Bạch kim: thuộc tính và ứng dụng

Những chất tồn tại trong tự nhiên - một chủ đề thực tế không thể cạn kiệt cho những câu chuyện. Hơn nữa, không phải tất cả chúng đều được biết đến như nhau. Cần phải tìm ra, ít nhất là để phát triển chung, những khoảnh khắc chính liên quan đến bạch kim, tính chất và tính năng ứng dụng của nó.

Những người đã tốt nghiệp từ trường vài thập kỷ trước chắc chắn sẽ nói rằng bạch kim là kim loại của một nhóm phụ của nhóm thứ 8 của Bảng tuần hoàn các nguyên tố. Tuy nhiên, phân loại này đã lỗi thời và bây giờ bạch kim được gán cho nhóm thứ 10.

Không thể nói kim loại này trông như thế nào trong tự nhiên. Thật vậy, ở dạng nguyên chất, nó chỉ có thể thu được một cách giả tạo. Quặng bạch kim chỉ có các thể vùi nhỏ của chất cơ bản. Từ quan điểm vật lý, chúng là hỗn hợp đẳng cấu của Pt với:

• đồng;
• sắt;
• niken;
• bạc
• kim loại nhóm bạch kim khác nhau.

Quặng bạch kim ở khắp mọi nơi trong trạng thái khuếch tán. Hầu hết trong số họ tập trung ở Thế giới mới. Bởi vì vinh dự phát hiện ra bạch kim thuộc về người Ấn Độ cổ đại. Khi chính xác họ bắt đầu khai thác kim loại này, ngay cả các chuyên gia cũng không biết. Nhưng sau khi người châu Âu phát hiện ra bạch kim, vai trò của nó trong nền kinh tế có nhiều khả năng tiêu cực.

Không có gì lạ khi vào năm 1735 tại Tây Ban Nha, họ quyết định cấm nhập khẩu bạch kim đã khai thác trước đó vào đô thị. Những gì được khai thác một lần nữa ở Colombia đã được lệnh phải được tách ra cẩn thận khỏi bạc và ngập trong sông. Và mọi thứ mà họ có thể mang đến Tây Ban Nha đã bị nhấn chìm trong biển trong bầu không khí lễ hội.

Nhưng điều gây tò mò là chưa đầy nửa thế kỷ trôi qua, ngược lại, Madrid đã đặt ra một hướng đi cho việc tăng cường nhập khẩu nguyên liệu bạch kim. Sau đó, họ bắt đầu sử dụng nó ở quy mô nhà nước để làm sai lệch tiền từ các kim loại quý khác. Đến năm 1820, theo nhiều nguồn tin khác nhau, ở châu Âu, nó đã tạo ra từ 3 đến 7 tấn bạch kim. Đó là từ nó ở Pháp mà các tiêu chuẩn của mét và kilôgam đã được thực hiện. Nhưng dù sao, nó vẫn không có sử dụng nghiêm trọng.

Trọng lượng riêng của bạch kim nguyên chất là 21,45 g trên 1 mét khối. xem. Nó tan chảy ở nhiệt độ khoảng 1768 độ C. Đun sôi (bốc hơi) xảy ra ở 3825 độ. Chính những đặc điểm nhiệt độ này trong một thời gian dài đã không cho phép không cô lập kim loại nguyên chất, ít hơn nhiều để thiết lập việc sử dụng nó. Ngoài ra, bạch kim cứng hơn vàng và bạc, khá khó để xử lý nó một cách cơ học.

Kim loại này được rèn và dễ uốn. Độ bền kéo của nó rất ấn tượng.

Nó chỉ hòa tan trong:

• vodka hoàng gia;
• nước brom lỏng;
• axit sunfuric nóng (nhưng cực kỳ chậm).

Do đó, việc mang nó đến một nam châm để tách nó ra khỏi bạc hoặc vàng không có ý nghĩa gì. Bạn chỉ cần hiểu rằng trang sức bạch kim nguyên chất không tồn tại. Chúng có thể chứa nồng độ sắt và niken khác nhau, và chỉ những tạp chất này hoàn toàn phản ứng với nam châm.

Tò mò rằng trong thế giới vi mô, bạch kim cũng có thể có các thuộc tính từ tính. Các nhà vật lý trong thí nghiệm đã tìm thấy chúng trong lớp nguyên tử của kim loại; Khai trương được công bố vào năm 2018. Để cung cấp các tính chất sắt từ, cần phải sử dụng chất lỏng ion - một loại chất mới được tạo ra đặc biệt trong quá trình nghiên cứu. Đối với màu của bạch kim, trong tự nhiên, nó được sơn với tông màu trắng bạc. Mẫu màu xám đôi khi được tìm thấy.

Điều quan trọng là khai thác quặng bạch kim từ ruột của trái đất, có một số cách cho việc này.

Mặc dù phát hiện ban đầu về tiền gửi bạch kim ở Nam Mỹ, lĩnh vực lớn nhất trên thế giới trong thế kỷ 21 nằm ở châu Phi. Nếu chính xác, thì ở Nam Phi. Tổ hợp Bushveld là sự tích lũy khổng lồ của kim loại nhóm bạch kim; người ta tin rằng nó xuất hiện 2 tỷ năm trước là kết quả của quá trình núi lửa. Hình dạng của cánh đồng Nam Phi giống như một "cao nguyên" với đường kính 370 km. Khu phức hợp bao gồm một số chân trời được hướng vào đất liền.

Hơn nữa, độ dày của tiền gửi ở 2 trong ba chân trời chỉ khoảng 1 m. Đường chân trời Platrif, hiện đang được phát triển tích cực, có độ dày 5-90 m ở những nơi khác nhau. Nó được khai thác một cách cởi mở. Khu phức hợp được khai trương vào năm 1924. Chính từ đây, thế giới ¾ của tất cả bạch kim được khai thác đã đi vào thị trường thế giới.

Nhưng ngay cả ngày nay, nước ta được đưa vào danh sách các quốc gia hàng đầu về khai thác quặng bạch kim. Đúng vậy, nó đã ở vị trí thứ hai, sau Nam Phi 5,8 lần. Kim loại quý cũng được gửi từ Nga để xuất khẩu. Vị trí thứ ba trong bảng xếp hạng thế giới bị chiếm đóng bởi Zimbabwe, nơi họ sản xuất bạch kim ít hơn khoảng 3 lần (9 tấn).

Và bạch kim cũng được khai thác:

• Hoa Kỳ (6000 kg);
• Canada (khoảng 5000 kg);
• các tiểu bang khác (6100 kg với nhau).

Kim loại này có thể được chiết xuất cả mở và khai thác. Các mỏ đá chủ yếu nằm ở nơi tìm thấy thứ tự thứ cấp. Ở những nơi này, bạch kim đã được lắng đọng sau khi phá hủy cơ học tiền gửi chính. Nhưng các nhà địa chất học từ lâu đã phát hiện ra rằng phần lớn của nó tập trung ở tầng ngầm của quặng niken. Khai thác mỏ khác với công việc trên các khoáng sản kim loại khác; nó đáng chú ý chỉ là một tỷ lệ đáng kể của lao động thủ công.

Sau khi làm giàu, nồng độ của nó tăng lên 3 bậc độ lớn. Tại khu liên hợp Bushveld, việc khai thác 1 kg bạch kim cuối cùng (có tính đến tổn thất công nghệ) đòi hỏi phải tăng 500-1500 kg quặng. Sau đó, bán thành phẩm được xử lý trong lò luyện kim và bộ chuyển đổi đặc biệt; nhưng kết quả cuối cùng chỉ đạt được sau khi tinh chế, khi nồng độ kim loại là 99,5%.

Bạch kim tốt hơn vàng vì nó mạnh hơn nó. Do đó, tuổi thọ của sản phẩm bạch kim cao hơn nhiều. Cào chúng khó hơn nhiều. Do đó, các loại sản phẩm trang sức (và không chỉ) ít có khả năng được sửa chữa. Bạch kim "tuổi" khác với vàng thậm chí nhiều hơn.

Cô ấy, nhờ vào lớp vỏ, có được một màu xám với ánh sáng mờ. Nhiều chủ sở hữu cố gắng để thoát khỏi hiệu ứng này và đánh bóng đồ trang sức của họ. Theo người khác patina làm cho một kim loại quý, nếu không thậm chí còn có giá trị hơn, thì ít nhất là thú vị hơn. Không nhìn thấy trực tiếp, để đưa ra quyết định đúng đắn là không thể thành công. Lớp rhodium trên vàng trắng sẽ dần bị bào mòn, và nó sẽ trở nên vàng hơn rất nhiều.

Chúng cũng dần dần mờ đi, và chúng sẽ phải được làm sạch một cách có hệ thống. Sau tất cả bạc hoạt động hóa học, và chắc chắn nó sẽ phản ứng với các chất phổ biến nhất, thậm chí là oxy trong khí quyển. Tuy nhiên, tất cả sự khác biệt này có lợi cho bạch kim bị lu mờ bởi thực tế là nó ít dễ tiếp cận hơn so với vàng và đặc biệt là bạc.

Vonfram giống như bạch kim. Nhưng nó rẻ hơn đáng kể, trong khi sức mạnh của các sản phẩm vonfram cũng rất lớn. Vấn đề là vonfram khó xử lý hơn nhiều, tạo cho nó một hình dạng bình thường. Làm lại một vòng vonfram và điều chỉnh kích thước của nó không phải là một nhiệm vụ dễ dàng ngay cả với công nghệ thế kỷ 21. Những khó khăn tương tự phát sinh khi sử dụng mô phỏng titan.

Có khá nhiều loại hợp kim bạch kim. Trang sức cho hầu hết các phần được làm bằng kim loại 950, chứa 95% bạch kim nguyên chất. Đôi khi bạn có thể tìm thấy hợp kim thứ 900. Nhược điểm rõ ràng của nó là màu sắc không quá bão hòa và sáng chói. Do đó, về mặt thẩm mỹ, anh ta mất rất nhiều kim loại thứ 950.

Hợp kim của bạch kim với iridium là phổ biến. Thành phần thứ hai này càng nhiều, hợp chất chịu lửa càng nhiều. Khoảng kết tinh của hợp kim platinum-iridium tương đối hẹp. Độ cứng và sức mạnh của chất cũng tăng đáng kể.

Đối với các mục đích khác nhau, bạch kim vẫn có thể được hợp nhất với:

• đồng;
• ruthenium;
• palađi;
• niken;
• đỗ quyên.

Một tỷ lệ rất lớn bạch kim được sử dụng trong công nghiệp. Các nhà công nghệ đánh giá cao tính chất của kim loại này để tăng tốc các phản ứng hóa học khác nhau mà không cần phân kỳ. Bây giờ đôi khi nó được sử dụng trong y học, chủ yếu cho phục hình răng. Vào giữa thế kỷ trước, các ứng dụng như vậy chiếm vài phần trăm trong số tất cả bạch kim được khai thác. Số lượng đang dần tăng lên.

Việc sử dụng nó trong sản xuất axit nitric (như một tác nhân oxy hóa amoniac) cũng phổ biến. Tuy nhiên, trong trường hợp này, hợp kim bạch kim-rhodium thường được sử dụng hơn, và không phải là kim loại nguyên chất. Những lý do cho sự ưu tiên này chỉ được các nhà công nghệ quan tâm và nằm ngoài phạm vi của bài viết này.Một kim loại quý khác được sử dụng trong sản xuất axit sunfuric, hydro hóa hydrocacbon, axetylen, xeton.

Nhưng Bạch kim cũng được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp lọc dầu. Nó là một chất xúc tác tuyệt vời thúc đẩy sản xuất xăng. Trong các cột chưng cất, không đặt lưới, như đôi khi người ta nghĩ, nhưng bột bạch kim được chia nhỏ. Nó bền hơn và molypden, và vanadi. Và cũng ủng hộ bạch kim là bằng chứng của hiệu quả tăng lên.

Bạch kim có thể được sử dụng trong các tiếp điểm điện trở của lò điện. Bạn có thể gặp cô ấy trong nhiều liên hệ điện khác.

Hợp kim bạch kim-coban là cần thiết để tạo ra nam châm kết hợp sự nhỏ gọn và hiệu suất cực lớn.

Mỗi ngày, nhiều người lái xe ngầm sử dụng bạch kim. Trong xe hơi, nó chủ yếu được tìm thấy trong các chất xúc tác. Kim loại này giúp giảm khí thải, từ đó cải thiện bầu không khí đô thị. Lớp phủ bạch kim trong chất xúc tác được áp dụng cho một nguyên tố gốm nguyên khối.

Quay trở lại với y học, điều đáng chú ý là các dụng cụ phẫu thuật độc đáo dựa trên bạch kim. Chúng có thể được khử trùng bằng dụng cụ đốt cồn mà không cần dùng thuốc thử đặc biệt. Các nha sĩ thích làm việc với các công cụ phun một lớp bạch kim mỏng. Các điện cực bạch kim-iridium được sử dụng để kiểm soát nhịp hoạt động của tim và cho các bộ phận giả cho các vấn đề về thính giác.

Nhưng người ta không thể không nhắc đến vai trò của kim loại màu trắng trên các khu vực khác.

Vậy Đó là rất nhiều nhu cầu trong sản xuất thủy tinh.. Thay vào đó, không phải kính cửa sổ, mà là kính quang học chất lượng cao. Hỗn hợp Rhodium-platinum giúp làm cho sợi thủy tinh chết với độ dày dưới 1 mm. Trong nhiều ngàn giờ, nó hoạt động đúng ở nhiệt độ 1400-1500 độ, phát triển bên trong lò nung thủy tinh.

Thủy tinh Elite Séc, có giá gần như tiền tuyệt vời, được làm chính xác bên trong nồi nấu bằng bạch kim.

Tất nhiên, ngành công nghiệp hóa chất không thể vượt qua bởi một chất như vậy chịu nhiệt và thuốc thử ăn da nhất. Trong đó nồi nấu kim loại được làm từ bạch kim, và các món ăn khác cho các phòng thí nghiệm nghiên cứu và chuyên gia, cho các ngành công nghiệp đặc biệt sạch.

Vì vậy, chính xác dựa trên Pt tạo ra một số thiết bị được sử dụng để tạo tinh thể bán dẫnc. Chỉ bên trong chúng mới có thể tạo ra các điều kiện như vậy khi nồng độ tạp chất nhỏ hơn 1 nguyên tử trên một triệu. Ngay cả trong nồi nấu kim loại bằng bạch kim, chúng tạo ra các tinh thể cần thiết để tạo ra laser và cho các tiếp xúc của kỹ thuật điện dòng điện thấp.

Kim loại này tiếp tục:

• gương được sử dụng bên trong laser;
• vặn lại để sản xuất axit hydrofluoric và perchloric;
• cực dương không hòa tan cho thiết bị mạ điện;
• nhiệt kế điện trở;
• các bộ phận riêng lẻ của thiết bị vi sóng;
• thuốc ức chế một số dạng ung thư;
• sản xuất tiền và phù hiệu, huy chương và đơn đặt hàng;
• thiết bị nơi vitamin và một số chế phẩm dược lý khác được tổng hợp.

Ngay từ đầu cần phải tập trung vào giá cả. Bạch kim với một mẫu giống hệt nhau sẽ đắt hơn ít nhất ba lần so với vàng. Hơn nữa, không có nhiều thợ kim hoàn làm việc với cô ấy. Phần lớn các bậc thầy như vậy làm việc ở Tây Âu. Đó là khuyến khích để tập trung vào đồ trang sức từ đó. Nhưng đừng tin vào thẻ giá và lời nói của người bán, mà yêu cầu chứng chỉ chính thức.

Phụ gia của coban và ruthenium có thể làm tăng tuổi thọ của sản phẩm. Đồ trang sức có thêm iridium thường bị trầy xước, nhưng có thể tiết kiệm tiền. Mẫu phải được chọn chủ yếu có tính đến khả năng tài chính của nó.

Và một vài lời khuyên nữa:

• bạch kim được kết hợp trực quan với bất kỳ đá quý;
• lựa chọn tốt nhất (nếu có sẵn tiền) sẽ là kết hợp nó với kim cương;
• đá chèn phải phù hợp với khái niệm chung;
• khắc chữ và bản vẽ có thể nhanh chóng đi ra khỏi thời trang;
• và, tất nhiên, bạn cần liên hệ với cửa hàng trang sức chính thức, và không phải cửa hàng đầu tiên bạn gặp trên đường hoặc một ki-ốt ở giữa đường chui.

Không có yêu cầu cụ thể ở đây. Thanh lọc thường được thực hiện bằng cách sử dụng các chế phẩm đặc biệt cho bạch kim. Bạn có thể mua chúng ở hầu hết các cửa hàng trang sức. Một số người sử dụng xà phòng không bão hòa hoặc amoniac pha loãng cao. Đôi khi chất tẩy rửa dạng lỏng cũng được sử dụng; tuy nhiên, xà phòng và gel được cho là làm mất độ sáng bóng đặc trưng.

Nó chỉ được thực hiện bởi các thợ kim hoàn có kinh nghiệm trên các thiết bị đặc biệt. Sản phẩm bạch kim phải được lưu trữ riêng biệt với đồ trang sức làm bằng kim loại khác. Điều này sẽ bảo vệ chúng khỏi biến dạng khi chạm vào một vật cứng hơn.

Giá trị cao của bạch kim không chỉ do các đặc tính độc đáo của riêng nó, mà còn do độ hiếm so sánh của nó. Người ta ước tính rằng ngay cả trong tiền gửi (cũng như trong toàn bộ vỏ trái đất), nồng độ Pt thấp hơn 30 lần so với nồng độ vàng. Từ 1828 đến 1845, tiền bạch kim đã được sản xuất ở nước ta. Mệnh giá của chúng là 3, 6 và 12 rúp, và tổng lượng kim loại tiêu thụ vượt quá 14 tấn. Bạch kim rơi vào loại kim loại quý chỉ vào năm 1751 - khoảng 200 năm đã trôi qua kể từ khi nó được biết đến ở châu Âu.

Và ở nước ta, trong 10 năm đầu tiên khai thác, càng nhiều bạch kim được khai thác như trong các thế kỷ trước khi phát hiện ra tiền gửi Ural, chúng đã được khai thác trên khắp nước Mỹ. Và Đó là ở Nga, cả lớn nhất, nói chung (tan chảy lại) và lớn nhất trong số các loại cốm còn tồn tại đến thời của chúng ta đều được tìm thấy. Bạch kim đã nhận được trạng thái của một nguyên tố hóa học vào năm 1735, khi người Ý D. Scaliger đã chứng minh tính không thể phân tách của nó; trước đây tin rằng đây là một chất đơn giản.

Bạch kim tinh khiết về mặt hóa học từ quặng chỉ được phân lập sau 68 năm ở Anh. Ở dạng kim loại, nó hoàn toàn trung tính về mặt sinh học. Tuy nhiên, các hợp chất riêng lẻ (chủ yếu là với flo) có thể cực kỳ nguy hiểm đến tính mạng. Và vào năm 1867, tất cả các dự trữ bạch kim của Nga (ngay sau khi dỡ bỏ lệnh cấm bán) đã được Anh mua. Nhưng trong những năm đầu của thế kỷ XX, nước ta chiếm ít nhất 90% sản lượng của thế giới (bởi vì dự trữ tuyệt vời ở miền nam châu Phi chỉ được tìm thấy vào giữa những năm 1920).

Do đó, không có gì đáng ngạc nhiên khi vào tháng 5 năm 1918, một viện nghiên cứu về bạch kim đặc biệt đã được tạo ra. Bây giờ nó là một phần của Viện Hóa học đại cương và vô cơ. Các khoáng chất chứa bạch kim riêng lẻ cũng chứa antimon, asen hoặc lưu huỳnh, nhưng chúng ít phổ biến hơn các hợp chất với kim loại. Do đó, khoáng sản Norilskite khai thác ở phía bắc Lãnh thổ Krasnoyarsk bao gồm 25% sắt và 26% niken. Điều tò mò là tại một trong những giai đoạn sản xuất bạch kim công nghiệp, có thể sử dụng dung dịch đường.

Và tên của kim loại này khá đa dạng: họ gọi nó là vàng thối vàng và ếch ếch vàng. Các tinh thể nhỏ của nó có hình dạng khối. Ban đầu, vào nửa đầu thế kỷ 19 ở nước ta, những chiếc vòng cho thùng được làm bằng bạch kim. Trong tính dẫn điện, kim loại này kém hơn đồng, nhôm và bạc. Bạch kim bắt đầu oxy hóa với oxy trong khí quyển chỉ ở nhiệt độ từ 200 độ.

Đọc thêm về bạch kim và các thuộc tính của nó trong video.