Platinum: egenskaper och applikationer

Ämnen som finns i naturen - ett praktiskt taget outtömliga ämne för berättelser. Dessutom är inte alla lika välkända. Det är nödvändigt att ta reda på, åtminstone för allmän utveckling, de viktigaste momenten som är förknippade med platina, dess egenskaper och applikationsfunktioner.

De som tog examen från skolan för några decennier sedan skulle säkert säga att platina är metallen i en sidogrupp i den åttonde gruppen i det periodiska systemet för elementen. Denna klassificering är dock föråldrad, och nu tilldelas platina till den 10: e gruppen av element.

Det är omöjligt att säga hur denna metall ser ut i naturen. I sin rena form kan den faktiskt bara erhållas på ett konstgjort sätt. Platinmalmer har endast små inneslutningar av det basiska ämnet. Ur fysisk synvinkel är de isomorfa blandningar av Pt med:

• koppar;
• järn;
• nickel;
• silver;
• olika platinagruppsmetaller.

Platinmalmer är överallt i ett diffust tillstånd. De flesta av dem är koncentrerade till den nya världen. därför hedern för upptäckten av platina tillhör de forntida indierna. När exakt de började bryta denna metall, vet inte ens experter. Men efter européernas upptäckt av platina var dess roll i ekonomin troligare negativ.

Inte konstigt 1735 i Spanien beslutade de att förbjuda import av tidigare utvinnad platina till storstaden. Det som bryts igen i Colombia beordrades att försiktigt separeras från silver och översvämmas i floder. Och allt som de hade lyckats ta med sig till Spanien drunknades i havet i en festlig atmosfär.

Men det är konstigt att mindre än ett halvt sekel har gått, eftersom Madrid tvärtom har satt en väg för en förbättrad import av platina-råvaror. Sedan började de använda den på en statisk skala för att förfalska mynt från andra ädelmetaller. År 1820, enligt olika källor, visade det sig i Europa från 3 till 7 ton platina. Det var från det i Frankrike som standarderna för meter och kilogram gjordes. Men hur som helst, det hade fortfarande ingen allvarlig användning.

Specifik vikt för ren platina är 21,45 g per 1 kubikmeter. Det smälter vid en temperatur på cirka 1768 grader Celsius. Kokning (indunstning) sker vid 3825 grader. Det är dessa temperaturegenskaper som under en lång tid inte tillät att inte isolera ren metall, mycket mindre för att fastställa dess användning. Dessutom är platina hårdare än guld och silver, det är ganska svårt att bearbeta det mekaniskt.

Denna metall är smidd och mjuk. Dess draghållfasthet är mycket imponerande.

Det upplöses endast i:

• kunglig vodka;
• flytande brom;
• upphettad svavelsyra (men extremt långsamt).

Därför är det inte meningsfullt att föra den till en magnet för att skilja den från silver eller guld. Du behöver bara förstå att rena platina-smycken inte finns. De kan innehålla olika koncentrationer av järn och nickel, och just dessa föroreningar svarar helt på magneten.

Nyfiken på det i mikroverlden kan platina mycket väl ha magnetiska egenskaper. Fysiker i experimentet lyckades hitta dem i atomskiktet i en metall; Öppningen tillkännagavs 2018. För att ge ämnet ferromagnetiska egenskaper var det nödvändigt att använda jonvätska - en ny typ av ämne speciellt skapad under forskning. När det gäller färgen på platina är den i naturen målad i en silvervit ton. Mörkgrå prover finns ibland.

Det är viktigt att utvinna platina malm från tarmarna på jorden, det finns flera sätt för detta.

Trots den första upptäckten av platinaavlagringar i Sydamerika finns det största fältet i världen under 2000-talet i Afrika. Om exakt, i Sydafrika. Bushveld-komplexet är en gigantisk ansamling av platinagruppsmetaller; det tros att det dök upp för 2 miljarder år sedan som ett resultat av vulkaniska processer. Formen på det sydafrikanska fältet liknar en "platå" med en diameter på 370 km. Komplexet består av flera horisonter som riktas inåt landet.

Dessutom är tjockleken på avlagringar i 2 av tre horisonter bara cirka 1 m. Platrif-horisonten, som nu utvecklas aktivt, har en tjocklek på 5-90 m på olika platser. Det bryts på ett öppet sätt. Komplexet öppnades 1924. Det är härifrån som världen ¾ av all utvinnad platina går till världsmarknaden.

Men även i dag ingår vårt land i listan över ledande länder för utvinning av platina malmer. Det är riktigt redan på andra plats, bakom Sydafrika med 5,8 gånger. Ädelmetall skickas också från Ryssland för export. Den tredje platsen i världsrankingen ockuperas av Zimbabwe, där de producerar cirka 3 gånger mindre platina (9 ton).

Och även platina bryts:

• USA (6000 kg);
• Kanada (cirka 5000 kg);
• andra stater (6100 kg tillsammans).

Denna metall kan extraheras både öppen och min. Stenbrott finns främst där sekundära placers finns. På dessa platser deponerades platina efter mekanisk förstörelse av de primära avsättningarna. men geologer har länge upptäckt att huvuddelen av det koncentreras i underjordiska lager av nickelmalm. Gruvbrytning skiljer sig lite från arbete på andra metalliska mineraler; Det är värt att notera endast en betydande del av manuellt arbete.

Efter berikning stiger dess koncentration med 3 storleksordningar. Vid Bushveld-komplexet kräver utvinning av 1 kg platina i slutändan (med beaktande av tekniska förluster) 500-1500 kg malm. Sedan bearbetas den halvfärdiga produkten i metallurgiska behandlingsugnar och specialomvandlare; men det slutliga resultatet uppnås först efter raffinering, när metallkoncentrationen är 99,5%.

Platinum är bättre än guld eftersom det är starkare än det. Därför är livslängden för platinaprodukter mycket högre. Att skrapa dem är mycket svårare. Som ett resultat är det mindre troligt att dessa typer av smycken (och inte bara) produkter repareras. Platinum "åldras" skiljer sig från guld ännu mer.

Hon, tack vare patinaen, får en grå färg med en matt glans. Många ägare försöker bli av med denna effekt och polera sina smycken. Enligt andra människor patina gör en ädel metall, om inte ens mer värdefull, då åtminstone mer intressant. Att inte se live, att fatta rätt beslut är osannolikt att lyckas. Rhodiumskiktet på vitt guld kommer gradvis att slitna, och det kommer att bli mycket gulare.

De bleknar också gradvis och de måste rengöras systematiskt. När allt kommer omkring silver är kemiskt aktivt, och det kommer oundvikligen att reagera med de vanligaste ämnena, till och med atmosfäriskt syre. Men all denna skillnad till förmån för platina överskuggas av det faktum att det är märkbart mindre tillgängligt än guld och särskilt silver.

Volfram är som platina. Men det är betydligt billigare, medan styrkan hos volframprodukter också är stor. Problemet är att volfram är mycket svårare att bearbeta, vilket ger den en normal form. Att göra om en volframring och justera storleken är inte en enkel uppgift även med tekniken från 2000-talet. Samma svårigheter uppstår när man använder titanimitationer.

Det finns ganska många typer av platinlegeringar. Smycken är till största delen tillverkad av 950 metall, som innehåller 95% ren platina. Ibland kan du hitta den 900: e legeringen. Dess uppenbara nackdelar är inte för mättad färg och uttrycksfull glans. Därför förlorar han estetiskt mycket till den 950: e metallen.

Legeringar av platina med iridium är utbredda. Ju mer denna andra komponent är, desto mer eldfasta föreningen. Kristallisationsintervallet för platina-iridiumlegeringar är relativt smalt. Ämnets hårdhet och styrka ökar också avsevärt.

För olika ändamål kan platina fortfarande smälts samman med:

• koppar;
• rutenium;
• palladium;
• nickel;
• rodium.

En mycket stor andel platina används i industrin. Teknologer uppskattar starkt denna metalls egenskap för att påskynda olika kemiska reaktioner utan att avvika. Nu används det ibland inom medicin, främst för tandproteser. Redan i mitten av förra århundradet svarade sådana applikationer för flera procent av all utvunnen platina. Mängden växer gradvis.

Dess användning vid produktion av salpetersyra (som ett oxiderande medel av ammoniak) är också utbredd. Men i detta fall används platina-rodiumlegering oftare och inte ren metall. Skälen till denna preferens är av intresse endast för teknologer och ligger utanför denna artikel.En annan ädelmetall används för framställning av svavelsyra, hydrering av kolväten, acetylen, ketoner.

men Platina används också i stor utsträckning inom oljeraffinaderiindustrin. Det är en utmärkt katalysator som påskyndar produktionen av bensin. I destillationskolonner placeras inte ett nät, som man ibland tror, ​​men finfördelat platinapulver. Det är mer hållbart och molybden och vanadin. Och till förmån för platina är bevis på ökad effektivitet.

Platina kan användas i motståndskontakter i elektriska ugnar. Du kan träffa henne i många andra elektriska kontakter.

Platina-koboltlegering behövs för att skapa magneter som kombinerar kompakthet och enorm prestanda.

Varje dag använder många bilister implicit platina. I bilar finns det främst i katalysatorer. Denna metall hjälper till att minska avgasutsläppen och förbättrar därmed den urbana atmosfären. Platinbeläggningen i katalysatorn appliceras på ett monolitiskt keramiskt element.

Återvända till medicin, är det värt att notera att platina-baserade gör unika kirurgiska instrument. De kan desinficeras med alkoholbrännare utan att spendera speciella reagens. Tandläkare älskar att arbeta med verktyg som sprayar ett tunt lager platina. Platin-iridiumelektroder används för att kontrollera rytmen för hjärtaktivitet och för proteser för hörselproblem.

Men man kan inte misslyckas med att nämna rollen som ”vitmetallen” på andra områden.

Till exempel, Det är mycket efterfrågat inom glasproduktion.. Snarare inte fönsterglas utan högkvalitativa optiska glas. Rhodium-platinablandning hjälper till att göra glasfibermunstycken med en tjocklek på mindre än 1 mm Under många tusentals timmar fungerar den ordentligt vid en temperatur på 1400-1500 grader och utvecklas inuti glasugnar.

Elite tjeckiskt glas, som kostar nästan fantastiska pengar, tillverkas exakt i platina-deklaringar.

Naturligtvis kunde den kemiska industrin inte passera ett sådant ämne som är resistent mot värme och de mest kaustiska reagensen. I det tillverkas degeln av platina och andra rätter för forsknings- och expertlaboratorier, för särskilt rena industrier.

Så exakt baserat på Pt skapa några enheter som används för att skapa halvledarkristalleri. Endast inuti dem kan förhållanden skapas när koncentrationen av föroreningar är mindre än 1 atom per miljon. Till och med i platina-deklar producerar de kristaller som är nödvändiga för att skapa lasrar och för kontakter med lågströmsteknik.

Denna metall fortsätter:

• speglar som används inuti lasrar;
• retorter för framställning av fluorvätesyra och perklorsyra;
• olösliga anoder för galvanisk utrustning;
• motståndstermometrar;
• enskilda delar av mikrovågsutrustning;
• läkemedel som undertrycker vissa former av cancer;
• produktion av mynt och insignier, medaljer och beställningar;
• utrustning där vitaminer och vissa andra farmakologiska preparat syntetiseras.

Från början är det nödvändigt att fokusera på priset. Platina med ett identiskt prov kommer att vara minst tre gånger dyrare än guld. Dessutom är det inte så många juvelerare som arbetar med henne. De allra flesta av dessa mästare arbetar i Västeuropa. Det är lämpligt att fokusera på smycken därifrån. Men lita inte på prislappen och säljarens ord, utan kräver officiella certifikat.

Tillsatser av kobolt och rutenium kan öka produktens livslängd. Smycken med tillsats av iridium repas ofta men kan spara pengar. Urvalet måste väljas främst med hänsyn till dess ekonomiska kapacitet.

Och några tips till:

• platina kombineras visuellt med alla ädelstenar;
• det bästa alternativet (om det finns medel) är att kombinera det med diamanter;
• insatta stenar måste överensstämma med det allmänna konceptet;
• graverade inskrifter och teckningar kan snabbt gå ur modet;
• och naturligtvis måste du kontakta den officiella smyckebutiken och inte den första butiken du träffade på vägen eller en kiosk mitt i undergången.

Det finns inga specifika krav här. Rening utförs vanligtvis med speciella preparat för platina. Du kan köpa dem i de flesta smyckebutiker. En del människor använder omättad tvål eller mycket utspädd ammoniak. Ibland används också flytande tvättmedel; tvål och geler tros emellertid resultera i en förlust av karakteristisk glans.

Det utförs endast av erfarna juvelerare på specialutrustning. Platinaprodukten måste förvaras separat från smycken tillverkade av andra metaller. Detta kommer att skydda dem från deformation när de berörs av ett hårdare föremål.

Det höga värdet på platina beror inte bara på sina egna unika egenskaper, utan också på dess jämförande sällsynthet. Det uppskattas att även i avlagringar (såväl som i hela jordskorpan) är koncentrationen av Pt 30 gånger lägre än koncentrationen av guld. Från 1828 till 1845 tillverkades platinamynt i vårt land. Deras nominella värde var 3, 6 och 12 rubel, och den totala mängden konsumerad metall överskred 14 ton. Platinum föll in i kategorin ädelmetaller först 1751 - cirka 200 år har gått sedan det blev känt i Europa.

Och i vårt land, i de allra första tio åren av utvinning, så mycket platina extraherades som under århundradena före upptäckten av Uralavlagringarna, bryts de över hela Amerika. och det är i Ryssland som både den största, generellt (smält), och den största av nuggarna som har överlevt till vår tid hittas. Platinum fick status som ett kemiskt element 1735, då italienska D. Scaliger bevisade att det var oförenligt med; tidigare trodde att detta är ett enkelt ämne.

Kemiskt ren platina från malm isolerades först efter 68 år i England. I metallisk form är det biologiskt helt neutralt. Emellertid kan enskilda föreningar (främst med fluor) vara extremt livshotande. Och 1867 köptes alla ryska platinareserver (omedelbart efter upphävandet av moratoriet vid försäljning) av England. men under de första åren av 1900-talet stod vårt land för minst 90% av världens produktion (eftersom fantastiska reserver i södra Afrika hittades först i mitten av 1920-talet).

Det är därför inte förvånande att i maj 1918 skapades ett speciellt institut för studier av platina. Nu är det en del av Institutet för allmän och oorganisk kemi. Enskilda platinainnehållande mineraler innehåller också antimon, arsenik eller svavel, men de är mindre vanliga än föreningar med metaller. Således inkluderar Norilskite-mineralet som utvinns i norra delen av Krasnoyarsk-territoriet 25% järn och 26% nickel. Det är konstigt att i ett av stadierna i den industriella produktionen av platina kan en sockerlösning användas.

Och namnen på denna metall är ganska olika: de kallar det "ruttet guld" och "groda guld". Små kristaller av den har en kubisk form. Ursprungligen, under första hälften av 1800-talet, tillverkades ringar och bågar för fat av platina i vårt land. I elektrisk ledningsförmåga är denna metall sämre än koppar, aluminium och silver. Platina börjar oxideras med atmosfäriskt syre endast vid temperaturer från 200 grader.

Läs mer om platina och dess egenskaper i videon.