Властивості та застосування платини

Огляд властивостей і застосування цього щільного металу

• Хімія
  • Періодична таблиця
  • основи
  • Хімічні закони
  • Молекули
  • Проекти та експерименти
  • Науковий метод
  • Біохімія
  • Фізична хімія
  • Медична хімія
  • Хімія в повсякденному житті
  • Відомі хіміки
  • Діяльність для дітей
  • Скорочення та акроніми

  Платина — це щільний, стабільний і рідкісний метал, який часто використовується в ювелірних виробах через його привабливий зовнішній вигляд, схожий на срібло, а також у медичних, електронних і хімічних застосуваннях завдяки своїм різноманітним унікальним хімічним і фізичним властивостям.

  Властивості

  • Атомний символ: Pt
  • Атомний номер: 78
  • Категорія елемента: перехідний метал
  • Щільність: 21,45 грам / см 3
  • Точка плавлення: 3214,9 °F (1768,3 °C)
  • Точка кипіння: 6917 °F (3825 °C)
  • Твердість за шкалою Мооса: 4-4,5

  характеристики

  Платиновий метал має ряд корисних властивостей, що пояснює його застосування в широкому спектрі галузей промисловості. Це один із найщільніших металевих елементів — майже вдвічі щільніший за свинець — і дуже стабільний, що надає металу чудові властивості стійкості до корозії . Як хороший провідник електрики, платина також є пластичною (може формуватися без руйнування) і пластичною (може деформуватися без втрати міцності).

  Платина вважається біологічно сумісним металом, оскільки вона нетоксична та стабільна, тому не реагує з тканинами організму та не впливає на них негативно. Недавні дослідження також показали, що платина пригнічує ріст деяких ракових клітин.

  історія

  Сплав металів платинової групи (PGM) , до складу якого входить платина, використовувався для прикраси Скриньки у Фівах, єгипетської гробниці, яка датується приблизно 700 роком до нашої ери. Це найдавніше відоме використання платини, хоча доколумбові жителі Південної Америки також виготовляли прикраси із золота та платинових сплавів .

  Іспанські конкістадори були першими європейцями, які зіткнулися з металом, хоча вони вважали його неприємним у своїй гонитві за сріблом через його схожий зовнішній вигляд. Вони називали цей метал платиною — версією Plata , іспанського слова для срібла — або Platina del Pinto через його відкриття в пісках уздовж берегів річки Пінто в сучасній Колумбії.

  Перше виробництво та велике відкриття

  Незважаючи на те, що Франсуа Шабано вивчався рядом англійських, французьких та іспанських хіміків у середині XVIII століття, він першим отримав чистий зразок металу платини в 1783 році. У 1801 році англієць Вільям Волластон відкрив метод ефективного вилучення металу з руди, яка дуже схожа на процес, який використовується сьогодні.

  Зовнішній вигляд платинового металу, схожого на срібло, швидко зробив його цінним товаром серед королівських осіб і багатіїв, які шукали ювелірні вироби з новітніх дорогоцінних металів.

  Зростаючий попит призвів до відкриття великих родовищ в Уральських горах у 1824 році та в Канаді в 1888 році, але знахідка, яка кардинально змінила майбутнє платини, відбулася лише в 1924 році, коли фермер у Південній Африці наткнувся на самородок платини в руслі річки. Це зрештою призвело до відкриття геологом Гансом Меренським магматичного комплексу Бушвельд, найбільшого родовища платини на землі.

  Останні випадки використання платини

  Хоча деякі промислові застосування платини (наприклад, покриття свічок запалювання) використовувалися до середини 20-го століття, більшість поточних електронних, медичних і автомобільних застосувань були розроблені лише з 1974 року, коли правила якості повітря в США поклали початок епосі автокаталізаторів. .

  З того часу платина стала інвестиційним інструментом і торгується на Нью-Йоркській товарній біржі та Лондонському ринку платини та паладію .

  Виробництво платини

  Хоча платина найчастіше зустрічається в природі в розсипних родовищах, шахтарі платини та металів платинової групи (PGM) зазвичай видобувають цей метал зі сперриліту та купериту, двох руд, що містять платину.

  Платина завжди зустрічається поряд з іншими МПГ. У південноафриканському комплексі Бушвельд та обмеженій кількості інших рудних тіл МПГ зустрічаються в достатній кількості, щоб було економічно вигідно видобувати виключно ці метали; тоді як на родовищах Норильськ у Росії та Садбері в Канаді платину та інші МПГ видобувають як побічні продукти нікелю та міді . Видобуток платини з руди і капітально, і трудомісткий. Для виробництва однієї тройської унції (31,135 г) чистої платини може знадобитися до 6 місяців і від 7 до 12 тонн руди.

  Першим кроком у цьому процесі є подрібнення руди, що містить платину, і занурення її в реагент, що містить воду; процес, відомий як «пінна флотація». Під час флотації повітря прокачується через водно-рудну суспензію. Частинки платини хімічно приєднуються до кисню та піднімаються на поверхню у вигляді піни, яка знімається для подальшого очищення.

  Заключні етапи виробництва

  Після висихання концентрований порошок все ще містить менше 1% платини. Потім його нагрівають до 2732F° (1500C°) в електричних печах і знову продувають повітря, видаляючи домішки заліза та сірки. Електролітичні та хімічні методи використовуються для вилучення нікелю, міді та кобальту , в результаті чого утворюється концентрат з 15-20% МПГ.

  Царська горілка (суміш азотної та соляної кислоти) використовується для розчинення металевої платини з мінерального концентрату шляхом утворення хлору, який приєднується до платини з утворенням хлороплатінової кислоти. На останньому етапі хлорид амонію використовується для перетворення платинохлористої кислоти в гексахлорплатинат амонію, який можна спалити з утворенням чистого платинового металу.

  Найбільші виробники платини

  Хороша новина полягає в тому, що не вся платина виробляється з первинних джерел у цьому тривалому та дорогому процесі. Згідно зі статистичними даними Геологічної служби США (USGS) , близько 30% з 8,53 мільйонів унцій платини, виробленої в усьому світі в 2012 році, було отримано з перероблених джерел.

  Зі своїми ресурсами, зосередженими на комплексі Бушвельд, Південна Африка є найбільшим виробником платини, забезпечуючи понад 75% світового попиту, тоді як Росія (25 тонн) і Зімбабве (7,8 тонн) також є великими виробниками. Anglo Platinum (Amplats), Norilsk Nickel і Impala Platinum (Implats) є найбільшими індивідуальними виробниками металевої платини.

  Додатки

  Що стосується металу, річне світове виробництво якого становить лише 192 тонни, платина міститься в багатьох повсякденних предметах і має важливе значення для виробництва.

  Найбільше використання, на яке припадає близько 40% попиту, – це ювелірна промисловість, де він використовується переважно у сплаві, з якого виготовляють біле золото. За оцінками, понад 40% обручок, які продаються в США, містять платину. Найбільшими ринками збуту платинових прикрас є США, Китай, Японія та Індія.

  Промислове застосування

  Стійкість платини до корозії та стійкість до високих температур роблять її ідеальною в якості каталізатора в хімічних реакціях. Каталізатори прискорюють хімічні реакції, не зазнаючи хімічних змін у процесі.

  Основне застосування платини в цьому секторі, на який припадає близько 37% загального попиту на метал, — це каталітичні нейтралізатори для автомобілів. Каталітичні нейтралізатори зменшують кількість шкідливих хімічних речовин у вихлопних газах, ініціюючи реакції, які перетворюють понад 90% вуглеводнів (окис вуглецю та оксиди азоту) на інші, менш шкідливі сполуки.

  Платина також використовується для каталізації азотної кислоти та бензину; підвищення октанового числа в паливі. В електронній промисловості платинові тиглі використовуються для виготовлення напівпровідникових кристалів для лазерів, тоді як сплави використовуються для виготовлення магнітних дисків для комп’ютерних жорстких дисків і перемикачів в автомобільних елементах керування.

  Медичні програми

  Попит з боку медичної промисловості зростає, оскільки платину можна використовувати як через її провідні властивості в електродах кардіостимуляторів, а також для імплантатів слуху та сітківки ока, так і через її протиракові властивості в ліках (наприклад, карбоплатині та цисплатині).

  Нижче наведено список деяких із багатьох інших застосувань для платини:

  • З родієм, використовується для виготовлення високотемпературних термопар
  • Для виготовлення оптично чистого плоского скла для телевізорів, РК-дисплеїв і моніторів
  • Виготовляти нитки зі скла для волоконної оптики
  • У сплавах, які використовуються для формування наконечників автомобільних і авіаційних свічок запалювання
  • Як замінник золота в електронних з’єднаннях
  • У покриттях для керамічних конденсаторів в електронних пристроях
  • У жароміцних сплавах для сопел реактивного палива та носових конусів ракет
  • У зубних імплантатах
  • Для виготовлення якісних флейт
  • У датчиках диму та чадного газу
  • Для виробництва силіконів
  • У покриттях для бритв

  Платина як метал: переваги та особливості

  Протягом довгого часу платина залишалася без належної уваги, колись до неї ставилися зневажливо, називаючи срібельцем (як срібло, але статусом нижче). Тепер із платини роблять приголомшливо вишукані вироби. Блиск таких моделей не має помпезності, але підкорює витонченістю. В онлайн-журналі Zbird розповімо докладніше, що таке платина і чому це королева серед дорогоцінних металів.

  ✱ Що таке платина

  ✱ Як добувають платину

  ✱ Як відрізнити платину від білого золота та срібла

  ✱ Що дорожче: платина чи золото

  ✱ Скільки коштує каблучка з платини

  Що таке платина

  Особливості платини

  Символ: Pt
  Номер: 78
  Температура плавлення 1773,5 °C
  Температура кипіння 4410 °C
  Твердість за шкалою Мооса — 4-4,5
  Не магнітиться у чистому вигляді

  Як добувають платину? У природному середовищі платина у чистому вигляді практично не існує. На ювелірну промисловість йде 25% усього видобутку. Решту забирають автовиробники, медицина, космонавтика та інвестиції. Платина міститься в сульфідних рудах у вигляді розсіяних гранул і в компанії з іншими металами на кшталт міді, нікелю, заліза чи срібла. Процес одержання металу складний. Щоб видобути 1 унцію (31,1 г) платини переробляють понад 10 тонн руди. Якщо порівняти із золотом: 1 унція – 3 тонни руди. Трудомісткий процес відбивається і на вартості прикраси.

  Переваги платини: 5 головних причин вибрати саме цей метал

  1. Платина – дорогоцінний метал світло-сріблястого кольору з характерним сірим відтінком сталі. Цей колір вишуканий і стильний metallic, для створення його не потрібні домішки у сплаві.

  2. Метал у чистому вигляді не використовують при створенні прикрас. В Україні та й у більшості Європейських країн існують еталонні проби платинових сплавів: 750, 850, 900 та 950. Це означає, що відсоток вмісту чистого металу в цих виробах дорівнює 75, 85, 90 і 95%. Як домішки використовують мідь, паладій, золото і кобальт, іноді срібло, рутеній, осмій або нікель.

  3. Головна особливість платини полягає у міцності. Це одна з причин того, чому сьогодні такі популярні обручки з платини з діамантами чи без них. Такі вироби ідеальні для повсякденного носіння: вони не бояться механічних пошкоджень, деформацій чи зношування. У платинових прикрасах оправа ідеально тримає камінь, і ризик того, що він згодом загубиться мінімальний.

  4. Платина носить титул вічного металу, їй не страшна взаємодія з вологою, повітрям, побутовою хімією, кислотами та перекисом водню. Тому вона довго зберігає колір та чудовий зовнішній вигляд, не тьмяніючи.

  5. Ювелірні прикраси з платини не містять алергічних домішок, а тому не викликають реакцій чи подразнень на шкірі.

  Як відрізнити платину від білого золота та срібла

  Тільки професіонали можуть із першого погляду визначити різницю. Але ми намагатимемося полегшити це завдання для кожного.

  • Зверніть увагу на маркування, для платини це «РТ» або «PLAT». Також завжди звертайте увагу на інформацію на бирці та відбиток або лазерну пробу на самому виробі. Золото для прикрас частіше використовують у 585 чи 750 пробі, платину — в 900 та 950, срібло — 925.
  • Платина — щільний метал. Для, на перший погляд, абсолютно однакових прикрас із золота та платини потрібна різна кількість металу. Тому такі коштовності важчі та дорожчі. Зате краще тримають форму і їм не страшні подряпини та механічні ушкодження.
  • Тому платиновий виріб важчий за інших. Якщо взяти три однакові за дизайном кільця (платинове, з білого золота та срібне), вже в руці можна відчути, що платинове значно важче.
  • У прикрасах на вітрині колір платини віддає більш сталевим, натуральним сіруватим відтінком, а ось срібло та біле золото буквально сяють, тому що їх покривають родієм для більшої білизни та глянцю. Щоб це зрозуміти насправді: зайдіть у будь-який ювелірний магазин і попросіть показати три прикраси схожого дизайну. Знаючи, у чому шукати різницю, погляд виявить, а розум зафіксує відмінність. До того ж назавжди.
  • У платинових прикрасах можна приймати душ скільки завгодно! (Хоча ми радимо все-таки знімати їх). Срібло покривається плямами, піддається корозії.
  • Біле золото часто покривають родієм, щоб воно не віддавало жовтизною — це природний відтінок золота. З часом більшість золотих родованих прикрас вимагають оновлення покриття. Платина ж зберігає свій приголомшливий колір десятиліттями. Цікавий факт: з 1 г платини можна зробити тоненький 2-кілометровий дріт.

  Що дорожче: платина чи золото

  На ціну платини та золота впливають кілька факторів: запит, поширеність в природі та кількість добутої сировини, а також складність обробки металу у процесі створення прикраси. Для останнього потрібні інші інструменти та обладнання: щоб розплавити платину потрібна температура вдвічі вища, ніж для золота.

  Платина в чистому вигляді багато років була дорожчою за золото, але зараз ситуація інша. Офіційний курс банківських металів НБУ каже, що Аурум коштує практично вдвічі дорожче платини у 2022 році.

  З прикрасами трохи інша ситуація — платина в обробці складніша, вона важче плавиться. І варто звертати увагу на пробу, яка показує % вмісту чистого металу у сплаві. І тут платина 900 або 950 проби з мінімумом добавок у будь-якому випадку коштує дорожче за золото 585 або 750 проби.

  Скільки коштує каблучка з платини?

  При покупці орієнтуйтеся на вагу металу, пробу, складність ювелірної роботи та наявність дорогоцінного каміння. Має значення вартість металу за грам, але робота з ним більш трудомістка, ніж із золотом. Це важливий фактор формування ціни.

  Платинові каблучки на замовлення в інтернет-магазині ZBIRD — ідеальний вибір для заручин чи весілля. Такі прикраси виправдовують вартість і точно не розчарують!

  Редактор: Гаращенко Ганна