkcji kwasu azotowego (jako utleniacza amoniaku) jest również szeroko rozpowszechnione. Jednak w tym przypadku częściej stosuje się stop platynowo-rodowy, a nie czysty metal. Przyczyny tej preferencji są interesujące tylko dla technologów i są poza zakresem tego artykułu.Kolejny metal szlachetny jest wykorzystywany do produkcji kwasu siarkowego, uwodornienia węglowodorów, acetylenu, ketonów.

Ale… Platyna jest również szeroko stosowana w przemyśle rafinacji ropy naftowej. Jest doskonałym katalizatorem przyspieszającym produkcję benzyny. W kolumnach destylacyjnych nie umieszcza się siatki, jak się czasem myśli, ale drobno podzielony proszek platyny. Jest bardziej trwały, molibden i wanad. A także na korzyść platyny świadczy o zwiększonej wydajności.

Platyna może być stosowana w kontaktach oporowych pieców elektrycznych. Możesz ją spotkać w wielu innych kontaktach elektrycznych.

Stop platynowo-kobaltowy jest potrzebny do stworzenia magnesów, które łączą zwartość i niesamowitą wydajność.

Każdego dnia wielu kierowców niejawnie używa platyny. W samochodach występuje głównie w katalizatorach. Ten metal pomaga zmniejszyć emisję spalin, poprawiając w ten sposób atmosferę miejską. Powłoka platynowa w katalizatorze jest nakładana na monolityczny element ceramiczny.

Wracając do medycyny, warto zauważyć, że na bazie platyny powstają unikalne narzędzia chirurgiczne. Można je zdezynfekować palnikami alkoholowymi bez wydawania specjalnych odczynników. Dentyści uwielbiają pracować z narzędziami rozpylającymi cienką warstwę platyny. Elektrody platynowo-irydowe są używane do kontrolowania rytmu czynności serca oraz do protetyki problemów ze słuchem.

Nie można jednak nie wspomnieć o roli „białego metalu” w innych obszarach.

Więc Jest bardzo poszukiwany w produkcji szkła.. Raczej nie szyby, ale wysokiej jakości szkła optyczne. Mieszanka rodu i platyny pomaga tworzyć matryce z włókna szklanego o grubości mniejszej niż 1 mm. Przez wiele tysięcy godzin działa prawidłowo w temperaturze 1400-1500 stopni, rozwijając się w piecach szklarskich.

Elitarne czeskie szkło, które kosztuje prawie wspaniałe pieniądze, jest wytwarzane właśnie w platynowych tyglach.

Oczywiście przemysł chemiczny nie mógł przejść obok substancji odpornej na ciepło i najbardziej żrących odczynników. W nim tygle wykonane są z platyny i innych naczyń do laboratoriów badawczych i eksperckich, szczególnie dla czystych gałęzi przemysłu.

Dokładnie tak na podstawie Pt stwórz kilka urządzeń służących do tworzenia kryształów półprzewodnikowychc. Tylko w nich można stworzyć takie warunki, gdy stężenie zanieczyszczeń jest mniejsze niż 1 atom na milion. Nawet w tyglach platynowych wytwarzają kryształy niezbędne do tworzenia laserów i do styków elektrotechniki niskoprądowej.

Ten metal trwa:

• zwierciadła stosowane w laserach;
• retorty do produkcji kwasów fluorowodorowych i nadchlorowych;
• nierozpuszczalne anody do urządzeń galwanicznych;
• termometry rezystancyjne;
• poszczególne części sprzętu mikrofalowego;
• leki hamujące niektóre formy raka;
• produkcja monet i insygniów, medali i zamówień;
• sprzęt, w którym syntetyzowane są witaminy i niektóre inne preparaty farmakologiczne.

Od samego początku należy skupić się na cenie. Platyna z identyczną próbką będzie co najmniej trzy razy droższa niż złoto. Co więcej, niewielu jubilerów pracuje z nią. Zdecydowana większość takich mistrzów pracuje w Europie Zachodniej. Stąd wskazane jest skupienie się na biżuterii. Ale nie ufaj metce i słowom sprzedawców, ale wymagają oficjalnych certyfikatów.

Dodatki kobaltu i rutenu mogą wydłużyć żywotność produktu. Biżuteria z dodatkiem irydu jest często porysowana, ale może zaoszczędzić pieniądze. Próbkę należy wybrać przede wszystkim z uwzględnieniem jej możliwości finansowych.

I kilka innych wskazówek:

• platyna jest łączona wizualnie z dowolnymi klejnotami;
• najlepszą opcją (jeśli fundusze są dostępne) byłoby połączenie jej z diamentami;
• włożone kamienie muszą być zgodne z ogólną koncepcją;
• grawerowane napisy i rysunki mogą szybko wyjść z mody;
• i oczywiście musisz skontaktować się z oficjalnym sklepem jubilerskim, a nie z pierwszym sklepem, który trafiłeś po drodze lub kioskiem na środku przejścia podziemnego.

Nie ma tutaj żadnych szczególnych wymagań. Oczyszczanie zwykle przeprowadza się przy użyciu specjalnych preparatów platyny. Możesz je kupić w większości sklepów jubilerskich. Niektóre osoby używają nienasyconego mydła lub silnie rozcieńczonego amoniaku. Czasami stosowane są również płynne detergenty; uważa się jednak, że mydło i żele powodują utratę charakterystycznego połysku.

Przeprowadzają to tylko doświadczeni jubilerzy na specjalnym sprzęcie. Produkt platynowy należy przechowywać oddzielnie od biżuterii wykonanej z innych metali. To uchroni je przed deformacją, gdy zostanie dotknięty twardszym przedmiotem.

Wysoka wartość platyny wynika nie tylko z jej unikalnych właściwości, ale także z jej rzadkości. Szacuje się, że nawet w złożach (a także w całej skorupie ziemskiej) stężenie Pt jest 30 razy niższe niż stężenie złota. W latach 1828–1845 w naszym kraju produkowano platynowe monety. Ich wartość nominalna wynosiła 3, 6 i 12 rubli, a całkowita ilość zużytego metalu przekraczała 14 ton. Platyna należała do kategorii metali szlachetnych dopiero w 1751 r. - minęło około 200 lat, odkąd stała się znana w Europie.

W naszym kraju w ciągu pierwszych 10 lat wydobycia wydobyto tyle platyny, ile w ciągu stuleci poprzedzających odkrycie złóż Uralu wydobywano je w całej Ameryce. I… to w Rosji znajdują się zarówno największe, ogólnie (ponownie stopione), jak i największe z bryłek, które przetrwały do ​​naszych czasów. Platyna otrzymała status pierwiastka chemicznego w 1735 r., Kiedy włoski D. Scaliger udowodnił swoją nierozkładalność; wcześniej uważałem, że jest to prosta substancja.

Chemicznie czysta platyna z rudy została wyizolowana dopiero po 68 latach w Anglii. W formie metalicznej jest całkowicie neutralny biologicznie. Jednak poszczególne związki (głównie z fluorem) mogą być wyjątkowo zagrażające życiu. A w 1867 r. Wszystkie rosyjskie rezerwy platyny (natychmiast po zniesieniu moratorium na sprzedaż) zostały zakupione przez Anglię. Ale… na początku XX wieku nasz kraj wytwarzał co najmniej 90% światowej produkcji (ponieważ fantastyczne rezerwy w południowej Afryce znaleziono tylko w połowie lat dwudziestych XX wieku).

Nic więc dziwnego, że w maju 1918 r. Utworzono specjalny instytut badań platyny. Teraz jest częścią Instytutu Chemii Ogólnej i Nieorganicznej. Poszczególne minerały zawierające platynę zawierają także antymon, arsen lub siarkę, ale są one mniej powszechne niż związki z metalami. Tak więc minerał Norilskite wydobywany na północy terytorium Krasnojarska zawiera 25% żelaza i 26% niklu. Ciekawe, że na jednym z etapów przemysłowej produkcji platyny można zastosować roztwór cukru.

A nazwy tego metalu są dość różnorodne: nazywają je „zgniłym złotem” i „żabim złotem”. Małe kryształy mają kształt sześcienny. Początkowo, w pierwszej połowie XIX wieku, pierścienie i obręcze do beczek były wykonane z platyny w naszym kraju. Pod względem przewodności elektrycznej metal ten jest gorszy niż miedź, aluminium i srebro. Platyna zaczyna się utleniać tlenem atmosferycznym tylko w temperaturach od 200 stopni.

Przeczytaj więcej o platynie i jej właściwościach w filmie.