Platină: proprietăți și aplicații

Substanțe care există în natură - un subiect practic inepuizabil pentru povești. Mai mult, nu toți sunt la fel de cunoscuți. Este necesar să aflăm, cel puțin pentru dezvoltarea generală, principalele momente asociate cu platina, proprietățile sale și caracteristicile de aplicare.

Cei care au absolvit școala în urmă cu câteva decenii, cu siguranță ar spune că platina este metalul unui subgrup lateral din grupa a 8-a din Tabelul periodic al elementelor. Cu toate acestea, această clasificare este depășită și acum platina este atribuită celui de-al zecelea grup de elemente.

Este imposibil să spunem cum arată acest metal în natură. Într-adevăr, în forma sa pură nu poate fi obținut decât artificial. Minereurile de platină au doar mici incluziuni ale substanței de bază. Din punct de vedere fizic, sunt amestecuri izomorfe de Pt cu:

• cupru;
• fier;
• nichel;
• argint;
• diverse metale din grupa de platină.

Minereurile de platină sunt peste tot într-o stare difuză. Majoritatea acestora sunt concentrate în Lumea Nouă. prin urmare onoarea descoperirii platinei aparține indienilor antici. Când au început să extragă acest metal, nici măcar experții nu știu. Dar, după descoperirea platinei de către europeni, rolul său în economie a fost mai probabil negativ.

Nu este de mirare, în 1735, în Spania, au decis să interzică importul de platină minată anterior în metropolă. Ceea ce a fost minat din nou în Columbia a fost ordonat să fie separat cu atenție de argint și inundat în râuri. Și tot ceea ce reușiseră să aducă în Spania însăși a fost înecat în mare într-o atmosferă festivă.

Dar este curios că a trecut mai puțin de jumătate de secol, deoarece Madrid, dimpotrivă, a pus un curs pentru importul sporit de materii prime de platină. Apoi au început să o folosească la scară de stat pentru a falsifica monedele din alte metale prețioase. Până în 1820, potrivit diferitelor surse, în Europa s-a dovedit de la 3 la 7 tone de platină. Din Franța s-au făcut standardele pentru contor și kilogram. Dar oricum, încă nu a avut niciun folos serios.

Greutatea specifică a platinei pure este de 21,45 g pe 1 metru cub. vezi. Se topește la o temperatură de aproximativ 1768 grade Celsius. Fierberea (evaporarea) are loc la 3825 grade. Aceste caracteristici ale temperaturii sunt cele care nu au permis să izoleze metalul pur, cu atât mai puțin pentru a stabili utilizarea acestuia. În plus, platina este mai grea decât aurul și argintul, dar este destul de dificil să o prelucrezi mecanic.

Acest metal este forjat și ductil. Rezistența la tracțiune este foarte impresionantă.

Se dizolvă numai în:

• vodka regala;
• brom lichid;
• acid sulfuric încălzit (dar extrem de lent).

Prin urmare, aducerea la un magnet pentru a-l separa de argint sau aur nu are sens. Trebuie doar să înțelegeți că bijuteriile pure din platină nu există. Pot conține diferite concentrații de fier și nichel și doar aceste impurități răspund complet la magnet.

Curios că în microworld, platina poate avea proprietăți magnetice. Fizicienii din experiment au reușit să-i găsească în stratul atomic al unui metal; Deschiderea a fost anunțată în 2018. Pentru a conferi substanței proprietăți ferromagnetice, a fost necesară utilizarea lichidului ionic - un nou tip de substanță special creat în timpul cercetării. În ceea ce privește culoarea platinei, în natură este vopsită pe un ton argintiu-alb. Uneori se găsesc mostre de gri închis.

Este important să extrageți minereu de platină din intestinele pământului, există mai multe modalități pentru acest lucru.

În ciuda descoperirii inițiale a zăcămintelor de platină din America de Sud, cel mai mare câmp din lume în secolul XXI se află în Africa. Dacă este exact, atunci în Africa de Sud. Complexul Bushveld este o acumulare uriașă de metale din grupa de platină; se crede că a apărut acum 2 miliarde de ani ca urmare a proceselor vulcanice. Forma câmpului sud-african seamănă cu un „platou” cu un diametru de 370 km. Complexul este compus din mai multe orizonturi care sunt direcționate spre interior.

Mai mult, grosimea depozitelor în 2 din trei orizonturi este de doar aproximativ 1 m. Orizontul Platrif, care se dezvoltă activ acum, are o grosime de 5-90 m în diferite locuri. Este extras într-un mod deschis. Complexul a fost deschis în 1924. De aici, lumea mondială ¾ a tuturor platelor minate merge pe piața mondială.

Dar chiar și astăzi, țara noastră este inclusă în lista țărilor de top pentru extragerea minereurilor de platină. Este adevărat, este deja pe locul doi, în spatele Africii de Sud de 5,8 ori. Metalul prețios este, de asemenea, trimis din Rusia pentru export. Locul al treilea în clasamentul mondial este ocupat de Zimbabwe, unde produc de aproximativ 3 ori mai puțin platină (9 tone).

Și, de asemenea, este extins platina:

• SUA (6000 kg);
• Canada (aproximativ 5000 kg);
• alte state (6100 kg împreună).

Acest metal poate fi extras atât deschis, cât și al meu. Carierele sunt localizate în principal unde se găsesc plasatoare secundare. În aceste locuri, platina a fost depusă după distrugerea mecanică a depozitelor primare. dar geologii au descoperit de mult că cea mai mare parte a acesteia este concentrată în straturile subterane de minereuri de nichel. Mineritele miniere diferă puțin de munca cu alte minerale metalice; merită remarcat doar o proporție semnificativă a muncii manuale.

După îmbogățire, concentrația sa crește cu 3 ordine de mărime. La complexul Bushveld, extragerea a 1 kg de platină în cele din urmă (ținând cont de pierderile tehnologice) necesită creșterea a 500-1500 kg de minereu. Apoi, produsul semifabricat este prelucrat în cuptoare de tratament metalurgic și convertoare speciale; dar rezultatul final este obținut numai după perfecționare, când concentrația de metal este de 99,5%.

Platina este mai bună decât aurul, deoarece este mai puternică decât ea. Prin urmare, durata de serviciu a produselor din platină este mult mai mare. Scratarea lor este mult mai grea. Drept urmare, aceste tipuri de produse de bijuterii (și nu numai) sunt mai puțin susceptibile de a fi reparate. Platina „îmbătrânită” diferă și de aur.

Ea, datorită patinei, dobândește o culoare gri cu un luciu mat. Mulți proprietari încearcă să scape de acest efect și să-și lustrească bijuteriile. Potrivit altor persoane patina face un metal prețios, dacă nu chiar mai valoros, atunci cel puțin mai interesant. A nu vedea live, a lua decizia corectă este puțin probabil să reușească. Stratul de rodiu pe aur alb se va uzura treptat și va deveni mult mai galben.

De asemenea, se estompează treptat și vor trebui curățate sistematic. Până la urmă argintul este activ chimic și, în mod inevitabil, va reacționa cu cele mai comune substanțe, chiar oxigenul atmosferic. Totuși, toată această diferență în favoarea platinei este umbrită de faptul că este vizibil mai puțin accesibilă decât aurul și mai ales argintul.

Tungstenul este ca platina. Dar este semnificativ mai ieftin, în timp ce rezistența produselor de tungsten este de asemenea mare. Problema este că wolframul este mult mai greu de procesat, oferindu-i o formă normală. Scoaterea unui inel de wolfram și ajustarea dimensiunii acestuia nu este o sarcină ușoară chiar și cu tehnologia secolului XXI. Aceleași dificultăți apar atunci când se utilizează imitații de titan.

Există destul de multe tipuri de aliaje de platină. Bijuteriile în cea mai mare parte sunt realizate din metal metalic 950, care conține 95% platină pură. Uneori, puteți găsi al 900-lea aliaj. Dezavantajele sale evidente nu sunt culoarea prea saturată și strălucirea inexpresivă. Prin urmare, din punct de vedere estetic, el pierde foarte mult la cel de-al 950-lea metal.

Aliajele de platină cu iridiu sunt răspândite. Cu cât această a doua componentă este mai mare, cu atât compusul este mai refractar. Intervalul de cristalizare a aliajelor de platină-iridiu este relativ restrâns. Duritatea și rezistența substanței cresc de asemenea semnificativ.

În diverse scopuri, platina poate fi încă fuzionată cu:

• cupru;
• ruteniu;
• paladiu;
• nichel;
• rodiu.

O proporție foarte mare de platină este utilizată în industrie. Tehnologii apreciază foarte mult proprietatea acestui metal de a accelera diverse reacții chimice fără a diverge. Acum este uneori utilizat în medicină, în principal pentru protetică dentară. Deja la mijlocul secolului trecut, astfel de aplicații au reprezentat câteva procente din totalul minelor de platină. Suma crește treptat.

Utilizarea sa în producerea acidului azotic (ca agent oxidant al amoniacului) este, de asemenea, răspândită. Cu toate acestea, în acest caz, aliajul de platină-rodiu este mai des utilizat și nu metalul pur. Motivele acestei preferințe sunt de interes numai pentru tehnologi și nu depășesc domeniul de aplicare al acestui articol.Un alt metal prețios este utilizat în producția de acid sulfuric, hidrogenarea hidrocarburilor, acetilenei, cetonelor.

dar Platina este de asemenea folosită pe scară largă în industria rafinării petrolului. Este un excelent catalizator care accelerează producția de benzină. În coloanele de distilare, nu este plasată o plasă, așa cum se crede uneori, ci pulbere de platină fin divizată. Este mai durabil și molibden și vanadiu. De asemenea, în favoarea platinei este o dovadă a eficienței sporite.

Platina poate fi folosită în contactele de rezistență ale cuptoarelor electrice. Puteți întâlni-o în multe alte contacte electrice.

Aliajul de platină-cobalt este necesar pentru a crea magneți care combină compactitatea și performanțele extraordinare.

În fiecare zi, mulți șoferi folosesc implicit platina. La mașini se găsește mai ales în catalizatori. Acest metal ajută la reducerea emisiilor de evacuare, îmbunătățind astfel atmosfera urbană. Acoperirea de platină din catalizator se aplică pe un element ceramic monolitic.

Revenind la medicină, merită remarcat faptul că pe bază de platină fac instrumente chirurgicale unice. Pot fi dezinfectate cu arzătoare de alcool fără a cheltui reactivi speciali. Dentiștii adoră să lucreze cu instrumente care pulverizează un strat subțire de platină. Electrozii de platină-iridiu sunt folosiți pentru a controla ritmul activității cardiace și pentru protetice pentru probleme auditive.

Dar nu putem să nu menționăm rolul „metalului alb” în alte domenii.

De exemplu, Este foarte solicitat în producția de sticlă.. Mai degrabă, nu geamuri, ci ochelari optici de înaltă calitate. Amestecul de rodiu-platină ajută la fabricarea fibrei de sticlă cu o grosime mai mică de 1 mm. Timp de multe mii de ore, funcționează corect la o temperatură de 1400-1500 grade, dezvoltându-se în cuptoare de sticlă.

Sticla cehă Elite, care costă bani aproape fabuloși, este făcută exact în creuzetele de platină.

Desigur, industria chimică nu putea să treacă pe lângă o astfel de substanță rezistentă la căldură și la cei mai caustici reactivi. În ea sunt creuzete din platină, și alte vase pentru laboratoarele de cercetare și experți, pentru industrii curate în special.

Deci, exact bazat pe Pt creează unele dispozitive utilizate pentru crearea cristalelor cu semiconductorîn. Numai în interiorul lor se pot crea astfel de condiții atunci când concentrația de impurități este mai mică de 1 atom pe milion. Chiar și în creuzetele de platină, acestea produc cristale necesare pentru crearea de lasere și pentru contactele de inginerie electrică cu curent redus.

Acest metal continuă:

• oglinzi utilizate în interiorul laserelor;
• retoruri pentru producerea de acizi clorhidrici și perclorici;
• anoduri insolubile pentru echipamente galvanice;
• termometre de rezistență;
• părți individuale ale echipamentelor cu microunde;
• medicamente care suprimă anumite forme de cancer;
• producerea de monede și insemne, medalii și comenzi;
• echipamente în care sunt sintetizate vitaminele și alte preparate farmacologice.

De la bun început este necesar să ne concentrăm asupra prețului. Platina cu un eșantion identic va fi de cel puțin trei ori mai scump decât aurul. Mai mult, nu există atât de mulți bijutieri care lucrează cu ea. Marea majoritate a acestor maeștri lucrează în Europa de Vest. Este recomandabil să vă concentrați pe bijuterii de acolo. Dar nu aveți încredere în prețul și în cuvintele vânzătorilor, ci cereți certificate oficiale.

Aditivii de cobalt și ruteniu pot crește durata de viață a produsului. Bijuteriile cu adăugarea de iridiu sunt adesea zgâriate, dar pot economisi bani. Eșantionul trebuie selectat în principal ținând cont de capacitățile sale financiare.

Si inca cateva sfaturi:

• platina este combinată vizual cu orice nestemată;
• cea mai bună opțiune (dacă sunt disponibile fonduri) ar fi să o combini cu diamante;
• pietrele inserate trebuie să se conformeze conceptului general;
• inscripțiile și desenele gravate pot ieși rapid din modă;
• și, desigur, trebuie să contactați magazinul oficial de bijuterii și nu primul magazin pe care l-ați lovit pe drum sau un chioșc în mijlocul pasajului.

Nu există cerințe specifice aici. Purificarea se efectuează de obicei folosind preparate speciale pentru platină. Le puteți cumpăra la majoritatea magazinelor de bijuterii. Unele persoane folosesc săpun nesaturat sau amoniac puternic diluat. Uneori se folosesc și detergenți lichizi; cu toate acestea, se consideră că săpunul și gelurile duc la pierderea strălucirii caracteristice.

Este realizat doar de bijutieri cu experiență pe echipamente speciale. Produsul de platină trebuie păstrat separat de bijuteriile din alte metale. Acest lucru îi va proteja de deformare atunci când este atins de un obiect mai greu.

Valoarea ridicată a platinei se datorează nu numai proprietăților sale unice, ci și rarității sale comparative. Se estimează că, chiar și în depozite (precum și în întreaga scoarță terestră), concentrația de Pt este de 30 de ori mai mică decât concentrația de aur. În perioada 1828 - 1845, în țara noastră au fost fabricate monede de platină. Valoarea lor nominală a fost de 3, 6 și 12 ruble, iar cantitatea totală de metal consumat a depășit 14 tone. Platina a intrat în categoria metalelor prețioase abia în 1751 - au trecut aproximativ 200 de ani de când a devenit cunoscută în Europa.

Și în țara noastră, în primii 10 ani de extracție, s-a extras mult platină ca în secolele anterioare descoperirii zăcămintelor Urale, acestea au fost minate în toată America. și în Rusia se găsesc atât cea mai mare, în general (re-topită), cât și cea mai mare dintre pepenele care au supraviețuit până în zilele noastre. Platina a primit statutul de element chimic în 1735, când italianul D. Scaliger și-a dovedit indecomposabilitatea; credea anterior că aceasta este o substanță simplă.

Platina chimică pură din minereu a fost izolată abia după 68 de ani în Anglia. În formă metalică, este complet neutru biologic. Cu toate acestea, compușii individuali (în principal cu fluor) pot fi extrem de periculoși pentru viață. Și în 1867, toate rezervele rusești de platină (imediat după ridicarea moratoriei la vânzare) au fost cumpărate de Anglia. dar în primii ani ai secolului XX, țara noastră a reprezentat cel puțin 90% din producția mondială (pentru că rezerve fantastice din sudul Africii s-au găsit abia la mijlocul anilor 1920).

Prin urmare, nu este surprinzător faptul că, în mai 1918, a fost creat un institut special pentru studiul platinei. Acum face parte din Institutul de Chimie Generală și Anorganică. Minerale individuale care conțin platină conțin, de asemenea, antimoniu, arsen sau sulf, dar sunt mai puțin frecvente decât compușii cu metale. Astfel, mineralul Norilskite extras în nordul teritoriului Krasnoyarsk include 25% fier și 26% nichel. Este curios că la una din etapele producției industriale de platină, se poate folosi o soluție de zahăr.

Și numele acestui metal sunt destul de diverse: îl numesc „aur putred” și „aur de broască”. Cristalele mici au o formă cubică. Inițial, în prima jumătate a secolului al XIX-lea, inele și cercurile pentru butoaie erau fabricate din platină în țara noastră. În conductibilitatea electrică, acest metal este inferior celui din cupru, și al aluminiului și al argintului. Platina începe să se oxideze cu oxigenul atmosferic numai la temperaturi de la 200 de grade.

Citiți mai multe despre platină și proprietățile sale din videoclip.