Платина – химический элемент блестящего серебристо-белого оттенка, занимающий в периодической таблице Менделеева место в X группе VI периода. По внешнему виду она похожа на серебро и железо. Входит в группу благородных металлов.

По распространению в земной коре платина относится к редким элементам. В чистом виде практически не встречается. Все известные на сегодня самородки являются сплавами платины с палладием, иридием, осмием, родием и железом. Редко могут быть соединения с медью и никелем.

Откуда пошло название

Своим названием платина обязана испанским конкистадорам, которые завоевывали Южную Америку. Разрабатывая серебряные месторождения, они наткнулись на металл, похожий на серебро, но более тугоплавкий. Не найдя применение, его поначалу просто выбрасывали, называя презрительно platina («серебришко») от испанского plata (серебро). В средние века были популярны и другие прозвища: «лягушачье», «гнилое» и «белое» золото.

История

До 50-х годов XVI столетия Старый свет о платине не слышал, хотя древние инки уже давно умели добывать и использовать металл. В Европе первые упоминания об этом элементе появились в 1557г. Воспользовавшись свойством платины хорошо сплавляться с золотом, фальшивомонетчики стали подделывать деньги. Поэтому король Испании в 1735 г запретил ее ввоз в страну, а имеющиеся запасы велел утопить в море. В 1803 г английскому химику У. Воластону удалось получить химически чистую платину.

В России ее обнаружили в россыпных золотых месторождениях Урала в 1819 г. А через пять лет началась промышленная добыча «белого золота». В 1828 г монетный двор России начал чеканку платиновых монет. В 1859 г открытие химика Сент-Клер Девиля позволило получать слитки чистого металла в промышленных масштабах. Платину использовали для изготовления эталонов метра и килограмма.

Свойства платины

Среди благородных металлов она имеет самые уникальные свойства:

• не окисляется и не вступает в реакцию с другими элементами при нагреве до 200 градусов по Цельсию;
• тверже и тяжелее золота и серебра;
• обладает отличной пластичностью и ковкостью;
• имеет хорошую электропроводность;
• не растворяется в кислотах (кроме «царской водки»);
• высокая температура плавления.

Сферы применения

Сфера использования платины простирается от химической до электронной промышленности. Применение ее для ускорения течения химических процессов помогает при производстве азотной кислоты, силиконовых изделий. Ни одно нефтеперерабатывающее предприятие не обходится без использования платиновых катализаторов.

Из нее изготавливаются приспособления, используемые при варке стекла для лабораторной посуды. Точные современные датчики, термометры сопротивления, контакты ответственных радиодеталей не могут быть созданы без этого химического элемента.

В медицине платина применяется для создания лекарств, позволяющих бороться с онкологическими заболеваниями. Из-за своих гипоаллергенных свойств используется для изготовления медицинского оборудования, кардиостимуляторов и катетеров.

Ювелирные изделия и уход за ними

Сегодня она используется при изготовлении самых дорогих ювелирных украшений. Платиновые крепления для драгоценных камней из-за прочности можно сделать практически невидимыми. Это придает украшениям удивительную легкость и воздушность.

Для изготовления ювелирных изделий высшего качества используется сплавы платины с содержанием металла не менее 95% (950 проба). Украшения из такого сплава имеют яркий белый оттенок и выгодно оттеняют вставленные в него драгоценные камни.

Ухаживать за изделиями несложно, требуется всего лишь раз в неделю чистить их при помощи специальных средств. А один раз в год полировать в ювелирной мастерской, чтобы избавится от образовавшихся на украшении царапин.

На фото изображены искусственно выращенные кристаллы платины из газовой фазы, с ровными гранями и размером в несколько сантиметров.

Классическая лабораторная посуда, изготовленная из благородной платины

Платина это слабый реакционный, тугоплавкий и устойчивый к коррозии металл. Из платинового металла изготавливают химическую лабораторную посуду или так называемые платиновые тигли, предназначенные для нагревания в них кислотных расплавом или растворов. Например, платиновые тигли устойчивы к действию серной кислоты или к ее кислым солям. А вот расплавы щелочей, особенно в присутствии окислителей, вызывают коррозию платины, поэтому разогревать гидроокиси щелочных металлов лучше не в платиновой посуде, а в серебряной.

На фото ниже приведен пример классического небольшого платинового тигля. Тигли больших размеров используются для варки специального стекла и выращивания монокристаллов полупроводников.

Платиновая монета

Сегодня монеты, изготовленные из платины, выпускаются для инвестиционных и коллекционных целей. На фото ниже имеется изображение старинной, крайне редкой и дорогой платиновой монеты, с номиналом в 12 рублей, изготовленной в России, в 1832 году. Платиновая монета, находится в отличном состоянии, хорошо отполирована и отлично сохранила свой привлекательный блеск. Большая стоимость этой монеты обусловлена ее исторической ценностью, драгоценным металлом, из которого эта платиновая монета была отчеканена, хорошим состоянием и большим весом.

Что представляет собой платиновый слиток?

На фото ниже изображены два мерных платиновых слитка, 999 пробы и весом в 10 и 50 грамм. Такие мерные платиновые слитки можно приобрести в Банках России.

Платиновые слитки, могут быть прекрасным вложением свободных денежных средств, для того чтобы сохранить свои сбережения от возможной инфляции. Кроме выгодного вложения капитала, платиновые слитки могут быть как объектами коллекционирования, так и просто ценными подарками.

На лицевой стороне платиновых слитков, стоит четко и разборчиво маркировка. Оттиски надписей на слитках, могут быть в зависимости от технологии изготовления слитков: вдавленными или выпуклыми. Платиновый слиток, на лицевой стороне, маркируется следующими надписями: надписью страны производителя – «Россия» заключенной в овале, ниже стоят массы слитков в граммах: 10 и 50 граммов, наименование металла – «платина», весовая доля благородного металла в слитках - 999,5 или его метрическая 999 проба, товарный знак завода изготовителя, в самом низу стоит номер слитка (для платиновых слитков весом в 50 граммов и меньше, допускается нанесение номера на обратной стороне).

Обручальное платиновое кольцо

Платина это сильнейший инертный, благородный и очень красивый металл. Его свойства используют ювелиры для создания ювелирных украшений. Свое название платина, получила от испанских конкистадоров, которые открыли этот металлом в середине 16 века, в Южной Америке (сегодня эта территория современного государства Колумбия).

Изначально платина не имела практического значения. Люди не знали свойства этого металла. Они не умели плавить платину, так как не знали температуру ее плавления. Металл трудно поддавался переплавке. Платину ценили в два раза меньше чем добываемое серебро.

Сегодня свойства платины оценены по ее достоинству. Платина это самый дорогой драгоценный металл. Изготовленные из платины ювелирные изделия, смотрятся очень красиво и привлекательно.

На фото ниже изображено обручальное платиновое кольцо, высокой пробы и хорошо отполированное до блеска. Если взять по одному: серебряное, золотое и платиновое кольцо, одинаковые по объему, то в руках можно ощутить явное различие в их весе. Кольцо из платины, на вес, естественно будет тяжелее.

Платиновые часы - хронограф

На фото изображены мужские платиновые часы. Они представляют собой классический и популярный хронограф, со встроенным швейцарским механизмом - ЕТА 7750. Платиновые часы имеют механический автоподзавод. Этот хронограф представляет собой российский бренд, от компании "Platinor". Корпус часов изготовлен из платины 950 пробы и по краю обрамлен бриллиантами. А ремешок платиновых часов, выполнен их палладия 850 пробы. Часы имеют классический вид и не содержат в конструкции ни чего лишнего. Стекла таких часов – сапфировые, это говорит о том, что на таких стеклах не будет царапин. Хотя такие сапфировые стекла легко разбиваются. Поэтому не следует допускать падений часов или ударов по ним. Платиновые часы защищены от влаги и воды. Одев часы на руку, можно плавать в воде, мыть руки или посуду. Однако нельзя переключать кнопки хронометра часов под водой.

Платина и палладий это металлы, относящиеся к платиновой группе благородных металлов. Они считаются редкими на земле металла. Обладают высокой плотностью и вязкостью. Для того чтобы обрабатывать платину и палладий, потребуется очень высокий профессионализм. Платина это очень твердый металл, он трудно поддается механической обработке. Для того чтобы изготовить корпус платиновых часов, потребуется не один шлифовальный круг, так как при полировании полировальные круги часто стираются.

Платина это дорогой благородный металл, в сравнении с другими драгоценными металлами. Поэтому его высокая стоимость, заметно отражается на цене платиновых часов.

Палладий это благородный металл из группы платиновых элементов, он оценивается дешевле золота, но в ювелирных изделиях стоит дороже золотого металла, так как это очень тяжело обрабатываемый металл. В России ювелирные изделия из палладия практически не изготавливаются, так как производителю невыгодно связываться с этим металлом. В Японии ювелирные изделия из палладия, чрезвычайно ценятся и легко раскупаются.

Губчатая платина и платиновая чернь

Платина это сильнейший инертный, малоактивный в химическом отношении металл и обладающий каталитической способностью. Однако губчатая платина приобретает совершенно другие свойства, не свойственные обычной платине.

Губчатая платина это губчатая масса серого цвета, которая получается при накаливании некоторых платиновых соединений. Платина в такой губчатой форме, обладает способностью поглощать в себя различные газы. Объясняется это тем, что губчатая платина, имеет большую площадь поверхности.

Один объем губчатой платины, может удерживать несколько сотен объемов кислорода. Такая насыщенная кислородом губчатая платина, обладает способностью окислять различные вещества (спирт, сернистый ангидрид, водород, органические вещества). При нормальных комнатных условиях эти вещества не способны соединиться с кислородом. А губчатая платина, обладая каталитическими свойствами, способствует окислению кислородом различных веществ.

Окислительные способности губчатой платины, широко используются в химических лабораториях и технике. Например, очень ярко проявляются окислительные способности губчатой платины, при действии ее на гремучий газ (это смесь водорода и кислорода). Сначала реакция сопровождается медленным горением водорода, а потом когда губчатая платина раскаляется, происходит взрыв.

В обычном виде, платина обладает слабыми каталитическими свойствами. Спиральная проволока над потухшим фитилем спиртовой горелки, будет медленно тлеть, после задувания пламени, так как пары спирта медленно окисляются под спиралью.

Для того чтобы каталитическая реакция протекала более интенсивней, используют как губчатую платину, так и платиновую чернь. Что такое платиновая чернь? Платиновая чернь это тонкий или мелкодисперсный порошок металлической платины, которая получается восстановлением ее соединений и применяется как катализатор в различных химических реакциях. Сама мелко измельченная металлическая платина, не вступает в химические реакции с различными веществами, а лишь способствует протеканию некоторых химических реакций.

На фотографии слева изображена губчатая платина, а справа - платиновая чернь.

Белое золото

Белое золото это сплав золотого металла с другими металлами (серебром, платиной, никелем, палладием), которые окрашивают золото в белый цвет. Если 585 проба золота это сплав, состоящий из 585 весовых частей чистого золота и лигатурных металлов: меди и серебра, то такой же 585 пробы, это сплав, содержащий 585 весовых частей чистого металла, только вместо меди в сплав добавляют платину или , которые окрашивают золото в белый цвет. При большом содержании серебра в сплаве с золотом, сплав окрашивается в бело - матовый цвет.

На фотографии ниже изображены два обручальных кольца, изготовленных из сплава белого золота.

Платиновые свечи

На фото ниже изображены автомобильные платиновые свечи зажигания, с платиновыми контактами. Платиновые свечи, выполняющие функцию зажигания в двигателях внутреннего сгорания, получили такое название, потому что тугоплавкая платина используется в них для изготовления электродов. Платиновые электроды в свечах хороши тем, что обладают высокой устойчивостью к коррозии и высокой термостойкостью. Платиновые электроды практически не выгорают и их можно очень долго эксплуатировать. Платиновый электрод позволяет сохранять неизменным расстояние между боковым и внутренним электродами, на протяжении очень длительного периода времени. Важной характеристикой платиновых свечей, является величина зазора между внутренним и боковым электродом, так как от этого зависит эффективность зажигание газовой смеси в цилиндре двигателя. Высокая стойкость платины к эрозии, делает возможным увеличить интервал замены до 90 000 километров.

Физические свойства платины

Химический символ платины - Pt.

Платина это простой химический элемент.

Атомный номер платины – 78.

Платина это химический элемент десятой группы и шестого периода в периодической системе Д.И.Менделеева, представляет собой простое химическое вещество.

Атомная масса - 195,084 а.е.м.

Электронная конфигурация - 4f14 5d9 6s1.

Платина это тяжелый, но мягкий металл.

По своей твердости платина превосходит и золото.

Плотность платины при нормальных условиях: 21,09 – 21, 45 г/см3.

Температура кипения платины - 3825 градусов.

Температура плавления платины – 1768,3 градусов.

Платина была открыта в 1735 году.

Первооткрывателем платины считается - Антонио де Ульоа.

Испанский мореплаватель и математик, Антонио де Ульоа, в 1748 году привез из Перу, найденные им там платиновые самородки.

Впервые чистая платина была получена из платиновой руды в 1803 году, английским химиком Уильямом Волластоном.

Платина как независимый химический элемент был открыт итальянским химиком Джилиусом Скалигер в 1835 году, когда была установлена неразложимость платины.

Платина относится к группе переходных металлов.

Платина это благородный металл серебристо – белого цвета.

Белый цвет платины, очень похож на серебристо – белый цвет серебра.

Цвет платины можно охарактеризовать еще как металл, имеющий серовато – стальной цвет.

Платина это тугоплавкий и труднолетучий металл.

Платина имеет кубическую гранецентрированную кристаллическую решетку.

Платина может быть получена в виде платиновой черни, которая обладает высокими дисперсными свойствами. При нагревании платина хорошо прокатывается и сваривается. Губчатая платина обладает большой площадью поверхности, поэтому она хорошо адсорбирует многие газы. Особенно такими адсорбируемыми газами, являются: кислород и водород. Склонность платины к адсорбции проявляется не только, когда платина находится в мелкодисперсном состоянии, но и в коллоидном растворе. Платина, представленная в виде платиновой черни, в одном своем объеме, может растворить до 100 объемов кислорода. Свойство платиновой черни адсорбировать (растворять) газы, используется для ускорения химических реакций. Поэтому платиновую чернь применяют как катализатор в химических реакциях окисления и гидрогенизации.

Платина даже при сильном накаливании не окисляется на воздухе, а после остывания сохраняет свойственный этому металлу, серебристо – белый цвет.

Несмотря на свои природные твердые свойства, платина все равно хорошо поддается обработке. Она легко прокатывается, куется, штампуется и хорошо поддается волочению. Если сильно раскатать платину в тончайший лист, то можно получить платину толщиной - 0,0025 миллиметра.

Платина это сильнейший инертный металл. Его инертные свойства в сравнении с золотом и серебром, а так же с другими инертными металлами, стоят значительно выше. Платина в химическом отношении, это слабо реакционный металл.

Платина как и серебро это высоко ковкие и пластичные металлы. Эти очень хорошо обрабатываются, протягиваются в тонкую проволоку и прокатываются в тонкие листы. В сравнении с серебром и золотом, платина это более тугоплавкий металл.

Платиновые сплавы обычно двухкомпонентные, которые представляют собой твердый раствор платины с другими легирующими элементами. Наиболее важными платиновыми сплавами являются химические элементы - металлы восьмой группы системы Менделеева: Rh, lr, Pd, Ru, Ni и Co, а также Cu, W, Мо.

Сплавы платины имеют высокую температуру плавления, коррозийную стойкость к агрессивным средам, они сопротивляются окислению даже при высоких температурах, а так же имеют высокие механические свойства и износостойкость. Некоторые сплавы платины обладают каталитическими свойствами в реакциях: изометрии, гидрогенизации и окисления. Сплавы платины хорошо поддаются обработке давлением. Из сплавов платины можно изготавливать различные изделия: штамповкой, прокаткой, ковкой и волочением.

Платина это редкий, красивый, инертный, благородный и драгоценный металл, который представляет в периодической системе Д. И. Менделеева группу металлов - платиноиды, похожие по своим свойствам.

Платина широко применяется в ювелирном деле. Ювелирная платина так же как золото и серебро, в чистом виде ювелирами, как правило, не применяется. Ювелиры при изготовлении ювелирных украшений, широко используют сплавы платины, так как они наиболее механически устойчивы. Часто платину сплавляют с палладием, и серебром. Эти лигатурные металлы добавляют к платине до тех пор, пока сплав платины не станет пригодным для изготовления из него драгоценностей. Сплавы платины должны имеет необходимые качества: твердость, прочность, легкоплавкость, износостойкость, но при этом они должны оставаться легкообрабатываемыми сплавами.

История платины

Слово платина была придумана испанскими конкистадорами – первооткрывателями Южной Америки. Когда первопроходцы впервые познакомились с неизвестным им металлом - платиной, они заметили, что она внешне очень похожа на серебро. В то время слово патина в разговорной речи означала маленькое серебро или «серебришко». Такое уменьшительное название этому металлу было дано, потому что платина была бесполезным металлом и имела тугоплавкие свойства. Расплавлять платину люди в то времени еще не умели и долгое время не находили способа как это можно было сделать. Сначала платина не имела никакого практического применения и стоила в два раза дешевле серебра. Люди, имевшие платину, даже не представляли какой ценный металл, они держали в своих руках.

Изотопы платины

Платина в природе находится в виде четырех стабильных изотопов: 194Pt (32,9 %), 195Pt (33,8 %), 196Pt (25,2 %), 197Pt (7,2 %), которые в смеси друг с другом образуют природную платину или в виде двух радиоактивных изотопов платины: 190Pt (0,013 %, период полураспада 6,9 1011 лет), 192Pt (0,78 %,10 1015 лет).

Месторождения платины

Основные месторождения платины до 90 процентов, находятся в пяти странах мира: ЮАР, США, России, Зимбабве и в Китае.

Химические свойства платины

Платина это сильнейший инертный металл, обладающий слабыми реакционными способностями. Кислоты и щелочи с платиной не реагируют. Платина может растворяться в «царской водке». В платине можно растворить бром. При обычных условиях платина не вступает в химическую реакцию с другими химическими веществами. Для того чтобы платина стала реакционноспособной ее необходимо нагревать. Только после нагревания платина начинает реагировать с пероксидами, а щелочами в присутствии кислорода. Тонкая проволока из платины начинает гореть во фторе, при этом выделяется большое количество тепла. С другими неметаллами (хлором, серой, фосфором) платина реагирует уже слабее. При сильном нагревании платина взаимодействует с кремнием и углеродом, образует твердые растворы.

В химических соединениях платина проявляет степени окисления от 0 до +6, из которых устойчивыми являются соединения, где платина проявляет валентность: +2 и +4. Платина насчитывает много сот комплексных соединений, все они названы в честь знаменитых ученых изучавших их.

Мелкодисперсная платина является активным катализатором химических реакций, при этом сам металл не претерпевает химических изменений. Платина как катализатор используется не только в химических лабораториях, но и в промышленных масштабах. Например, благодаря платине ускоряется (катализируется) реакция присоединения водорода к ароматическим соединениям, реакция протекает уже при комнатной температуре и атмосферном давлении водорода. Платиновая чернь ускоряет протекание химических реакций, при этом сама остается неизменной. Например, платиновая чернь уже при обычных условиях окисляет пары винного спирта до уксусной кислоты. Губчатая платина при комнатной температуре воспламеняет водород. При контакте губчатой платины (платиновой черни) со смесью водорода и кислородом (гремучий газ) сначала идет реакция, сопровождающаяся спокойным горением, а потом вследствие выделения большого количества тепла, платиновая губка раскаляться, что приводит к взрыву гремучего газа. На основе этой химической реакции было сконструировано «водородное огниво» - устройство для получения огня, которое раньше применяли вместо спичек.

Платина это сильнейший инертный металл. По своим химическим свойствам платина похожа на палладий, только она имеет более устойчивые химические свойства.

Платина может реагировать только с горячей царской водкой.

Платина не вступает в реакцию с кислотами и щелочами.

Платина растворяется в горячей концентрированной серной кислоте и в жидком броме.

Органические кислоты, как и минеральные, на платину не действуют.

Платина реагирует со щелочами и пероксидом натрия, галогенами, только при нагревании.

Платина реагирует с серой, селеном, теллуром, углеродом и кремнием, только при нагревании.

Платина с кислородом, при нагревании образует летучие оксиды.

Платина может образовывать гидроксиды (Pt(OH)2 и Pt(OH)4), при щелочном гидролизе соответствующих хлорплатиноидов. Гидроксиды платины проявляют амфотерные свойства, то есть в зависимости от условий, они могут иметь как кислотные, так и основные свойства.

Платина с фтором дает химическое соединение - гексафторид платины (PtF6), которое является сильнейшими окислителем, так как платина в этом соединении имеет наивысшую степень окисления +6. Гексафторид платины образуется при сжигании платины во фторе, под высоким давлением. Это сильнейший окислитель из всех известных химических окислителей, при комнатной температуре он способен окислить даже кислород, с образованием соединения - O2PtF6 и ксенона до XePtF6.

Реакция фторирования платины до фторида платины - PtF4, идет при нормальном давлении и температуре 350 – 400 градусов. Химические соединения фторированной платины гигроскопичны (хорошо впитывают влагу) и разлагаются водой. Тетрахлорид платины PtF4, с водой образует гидраты тетрахлорида платины. Тетрахлорид платины можно растворить в соляной кислоте и получить платинохлористоводородные кислоты: H и H2.

Платина образует комплексные соединения состава: 2- и 2-.

Добыча и производство платины

После открытия Южной Америки (сегодня эта территория Колумбии), в ее землях была обнаружена платина, с начала этот металла по ошибке путали с серебром, так эти металлы по своему цвету были очень похожи. Добываемая платина в те времена стоила в два раза дешевле добытого серебра. Низкая стоимость платины объяснялась незнанием химических свойств этого элемента. Люди не знали, как применять этот металл практически. Они не умели его даже плавить, так как не знали температуру его плавления.

Позже ювелиры обнаружили свойство платины отлично сплавляться с золотом. Сплав золота и платины позволял мошенникам изготавливать поддельное золото. Плотность у платины больше чем у золота, поэтому даже незначительные добавки платины к золоту вызывали сильное утяжеление золотого металла. Золотые изделия изготовленные из сплава платины и золота выглядели очень привлекательными и несколько не вызывали подозрения в том, что данные изделия были поддельными. Такие изделия в Испании стали настолько популярными, что испанский король был вынужден запретить ввоз платины в страну, а оставшиеся запасы платины приказал утопить в море. Даже после отмены закона о ввозе платины на территорию страны, этот метал, не имел большой пользы и все еще оставался малоизвестным науке металлом.

Из малоизвестной платины изготавливалась химическое оборудование и различные приспособление, которые использовали в качестве катализаторов. Платина добывалась в больших количествах и вывозилась из Южной Америки в Европу, где она нерационально применялась. Промышленного производства платины тогда еще не было. Даже когда платина стала промышленно добываться в России, то добытый благородный металл не имел достойного практического применения.

Добытая в России платина безжалостно раскупалась и вывозилась другими странами Европы и Америкой. В России выпускались даже платиновые монеты номиналами: 3, 6, 12 рублей. По своей стоимости платиновые монеты были немного дороже, чем серебряные в 5,2 раза. Потом выпуск таких монет был прекращен, а сами монеты были изъяты из обращения. Считается, что это произошло из–за того, что в Европе стали повышаться цены на платину, а сами платиновые монеты стали стоить больше номинальной стоимости. После прекращения чеканки платиновых монет, добыча платины в России упала.

Сегодня мировые запасы разведывательной платины составляют около 80 000 тонн и распределены между странами: ЮАР (87,5 процента), Россией (8,3 процента) и США (2,5 процента).

Применение платины

В 19 веке платину стали добавлять в качестве легирующей добавки, для получения стали с высокой пробой.

Сплавы из платины с родием или платиновая чернь применялись в качестве ускорителей химических реакций.

Сегодня платина широко применяется в ювелирном деле, медицине и зубоврачебном деле.

Платины это тугоплавкий и химически стойкий металл, поэтому из него изготавливают различную лабораторную посуду, например ложки и тигли.

Платина в сплаве с кобальтом используется для изготовления постоянных магнитов с остаточной намагниченностью.

Из платины изготавливают специальные зеркала для лазерной техники.

Платина в сплаве с иридием идет на изготовление стабильных и долговечных электрических контактов, которые используются в конструкции электромагнитных реле.

Так как платина это сильно инертный, химически малоактивный, очень прочный, долговечный и устойчивый к коррозии металл, им покрывают различные детали - методом гальваники.

Из платинового металла изготавливают устойчивое к агрессивной среде оборудование, например перегонные реторты, необходимые для получения плавиковой кислоты.

Из платины изготавливают электроды для получения перхлоратов, перборатов, перкарбонатов, пероксодвусерной кислоты. Благодаря платине производится вся перекись водорода, которая добывается во всем мире.

Платина это материал для анодов в гальванотехнике, которые не растворяются в электролите.

Анодные штанги, изготовленные из платины, защищают корпуса подводных лодок от коррозии.

Платина используется для изготовления нагревательных элементов в печах и термометров сопротивления.

Платиной покрываю элементы СВЧ-техники (аттенюаторы, волноводы, элементы резонаторов).

Платина в составе химических соединений используется при изготовлении медицинских цитостатических препаратов, предназначенных для лечения раковых больных. Такие лекарственные препараты вызывают некроз раковых клеток, а потом их гибель. К таким лекарствам можно отнести первый препарат - цисплатин и наиболее современные и эффективные препараты: карбоплатин и оксалиплатин.

Платина, как и серебро, и золото так же применяется в ювелирном деле. До 50 тонн платины ежегодно используется мировой ювелирной промышленностью. Основными потребителями платины до 2001 года являлись японцы. С 2001 года только 50 процентов от всех мировых продаж платины, приходиться на долю Китая, в сравнении с 1980 годом китайцы потребляли 1 процент от мировых изделий из платины. Сегодня Китай остается страной, где ежегодно продается до 10 миллионов ювелирных изделий из платины общей массой до 25 тонн. В России спрос на платину составляет 0,1 процента от всех мировых продаж.

Платина, так же как золото и серебро имеет свои сплавы, которые разрешены государством к применению. Для России предусмотрены следующие пробы платины: 850, 900, 950. Редко и в малых количествах сплавы платины применяются для изготовления ювелирных изделий. Свои позиции сплавы платины уступает белому золоту. Белое золото это композиционный сплав золота с другими металлами, в том числе с платной, палладием и никелем, компоненты которого окрашивают его в белый цвет. Для изготовления ювелирных украшений часто применяется сплав 950 пробы платины. В состав этого сплава кроме платины входят медь и иридий, которые значительно повышают его твердость.

Свойства платины и палладия (химический элемент платиновой группы) имеют большое сходство. Но палладий в настоящее время пока еще не является самостоятельным, общепризнанным металлов для производства ювелирных украшений. Сегодня палладий имеет ближайшую перспективу стать драгоценным металлом для ювелирного дела, так как стоит по цене значительно дешевле платины, он лучше обрабатывается, у него такая же окисляемость воздухом, как и у платины, и он имеет более интенсивный белый цвет.

Платина это тяжелый металл. По своим химическим и физическим свойствам платина очень схожа с золотом, ртутью, таллием, свинцом и висмутом. Платина может оказывать на организм человека токсическое действие, то есть вызывать отравление. Платина это не только красивый металл, но и яд. Смертельная доза платины приводящей к смерти 1 – 2 грамма. Окись платины действует прижигающее действие на кожу. Известны случаи, когда при контакте платины наблюдались изменения в коже ногтей и кистей. Триокись платины вызывает дерматит.

А сколько
стоит написать твою работу?

Тип работы Дипломная работа (бакалавр/специалист) Курсовая с практикой Курсовая теория Реферат Контрольная работа Задачи Эссе Аттестационная работа (ВАР/ВКР) Бизнес-план Вопросы к экзамену Диплом МВА Дипломная работа (колледж/техникум) Другое Кейсы Лабораторная работа, РГР Магистерский диплом Он-лайн помощь Отчёт по практике Поиск информации Презентация в PowerPoint Реферат для аспирантуры Сопроводительные материалы к диплому Статья Тест Часть дипломной работы Чертежи Срок 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Сдачи Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь цену

Вместе с оценкой стоимости вы получите бесплатно
БОНУС: спец доступ к платной базе работ!

и получить бонус

Спасибо, вам отправлено письмо. Проверьте почту.

Если в течение 5 минут не придет письмо, возможно, допущена ошибка в адресе.

Платина

Московский Институт Стали и Сплавов

(Технологический Университет)

Кафедра металлургии редких металлов

и порошковой металлургии.

РЕФЕРАТ

на тему “ Платина ”

Студента группы КЦД-94

К ОЛОМИЙЦА К.В.

Преподaватель

Ракова Н.Н.

Москва 1995 год.

О Г Л А В Л Е Н И Е

Производство и применение платины. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 01 .

Историческая справка. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 01 .

Производство и потребление. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 02 .

Основные свойства платины. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 03 .

Положение в периодической системе элементов. . . . . . . . . . . . . . 03 .

Физические свойства. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 05 .

Химические свойства. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 05 .

Поведение платины в обогатительных операциях. . . . . . . . . . . . . . . . . . 06 .

Формы нахождения платины в рудах. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 06 .

Получение платиновых металлов из россыпей. . . . . . . . . . . . . . . . 08 .

Извлечение платины при обогащении сульфидных

Поведение платины при металлургической переработке сульфидных

Основные технологические операции переработки

медно-никелевых концентратов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 09 .

Физико-химические основы поведения платины

при переработке сульфидного сырья. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 .

Пирометаллургические процессы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 .

Агломерация. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 .

Электроплавка. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 .

Конвертирование. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 .

Обжиг. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 .

Восстановительная электроплавка. . . . . . . . . . . . . . . 13 .

Взвешенная плавка. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 .

Гидрометаллургические процессы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 .

Переработка платинусодержащих шламов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 .

Аффинаж. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 .

Сырье для получения платиновых металлов. . . . . . . . . . . . . . . . . 19 .

Переработка шлиховой платины. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 .

Переработка вторичного платинусодержащего сырья. . . . . . . . . . . 20 .

Приложение №1. ГОСТ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 .

Приложение №2. Словарь терминов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Производство и применение платины.

Историческая справка.

“Белое золото”, “гнилое золото”… Под этими названиями платина фигурирует в литературе XVIII в. Этот металл известен давно, его белые тяжелые зерна находили при добыче золота. Из-за высокой тугоплавкости он оказался ни на что не пригодным и лишь затруднял очистку золота. Название “платина” возникло вследствие сходства этого металла с серебром, название которого на испанском языке “plata”, что означает “серебришко”, “плохое серебро”. Вплоть до XVIII в. этот ценнейший металл вместе с пустой породой выбрасывали в отвал, а на Урале и в Сибири зерна самородной платины использовали как дробь при стрельбе.

В Европе платину стали изучать с середины XVIII в., когда испанский математик Антонио де Ульоа привез образцы этого металла с золотоносных месторождений Перу. Были исследования, были споры - простое ли вещество платина или “смесь двух известных металлов - золота и железа”. Обстоятельное изучение платины в 1752 г. провел шведский химик Хенрик Шеффер, который доказал, что она является не смесью, а новым химическим элементом.

В 1773-1774 гг. М. де-Лиль получил ковкую форму платины. В 1783 г. Шабано запонтетовал процесс получения ковкой платины. Начиная со второй половины XVIII в. платиной, ее свойствами, методами переработки и использования стали интересоваться многие химики-аналитики и технологи, в том числе и ученые Петербургской академии наук. Наиболее важные работы в этой области в первой половине XIX в. - это создание методов получения ковкой платины.

Всемирную известность приобрели труды русского ученого и общественного деятеля А. А. Мусина-Пушкина (1760-1805). Еще в 1797 г. он открыл новые способы получения амальгамы платины, а затем разработал совершенные методы ее ковки и очистки от железа. Работы Мусина-Пушкина были продолжены Архиповым, Варвинским, Любарским, Соболевским и др.

В 1826 г. выдающийся инженер П. Г. Соболевский вместе с В. В. Любарским разработал простой и надежный способ получения ковкой платины. Самородную платину растворяли в царской водке, а из этого раствора, добавляя NH 4 Cl, осаждали хлороплатинат аммония (NH 4) 2 . Этот осадок промывали, а затем прокаливали на воздухе. Полученный спекшийся порошок (губку) прессовали в холодном состоянии, а затем прессованные брикеты прокаливали и ковали. Этот способ позволял делать из уральской платины изделия высокого качества. Таким образом, Соболевский заложил основы порошковой металлургии.

21 марта 1827 г. в конференц-зале Петербургского горного кадетского корпуса на многолюдном торжественном собрании Ученого комитета по горной и соляной части были показаны изготовленные новым методом первые изделия из русской платины. Открытие П. Г. Соболевского и В. В. Любарского получило мировую известность. В 1828 г. Соболевский описал свой способ получения ковкой платины в Петербургском “Горном журнале” под названием: “Об очищении и обработке сырой платины”.

Благодаря предприимчивости министра финансов Е. Ф. Канкрина с 1828 г. в России стали выпускать платиновые монеты достоинством в 3, 6 и 12 рублей; на это было затрачено около 14.5 т платины.

В 1913 г. под руководством Н. Н. Барабошкина на базе исследовательских работ, проведенных в лаборатории Петербургского горного института, в г. Екатеринбурге начали строительство аффинажного завода для переработки добываемой шлиховой платины. В 1916 г. начали выпускать лишь губчатую платину и только в 1923 г. стали выделять спутники платины.

Производство и потребление.

Таблица 1. Производство платины, кг

Страна	1960 г.	1965 г.	1970 г.	1975 г.	1980 г.	1985 г.
ЮАР	8900	16 600	33 200	57 600	68 400	71 000
Канада	6500	6300	6200	5400	5400	4700
США	318	354	250	200	220	250

Важнейшие области применения платины - химическая и нефтеперерабатывающая промышленность. В качестве катализаторов различных реакций используется около половины всей потребляемой платины. В химической промышленности платину используют в процессе производства азотной кислоты (по оценочным данным на эти цели ежегодно идет 10-20 % мирового потребления платины).

В нефтеперерабатывающей промышленности с помощью платиновых катализаторов на установках каталитического риформинга получают высокооктановый бензин, ароматические углеводороды и технический водород из бензиновых и лигроиновых фракций нефти.

Таблица 2. Потребление платины по отраслям в США в количественном и процентном соотношениях.

Платина	1960 г.	1965 г.	1970 г.	1975 г.	1980 г.
Всего:						10 007	13 484	14 558	21 065	34 800
В том числе по отраслям:
Автомобильная	-	-	-	-	-	-	8491	40%	15 200	44%
Химическая	2216	22%	4093	30%	4378	30%	4629	22%	5600	16%
Нефтеперерабатывающая	1109	12%	2526	19%	5595	38%	3359	16%	5500	16%
Электротехническая	3325	33%	3322	25%	2562	18%	2290	11%	3800	11%
Стекольная	1847	18%	1617	12%	1071	7%	1052	5%	2400	7%
Медицинская	494	5%	825	6%	217	2%	532	3%	1100	3%
Ювелирная	1016	10%	1101	8%	735	5%	712	3%	1200	3%

В автомобильной промышленности платину также используют каталитические свойства этого металла - для дожигания и обезвреживания выхлопных газов, с целью оснащения автомобилей специальными устройствами по очистке выхлопных газов от вредных примесей.

Стабильность электрических, термоэлектрических и механических свойств плюс высочайшая коррозионная и термическая стойкость сделали этот металл незаменимым для современной электротехники, автоматики и телемеханики, радиотехники, точного приборостроения.

Незначительная часть платины идет в медицинскую промышленность. Из платины и ее сплавов изготовляют хирургические инструменты, которые, не окисляясь, стерилизуются в пламени спиртовой горелки. Некоторые соединения платины используют против различных опухолей. По структуре большинство из этих веществ - это неэлектролиты, цис- изомеры, производные двухвалентной платины. Самым эффективным соединением считается цис- дихлородиаминоплатина (II) . Это активное в химическом соотношении вещество, в котором ионы Cl – частично замещаются молекулами воды с образованием иона 2+ . Процесс ионизации дихлородиаминоплатины идет главным образом в клетках, где концентрация хлоридов ниже, чем в сыворотке крови. Продукт гидролиза реагирует с азотистыми основаниями ДНК как бифункциональный агент, вызывая образование поперечных связей между нитями ДНК. Это служит основной причиной нарушения деления и гибели опухолевых клеток. Дополнительным механизмом противоопухолевого действия дихлородиаминоплатины является активация иммунитета организма.

Таблица 3. Цены на платину, долл. за 1 тр. унцию.

1960г.	1965г.	1970г.	1975г.	1980г.	1985г.	нояб. 1994	нояб. 1995
83,5	98	132,5	170	420	480	407-416	406-407

Рост спроса на платину в мире является залогом высоких цен. По оценочным данным крупнейшей в мире компании по маркетингу металлов платиновой группы Johnson Matthey (JM) спрос на платину вырос в 1994 году на 7% и достиг уровня в 4.32 млн тройских унций. При этом с 1993 года сокращается потребление платины в промышленности. Однако рост заказов ювелиров и автомобилестроителей перекрывает это сокращение. Потребление платины в ювелирном производстве оценивается в 50 т. Второй фактор повышения спроса на этот металл - рост использования его в автокатализаторах. За это рынок платины должен быть благодарен партии зеленых, поскольку именно введение более строгих мер по ограничению вредных выбросов в атмосферу привело к тому, что почти все новые автомобили оснащаются автокатализаторами.

Таблица 4. Потребление платины в мире в 1993 г. (по информации Johnson Matthey), %.

Основные свойства платины.

Положение в периодической системе элементов.

Платина - символ Pt (лат. Platinum), химический элемент 6-го переходного периода периодической системы. Для него характерно заполнение 5d -электронных орбиталей при наличии одного или двух s -электронов на более высоких 6s - электронных орбиталях.

Таблица 5. Характеристика атомов платины.

Характеристика	Платина
Порядковый номер	78
Конфигурация внешних электронных оболочек	5d 9 6s 1
Число неспаренных электронов	2
Атомная масса	195.09
Атомный объем, см 3	9.10
Эффективный атомный радиус, нм
Потенциалы ионизации, В	9.0; 18.56; (23.6)
Возможные степени окисления	0, II, III, IV, VI
Характерные степени окисления	II, IV

Будучи элементом переходного периода, платина характеризуется различными степенями окисления. В большинстве своих соединений платина проявляет степени окисления +2 и +4. Как в том, так и в другом состоянии, благодаря высоким зарядам, небольшим ионным радиусам и наличию незаполненных d -орбиталей, она представляет собой типичный комплексообразователь. Так, в растворах все его соединения, включая простые (галогениды, сульфаты, нитраты), превращаются в комплексные, поскольку в комплексообразовании участвуют ионы соединений, присутствующих в растворе, а также вода. Поэтому гидрометаллургия платины основана на использовании ее комплексных соединений.

Физические свойства.

Платина очень тугоплавкий и труднолетучий металл, кристаллизуется в гранецентрированные кубические (г. ц. к.) решетки. При воздействии на растворы солей восстановителями металл может быть получен в виде “черни”, обладающей высокой дисперсностью.

Платина в горячем состоянии хорошо прокатывается и сваривается. Характерным свойством является способность абсорбировать на поверхности некоторые газы, особенно водород и кислород. Склонность к абсорбции значительно возрастает у металла, находящегося в тонкодисперсном и коллоидном состоянии. Платина (особенно платиновая чернь) довольно сильно поглощает кислород: 100 объемов кислорода на один объем платиновой черни. Вследствии способности к абсорбции газов платину применяют в качестве катализаторов при реакциях гидрогенизации и окисления. Каталитическая активность увеличивается при использовании черни.

Таблица 6. Физические свойства.

Характеристика	Pt
Плотность при 20 °С, г/дм 3	21.45
Цвет	Серовато-белый, блестящий
Радиус атома, нм	0.138
Температура плавления, °С	1769
Температура кипения, °С	4590
Параметры кристаллической решетки при 20 °С, нм	а =0.392
Удельная теплоемкость, Дж/(моль/К)	25.9
Теплопроводность при 25 °С, Вт/(м·К)	74.1
Удельное электросопротивление при 0 °С, мкОм·см
Твердость по Бринеллю, МПа	390-420
Модуль упругости, ГПа	173

Химические свойства.

Платина как элемент VIII группы может проявлять несколько валентностей: 0, 2+, 3+, 4+, 5+, 6+ и 8+. Но, когда идет речь об элементе № 78 почти также, как валентность, важна другая характеристика - координационное число. Оно означает, сколько атомов (или групп атомов), лигандов, может расположиться вокруг центрального атома в молекуле комплексного соединения. Для степени окисления 2+ и 4+ координационное число равно соответственно четырем или шести.

Комплексы двухвалентной платины имеют плоскостное строение, а четырехвалентной - октаэдрическое.

При обычной температуре платина не взаимодействует с минеральными и органическими кислотами. Серная кислота при нагреве медленно растворяет платину. Полностью платина растворяется в царской водке:

3Pt+4HNO 3 +18HCl=3H 2 +4NO+8H 2 O. (1)

При растворении получается гексахлороплатиновая, или платинохлористоводородная, кислота H 2 , которая при выпаривании раствора выделяется в виде красно-бурых кристаллов состава H 2 H 2 O. При повышенных температурах платина взаимодействует с едкими щелочами, фосфором и углеродом.

С кислородом платина образует оксиды (II), (III) и (IV): PtO, Pt 2 0 3 и PtO 2 . Оксид PtO получается при нагревании порошка платины до 430 °С в атмосфере кислорода при давлении 0.8 МПа. Оксид Pt 2 O 3 можно получить при окислении порошка металлической платины расплавленным пероксидом натрия. Оксид PtO 2 - порошок черного цвета - получается при кипячении гидроксида платины (II) со щелочью:

2Pt(OH) 2 =PtO 2 +Pt+2H 2 O. (2)

Гидроксид платины (IV) можно получить осторожным приливанием щелочи к раствору хлороплатината калия:

K 2 +4KOH=Pt(OH) 4 +6KCl. (3)

Сернистое соединение PtS - порошок коричневого цвета, не растворимый в кислотах и царской водке; PtS 2 - черный осадок, получаемый из растворов действием сероводорода, растворимый в царской водке.

Хлориды натрия часто используют в гидрометаллургии и аналитической практике. При 360 °С воздействием хлора на платину можно получить тетрахлорид PtCl 4 , который при температуре выше 370 °С переходит в трихлорид PtCl 3 , а при 435 °С распадается на хлор и металлическую платину; PtCl 2 растворяется в слабой соляной кислоте с образованием платинисто-хлористоводородной кислоты H 2 , при действии на которую солей металлов получаются хлороплатиниты Me 2 (где Me - K, Na, NH 4 и т.д.).

Тетрахлорид платины PtCl 4 при воздействии соляной кислоты образует платинохлористоводородную кислоту H 2 . Соли ее - хлороплатинаты Me 2 . Практический интерес представляет хлороплатинат аммония (NH 4) 2 6 - кристаллы желтого цвета, малорастворимые в воде, спирте и концентрированных растворах хлористого аммония. Поэтому при аффинаже платину отделяют от других платиновых металлов, осаждая в виде (NH 4) 2 .

В водных растворах сульфаты легко гидролизуются, продукты гидролиза в значительном интервале pH находятся в коллоидном состоянии. В присутствии хлорид-ионов сульфаты платины переходят в хлороплатинаты.

Поведение платины в обогатительных операциях.

Формы нахождения платины в рудах.

Формы нахождения платины в рудах определяют ее поведение в последующих процессах обогащения. Поэтому их изучение имеет большое значение для выбора технологической схемы переработки платинусодержащих руд и концентратов.

Подсчеты содержания платины в земной коре были выполнены Кларком и Вашингтоном, а позднее И. и В. Ноддак. Первые принимали в расчет только ту платину, которая находится в россыпях и коренных ультраосновных породах, а вторые учитывали также платину, находящуюся в рассеянном состоянии. Иногда пользуются данными по распространенности платины, приводимыми Гольдшмидтом. Обобщение ряда исследований на основе многочисленных определений дано А. П. Виноградовым.

Таблица 7. Содержание платины в земной коре, %.

Платину добывают в “первичных” и “вторичных” месторождениях. К первым относятся открытые в 1908 г. канадские медноникелевые магнитные колчеданы в округе Садбери, месторождения Норильска и южноафриканские медноникелевые колчеданы в Трансваале; здесь платина присутствует в виде сульфидов. Вторичные месторождения обязаны своим появлением выветриванию первичных месторождений и последующему смыванию выветренных пород, причем платиновые металлы, имеющие большую плотность, оседали в определенных местах. Вторичные месторождения находятся в Колумбии. Но они утратили свое значение в 20-х годах прошлого века, когда на западных и восточных склонах Уральского хребта были найдены большие залежи платиновых руд. В уральских месторождениях минералы платиновых металлов генетически связаны с глубинными ультраосновными породами, главным образом, с дунитами.

Таблица 8. Средний состав уральской россыпной и коренной платины, %

В канадских месторождениях платина встречается в виде сперилита PtAs 2 , куперита PtS и некоторых более редких минералов. Однако большая часть платиновых металлов находится в сульфидах в виде твердого раствора. Содержание платины в рудах достигает 1.5-2.0 г на 1 т руды.

Примерно такой же минералогический состав имеют южноафриканские руды, кроме того здесь найдена самородная платина и ферроплатина.

Каждому типу руд и их минеральным разновидностям свойственны свои особенности платиновой минерализации, обусловленные различной обогащенностью платиновыми металлами, различным соотношением платины, палладия, иридия, родия, рутения и осмия, а также различием форм нахождения металлов.

Многообразие типов руд и различие форм нахождения платиновых металлов в медно-никелевых рудах вызывает большие сложности с полнотой извлечения платиновых металлов в готовые концентраты, направляемые в металлургическую переработку.

Получение платиновых металлов из россыпей.

Россыпи платиновых металлов, образованные в результате разрушения коренных пород, известны во многих странах, но промышленные запасы в основном сосредоточены в Колумбии, Южной Африке, Бразилии и др.

Процесс извлечения платиновых металлов из россыпей сводится к двум группам операций: добыче песков и их обогащению гравитационными методами. Пески можно добывать подземными и открытыми способами; как правило, применяют открытые горные работы, выполняемые в два этапа: вскрыша пустой породы и добыча платинусодержащих песков. Добычу песков обычно совмещают с их гравитационным обогащением в одном агрегате, например, драге.

Добытая горная масса из дражных черпаков поступает в промывочную бочку, где осуществляется дезинтеграция и грохочение. Процесс дезинтеграции горной массы в бочке происходит посредством механического разделения и размыва ее водой при перекатывании породы внутри бочки и орошении напорной струей воды. Порода при этом разделяется на два продукта: верхний (галька, крупные камни, неразмытые камни глины) не содержит платины и направляется в отвал; нижний поступает последовательно на шлюзы, отсадочные машины и концентрационные столы. В результате обогащения получается шлиховая платина, содержащая до 70-90 % платиновых металлов. Ее направляют на аффинаж.

Извлечение платины при обогащении сульфидных платинусодержащих руд.

Технологические схемы извлечения платиновых металлов при обогащении вкрапленных руд определяются формами нахождения этих металлов в данном месторождении. Если платиновые металлы представлены самородной платиной и ферроплатиной, то в технологическую схему обогащения входит операция по получению гравитационного концентрата, содержащего повышенные концентрации платиновых металлов. Если в рудах платиновые металлы, в частности платина, находятся в виде магнитной ферроплатины, то обычно применяют магнитную сепарацию с последующей переработкой богатого продукта либо в отдельном цикле, либо совместно с никелевым концентратом в пирометаллургическом процессе. Первую схему применяют, например, для обогащения платинусодержащих руд Южной Африки.

Министерство образования Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего и профессионального образования ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Платина – один из уникальных драгоценных металлов, физические свойства которого до сих пор до конца не изучены. Тем не менее, с учётом имеющихся данных о платине, её физических и химических свойствах, можно с уверенностью говорить об отдельных сферах применения платины, которые, в частности, обуславливают инвестиционную привлекательность данного драгоценного металла.

Физические свойства

Одной из основных характеристик платины является то, что этот драгоценный металл является очень тугоплавким и труднолетучим. Вместе с тем, платина обладает способностью кристаллизоваться в гранецентрированные кубические решётки.

Учёные отмечают, что при наличии воздействия восстановителей на растворы солей платина может быть получена в виде так называемой «черни», отличительной особенностью которой является высокая дисперсность.

Пребывая в горячем состоянии, платина обладает способностью хорошо прокатываться и свариваться.

А знаете ли Вы, что одним из характерных свойств платины является уникальная способность драгоценного металла абсорбировать на поверхности отдельные газы, в частности, кислород и водород.

Платина - драгоценный металл

К основным характеристикам платины следует отнести такие:

1. Плотность драгоценного металла при температуре – двадцать градусов по Цельсию достигает 21,45 г/дм3.
2. Платина имеет серовато-белый, блестящий цвет.
3. Радиус атома платины составляет 0,138 нм.
4. Плавится платина при температуре выше 1769 градусов по Цельсию.
5. Температура кипения платины составляет 4590 градусов по Цельсию.
6. Удельная теплоёмкость платины составляет 25,9 Дж.

Сферы применения

К основным сферам применения платины относятся:

1. Промышленность и техника.
2. Медицина и стоматология.
3. Ювелирное дело.
4. Монетарная промышленность.
5. Химическая промышленность.
6. Изготовление зеркал.
7. Производство различных изделий из стекла и другие.

Рассмотрим каждую из сфер применения платины более детально.

Промышленность и техника. Платину в России начали применять в форме легирующей добавки при производстве высокопрочных сталей в первой четверти девятнадцатого века. Сегодня платину активно применяют, в частности, в стоматологии, ювелирном деле и медицине.

В нефтеперерабатывающей отрасли именно при помощи платиновых катализаторов, которые устанавливают на установках каталитического риформинга, получают такие продукты как:

• высокооктановый бензин;
• ароматические углеводороды;
• технический водород.

А знаете ли Вы, что платину также применяют при изготовлении специальных зеркал для лазерной техники, при котором используют долговечные электрические контакты и сплавы платины и иридия для радиотехники.

Автомобильная промышленность активно применяет платину при изготовлении специальных автомобильных катализаторов. В этом случае используются уникальные каталитические свойства платины, которые позволяют производить процессы дожигания и обезвреживания выхлопных газов.

Платину используют в фармацевтике

Медицина. Доля платины, которую используют в медицине, незначительна, однако аналогов ей в этой отрасли не существует.

Так, платину используют при изготовлении хирургических инструментов, что позволяет производить процессы стерилизации таких инструментов в пламени спиртовой горелки без окисления металла.

Это интересно! Некоторые соединения платины, преимущественно – тетрахлорплатинаты, активно применяются в качестве цитостатиков, но сегодня уже изобретены более эффективные лекарственные средства, направленные на борьбу с раковыми заболеваниями.

Ювелирная промышленность. Большинство ювелирных украшений из платины содержат в своём составе девяносто пять процентов чистого драгоценного металла. Несомненным преимуществом ювелирных изделий из платины является минимизация количественных показателей примесей, что позволяет платиновым ювелирным украшения сохранять свой цвет и блеск, и не тускнеть на протяжении большого промежутка времени.

А знаете ли Вы, что каждый год доля потребления платины мировой ювелирной промышленностью составляет порядка пятидесяти тонн.

До 2001 года большая часть платиновых ювелирных украшений потреблялась в Японии, однако начиная с 2001 года по сей день на долю Китайской Народной Республики приходится порядка пятидесяти процентов мировых продаж ювелирной платины.

Основными свойствами платины, которые обуславливают её популярность в ювелирной отрасли, являются:

1. Высокая пластичность.
2. Уникальная долговечность.
3. Высокая плотность.

Монетарная промышленность. Платина наряду с золотом и серебром является одним из основных драгоценных металлов, которые выполняют монетарную функцию.

Важно отметить, что платину стали использовать в качестве предмета для производства монет на несколько тысячелетий позже золота и серебра.

Первыми платиновыми монетами в мире были монеты Российской империи, выпущенные в период с 1828 года по 1845 год.

Чеканка платиновых монет в Российской империи была прекращена окончательно в 1846 году. Хотя к этому моменту уровень добычи уральской платины составлял порядка двух тысяч пудов, что тождественно тридцати двум тысячам килограммов. Из этого объёма в монету было перечеканено чуть менее половины – 14669 килограммов.

Огромное количество платины, которое скопилось на Петербургском монетном дворе, как в виде монет, так и необработанном виде, было продано английской фирме Джонсон, Маттэ и Ко, что привело к тому, что на протяжении большого временного промежутка именно Англия выступала монополистом в этой сфере, при этом самостоятельно совершенно не добывая платину.

После 1846 года платиновые монеты не вводились в обращение ни в одной стране мира. Современные платиновые монеты являются инвестиционными.

Банк России выпускал инвестиционные платиновые монеты в период с 1992 года по 1995 год. Монеты, выпускаемые Банком России, имели номиналы двадцать пять, пятьдесят и сто пятьдесят рублей.

Химическая промышленность. Специальные платиновые ёмкости – тигли, используют в химической отрасли при необходимости проведения реакции при нагревании на воздухе. В том случае, если возникает необходимость в проведении высокотемпературного синтеза, при котором необходимо исключить доступ воздуха, используются специальные платиновые ампулы, которые фактически являются одноразовой посудой, которая используется для проведения одной химической реакции. Тем не менее, после проведения такой реакции платиновую ампулу можно очистить и переплавить в новую ампулу.

Платину также применяют в качестве материала для термопар. В этом случае платина входит в состав платино-родиевого сплава, из которого изготавливают проводники термопары. Именно платино-родиевые термопары лучше всего подходят для использования в лабораторной практике ввиду того, что с их помощью представляется возможность измерения температуры на воздухе до максимально предельных значений в 1600-1700 градусов по Цельсию.

Платина – наилучший катализатор в реакции окисления аммиака до окиси азота, которая применяется в одном из главных процессов производства азотной кислоты.

Платина в данном случае применяется в форме сетки, изготовленной из платиновой проволоки, диаметр которой колеблется в пределах пяти-девяти сотых миллиметров. В материале таких сеток также присутствует ещё один драгоценный металл платиновой группы – родий, коэффициент содержания которого здесь колеблется в пределах пяти-десяти процентов.

Платиновые катализаторы. Одной из важнейших и одной из самых фундаментальных сфер применения платины является изготовление катализаторов, которые используются для ускорения ряда важнейших реакций, среди которых:

• гидрирование жиров;
• гидрирование циклических и ароматических углеводородов;
• гидрирование олефинов, альдегидов, ацетилена, кетонов;
• окисление SO2 в SO3 в сернокислотном производстве;
• синтез витаминов и отдельных фармацевтических препаратов.

О применении платины в нефтеперерабатывающей промышленности мы уже упоминали выше. Её значение здесь невозможно преуменьшить.

В целом, физические свойства платины, о которых мы упомянули в первом разделе этой статьи, обуславливают разнообразие сфер применения платины. Напоследок хотелось бы отметить, что платина – уникальный драгоценный металл, возможности для инвестирования в который – безграничны. Инвестиции в платину привлекательны в средне- и долгосрочной перспективе, поскольку во многих отраслях промышленности аналогов этому драгоценному металлу не найдено, и его будут активно использовать, что будет, несомненно, провоцировать сокращение запасов этого драгоценного металла в мире и, соответственно, рост его рыночной стоимости.

Платина – редкий блестящий металл серебристого цвета. Занимает особое место среди остальных благородных металлов, являясь обычно более дорогим, чем золото и серебро.

Это обусловлено тем, что добыча платины – крайне трудоемкий процесс и этот металл встречается очень редко. К примеру, для получения одной унции золота достаточно очистить три тонны руды, а, чтобы извлечь аналогичное количество платины, нужно обработать до десяти тонн породы.

История использования металла

Платина была известна еще до нашей эры. Ее использовали в Древнем Египте для изготовления разнообразных украшений. Также она была распространена в племенах инков, но со временем была забыта. На фото можно увидеть платиновые изделия, обнаруженные археологами:

Только спустя долгое время открытие этого вещества произошло благодаря испанским путешественникам, осваивавшим Южную Америку. Изначально ее не оценивали по достоинству, что видно из названия. «Platina» в переводе с испанского можно сформулировать как «маленькое серебро».
Соответственно и ценилась платина намного меньше, чем драгоценные металлы. Нередко ее даже считали недозревшим золотом или неправильным серебром (благодаря цвету) и попросту выбрасывали. Она отличается тугоплавкостью и высокой плотностью. Поэтому считалась непригодной для какого-либо использования.

Однако потом было обнаружено интересное свойство – этот драгоценный металл имеет способность легко сплавляться с золотом. Ювелиры взяли это на вооружение и активно стали примешивать платину в золотые изделия, понижая тем самым стоимость их изготовления. Причем делалось это настолько искусно, что обнаружить подделку было практически нереально. Из-за высокой плотности платины даже малый ее объем увеличивал вес готового изделия, но это компенсировалось добавлением в сплав некоторого количества серебра, что не влияло на цвет. Такое мошенничество было все же распознано, и ввоз драгоценного металла в Европу на некоторое время был запрещен законом.

В качестве самостоятельного химического элемента платина была признана лишь в середине восемнадцатого столетия. Тщательное изучение ее качеств позволило найти первое применение этого металла.

Физические и эксплуатационные свойства платины, особенно сопротивление различным воздействиям и высокая плотность, послужили основой для того, чтобы изготавливать из нее полезное оборудование. В частности, платиновые реторты успешно применялись для концентрирования едкой серной кислоты.

Делались такие сосуды изначально с помощью ковки либо прессования, так как в те времена научный прогресс не мог обеспечить необходимую температуру в печах для плавления. К концу девятнадцатого века удалось расплавить платину, применив для этого пламя, возникающее при горении гремучего газа.

Платина в России

История этого благородного металла в России берет свое начало в 1819 году, когда он был впервые найден на Урале, недалеко от Екатеринбурга. Через пять лет залежи платины были найдены в Нижнетагильском округе. Россыпи оказались такими обильными, что Россия стремительно стала лидером по добыче во всем мире.

На фото можно увидеть крупнейший самородок, добытый на этих месторождениях:

Его вес составлял 12 кг (к сожалению, позднее он был переплавлен).

Уральская платина активно выкупалась иностранными компаниями, особенно возрос экспорт после того, как был разработан промышленный метод очистки ее от примесей и создания чистых слитков серебристого цвета. Изначально за рубежом она пользовалась огромным спросом в Англии и Франции, позднее к ним присоединились США и Германия.

В процессе исследований ученые обнаружили некоторые элементы, входящие в состав самородной платины. Первыми пополнили периодическую таблицу Менделеева палладий и родий, позже были выделены иридий и осмий. И заключительным элементом, входящим в платиновую группу, стал рутений, обнаруженный в 1844 году.

В связи с тем, что объемы добываемой платины на Урале были чрезвычайно высоки и большая часть металла просто не находила достойного применения, в 1828 году было принято решение о выпуске платиновых монет. На фото изображены первые монеты из этого драгоценного металла российского производства.

К тому времени уже был найден способ изготавливать различные изделия высокого качества. Этот метод, получивший название порошковой металлургии, широко используется и в наши дни. На данный момент русские монеты 19 века из платины имеют колоссальную ценность. Стоимость одного экземпляра может доходить до 5000 долларов США.

Для изготовления ювелирных изделий большая часть добытой платины использовалась вплоть до середины двадцатого столетия, после чего ее стали употреблять чаще в технических целях. Она применяется в следующих отраслях:

• Автомобилестроение (для изготовления катализаторов);
• Электротехника (создание элементов для электропечей, подвергающихся воздействию высоких температур);
• Нефтехимический и органический синтез;
• Синтез аммиака.

Также она применяется в изготовлении деталей стекловаренных печей, разнообразного лабораторного оборудования, аппаратуры для производств, где необходимо сопротивление химическим и температурным воздействиям.

Основные свойства

Нередко можно услышать мнение, что платина и белое золото – одно и то же. Но на самом деле такое утверждение в корне неверно, они схожи лишь цветом.

Платина – химический элемент таблицы Менделеева (естественной классификации элементов по электронной структуре атомов), со своими характерными свойствами. Хотя на фото можно заметить некоторое сходство с белым золотом по внешнему виду.

Она представляет собой драгоценный металл серебристого цвета, но выглядит все же несколько иначе, нежели серебро. Отличается от других также своими характеристиками и способами применения.

Физические и химические свойства платины

Этот элемент является тугоплавким металлом с высокой плотностью, для ее плавления необходима температура 1769 градусов по Цельсию, а для закипания – 3800 градусов, что обусловлено низкой удельной теплопроводностью.

Также это один из самых тяжелых металлов в таблице Менделеева. По этому показателю его превосходят лишь два других элемента платиновой группы – осмий и иридий. Плотность в обычных условиях составляет 21,45 грамма на квадратный дециметр. Удельный вес – 21,45 грамма на кубический сантиметр. Этот показатель выше, чем у золота и практически в два раза превосходит удельный вес серебра.

Твердость платины – это еще одно качество, благодаря которому она получила свое применение в промышленности и ювелирном деле. Сопротивление различным внешним воздействиям делает процесс обработки и изготовления изделий более трудоемким, но ее эксплуатационные свойства с лихвой компенсируют такие неудобства.

К примеру, ювелирные украшения могут быть выполнены целиком из чистой платины, в то время как золото и серебро требуют в составе примесей иных материалов для обеспечения прочности.

Также стоит отметить высокую пластичность этого металла. Из него можно изготовить тончайший лист фольги или легкую проволоку, при этом не потеряв основных свойств.

Платина входит в состав группы благородных металлов, так как не имеет способности к окислению и оказывает сопротивление коррозии. Высокая инертность металла не позволяет взаимодействовать с кислотами или щелочами. Может быть растворена только в «царской водке» и жидком броме, подвержена растворению при длительном воздействии горячей серной кислоты.

При нагревании данного вещества возрастает возможность взаимодействия с иными химическими элементами, веществами и сплавами. Увеличение температуры позволяет получить оксид платины, образующийся на поверхности металла. Существует несколько его разновидностей, которые легко отличить по цвету.

Самыми известными являются:

• Черный PtO (темно-серого цвета);
• Оксид платины PtO2 (коричневого цвета);
• Оксид PtO3 (красно-коричневого цвета).

Быстрота и степень окисления этого металла напрямую зависит от того, насколько свободно кислород поступает к поверхности и каково его давление. Препятствием к окислению могут послужить иные металлы, расположенные на поверхности платины. Поэтому наибольшее окисление следует ожидать от чистого металла без каких-либо примесей.

В зависимости от конкретного соединения платина может демонстрировать различную степень окисления. Этот показатель варьируется от 0 до +8.

Обладая достаточно низким удельным сопротивлением, этот металл является неплохим проводником, уступая в этом свойстве алюминию, меди и серебру. Показатель удельного сопротивления близок к железу.

Соответственно, удельная проводимость платины (величина, обратная удельному сопротивлению) занимает аналогичное положение среди других элементов таблицы Менделеева. Так как она является проводником, ее удельное сопротивление возрастает по мере нагрева, а удельная проводимость, наоборот, падает. Такое свойство обусловлено тем, что частицы в составе платины начинают двигаться в хаотичном порядке при возрастании температуры. А это, в свою очередь, создает препятствия для прохождения электрического тока.

Одним из наиболее важных качеств, которое широко используется в производстве, является свойство этого благородного металла выступать в качестве катализатора многочисленных химических реакций. Обычно применяется в сплаве с родием либо как платиновая чернь – тонкий порошок характерного черного цвета, получаемый в результате восстановления соединений.

Довольно широко распространены в настоящее время платиновые термометры сопротивления (проиллюстрированы на фото). Это обусловлено тем, что это вещество практически не подвержено коррозии, имеет высокую степень пластичности, инертности и дает возможность использовать чистый металл для производства. Немаловажную роль играют и такие качества, как высокое удельное сопротивление и значительный температурный коэффициент сопротивления.

Вывод

Большинство людей представляют себе платину как очень дорогой металл серебристо-белого цвета, который используется для изготовления ювелирных изделий. Однако благодаря своим многочисленным свойствам она получила широкое распространение в различных сферах деятельности человека, от медицины до автомобилестроения.

Хотя за всю историю эксплуатации платины она никогда не использовалась в качестве денег, инвестиции в платину считаются достаточно выгодным видом вложений. Одна унция этого металла превосходит в стоимости аналогичное количество золота на 270$. Если постоянно следить за курсом драгоценных металлов, то можно получить неплохую прибыль.