Platina: tulajdonságok és alkalmazások

A természetben létező anyagok a történetek szinte kimeríthetetlen témája. Ráadásul nem mindegyik egyformán ismert. Legalább az általános fejlesztéshez feltétlenül meg kell találni a platinához kapcsolódó főbb pontokat, tulajdonságait és alkalmazási jellemzőit.

Azok, akik több évtizeddel ezelőtt végeztek az iskolában, magabiztosan mondanák, hogy a platina a Mengyelejev-féle periódusos rendszer 8. csoportjának másodlagos alcsoportjának féme. Ez a besorolás azonban elavult és most a platina a 10. elemcsoportba tartozik.

Lehetetlen megmondani, hogyan néz ki ez a fém a természetben. Valójában tiszta formájában csak mesterségesen lehet hozzájutni. A platinaércekben a fő anyag csak kis zárványai vannak. Fizikai szempontból ezek a Pt izomorf keverékei:

• réz;
• Vas;
• nikkel;
• ezüst;
• különféle platinacsoportú fémek.

A platinaércek mindenhol szétszóródtak. Legtöbbjük az Újvilágban összpontosul. Ezért a platina felfedezésének becsülete az ókori indiánoké... Még a szakértők sem tudják, hogy pontosan mikor kezdték el bányászni ezt a fémet. De miután az európaiak felfedezték a platinát, a gazdaságban betöltött szerepe meglehetősen negatívnak bizonyult.

Nem csoda, hogy 1735-ben Spanyolországban úgy döntöttek, hogy megtiltják a korábban bányászott platina behozatalát a metropoliszba. Amit ismét Kolumbiában bányásztak, elrendelték, hogy gondosan elválasztsák az ezüsttől, és elöntsék a folyókban. És mindent, amit sikerült Spanyolországba importálniuk, ünnepélyes légkörben a tengerbe fulladt.

De furcsa, hogy kevesebb mint fél évszázad telt el azóta, hogy Madrid éppen ellenkezőleg, irányt szabott a platina nyersanyagok fokozott behozatalára. Aztán elkezdték országos szinten használni más nemesfémekből származó érmék hamisításához. Különféle források szerint 1820-ra 3-7 tonna platina volt Európában. Ebből készült a méter és a kilogramm szabványa Franciaországban. De még sokáig nem volt komoly alkalmazása.

A tiszta platina fajsúlya 21,45 gramm köbméterenként. lásd Körülbelül 1768 Celsius fokos hőmérsékleten megolvad. A forrás (párolgás) 3825 fokon megy végbe. Ezek a hőmérsékleti jellemzők hosszú ideig nem tették lehetővé a tiszta fém elkülönítését, és még kevésbé annak használatát. Ráadásul a platina keményebb, mint az arany és az ezüst, és meglehetősen nehéz mechanikusan megmunkálni.

Ez a fém képlékeny és képlékeny. A szakítószilárdsága meglehetősen lenyűgöző.

Csak a következőkben oldódik fel:

• királyi vodka;
• folyékony bróm;
• felmelegített kénsavat (de rendkívül lassan).

Ezért nincs értelme mágneshez vinni, hogy elválassza az ezüsttől vagy az aranytól. Csak meg kell értened, hogy nem léteznek tiszta platina ékszerek. Különféle koncentrációban tartalmazhatnak vasat és nikkelt, és pontosan ezek a szennyeződések reagálnak elég jól a mágnesre.

Kíváncsi erre a mikrokozmoszban a platina mágneses tulajdonságokkal rendelkezhet. A kísérletben részt vevő fizikusoknak sikerült megtalálniuk őket a fém atomi rétegének közelében; a megnyitót 2018-ban hirdették meg. Ahhoz, hogy egy anyag ferromágneses tulajdonságokat adjon, ionos folyadékot kellett használni - egy új típusú anyagot, amelyet kifejezetten a kutatás során hoztak létre. Ami a platina színét illeti, a természetben ezüstös-fehér tónusú. Néha vannak sötétszürke példányok is.

Fontos, hogy a platinaércet kinyerjük a föld belsejéből, ennek többféle módja van.

Annak ellenére, hogy eredetileg Dél-Amerikában találtak platinalelőhelyeket, a 21. századi világ legnagyobb lelőhelye Afrikában található. Pontosabban, akkor Dél-Afrikában. Bushveld komplex - a platinacsoport fémeinek óriási felhalmozódása; úgy tartják, hogy 2 milliárd éve jelent meg vulkáni folyamatok eredményeként. A dél-afrikai mező alakjában egy 370 km átmérőjű "tányérhoz" hasonlít. A komplexum több horizontból áll, amelyek a szárazföld felé irányulnak.

Ugyanakkor a lerakódások vastagsága háromból 2 horizonton csak körülbelül 1 m. A jelenleg aktív fejlesztés alatt álló Platrif-horizont különböző helyeken 5-90 m vastagságú. Nyílt módon bányászják. A komplexumot 1924-ben nyitották meg. Innen kerül az összes bányászott platina ¾-e a világpiacra.

De hazánk még ma is szerepel a platinaércek kitermelésében vezető országok listáján. Igaz, már a második helyen áll, Dél-Afrika mögött 5,8-szor. A nemesfémet Oroszországból is exportálják. A világranglista harmadik sorát Zimbabwe foglalja el, ahol körülbelül 3-szor kevesebb platinát bányásznak (9 tonna).

És platinát is bányásznak:

• USA (6000 kg);
• Kanada (körülbelül 5000 kg);
• egyéb államok (6100 kg együtt).

Ezt a fémet nyílt és bányászati ​​módszerekkel is ki lehet nyerni. A kőbányák főként ott találhatók, ahol másodlagos kihelyezők találhatók. Ezeken a helyeken az elsődleges lerakódások mechanikai megsemmisítése után platinát raktak le. De A geológusok már régóta rájöttek, hogy a legtöbb nikkelércek föld alatti rétegeiben koncentrálódik. A bányászat kevéssé különbözik a többi fémes ásványi anyaggal végzett munkától; csak a kétkezi munka jelentős részét érdemes megjegyezni.

Dúsítás után koncentrációja 3 nagyságrenddel emelkedik. A Bushveld komplexumban 1 kg platina kinyeréséhez végső soron (a technológiai veszteségek figyelembevételével) 500-1500 kg érc felemelése szükséges. Ezután a félkész terméket finomító kohászati ​​kemencékben és speciális konverterekben dolgozzák fel; de a végeredmény csak finomítás után érhető el, amikor a fémkoncentráció 99,5%.

A platina jobb, mint az arany, mert erősebb nála. Ezért a platina termékek élettartama sokkal magasabb. Sokkal nehezebb megkarcolni őket. Ennek eredményeként az ilyen típusú ékszereket (és nem csak) kevésbé valószínű, hogy javítják. Az öregített platina még jobban különbözik az aranytól.

A patinának köszönhetően szürke színt és matt fényt kap. Sok viselő igyekszik megszabadulni ettől a hatástól és kifényesíteni ékszereit. Mások szerint a patina ha nem is értékesebbé, de érdekesebbé teszi a nemesfémet. Anélkül, hogy élőben látnánk, nem valószínű, hogy sikerül majd jó döntést hozni. A fehérarany ródiumrétege fokozatosan lekopik, és sokkal sárgább lesz.

Fokozatosan elhalványulnak, és szisztematikusan tisztítani kell őket. Végül Az ezüst kémiailag aktív, és elkerülhetetlenül reakcióba lép a leggyakoribb anyagokkal, még a légköri oxigénnel is. Mindezt a platina javára való különbséget azonban beárnyékolja az a tény, hogy észrevehetően kevésbé elérhető, mint az arany és még inkább az ezüst.

A volfrám hasonló a platinához. De lényegesen olcsóbb, miközben a wolfram termékek szilárdsága is magas. A probléma az, hogy a wolframot sokkal nehezebb normális formájára feldolgozni. Egy wolframgyűrű újratervezése, méretének beállítása nem egyszerű feladat, még a 21. századi technikával sem. Ugyanezek a nehézségek merülnek fel a titánutánzatok használatakor.

Elég sokféle platinaötvözet létezik. Az ékszerek nagy része 950-es fémből készül, mely 95%-ban tiszta platinát tartalmaz. Néha megtalálhatja a 900. ötvözetet. Nyilvánvaló hátránya a nem túl telített szín és a kifejezhetetlen fényesség. Ezért esztétikai szempontból sokat veszít a 950-es fémhez.

A platina irídium ötvözete széles körben elterjedt. Minél több ez a második komponens, annál tűzállóbb lesz a vegyület. A platina-iridium ötvözetek kristályosodási tartománya viszonylag szűk. Az anyag keménysége és szilárdsága is jelentősen megnő.

Különféle célokra a platina ötvözhető a következőkkel is:

• réz;
• ruténium;
• palládium;
• nikkel;
• ródium.

A platina igen nagy részét az iparban használják fel. A technológusok nagyra értékelik ennek a fémnek azt a tulajdonságát, hogy fogyasztás nélkül felgyorsítja a különféle kémiai reakciókat. Napjainkban a gyógyászatban is alkalmazzák, elsősorban fogpótlásra. Már a múlt század közepén ez a felhasználás az összes kibányászott platina több százalékát tette ki. Ez a szám fokozatosan növekszik.

Alkalmazása a salétromsav előállításában is elterjedt (ammónia oxidálószerként). Igaz, ebben az esetben gyakrabban platina-ródium ötvözetet használnak, és nem tiszta fémet. Ennek a preferenciának az okai csak a technológusok számára érdekesek, és túlmutatnak e cikk keretein.Egy másik nemesfémet használnak kénsav előállítására, szénhidrogének hidrogénezésére, acetilénre, ketonokra.

De a platinát széles körben használják az olajfinomító iparban is. Kiváló katalizátor a benzingyártás felgyorsítására. A desztillációs oszlopokba nem egy hálót helyeznek, ahogyan azt néha gondolják, hanem egy finoman diszpergált platinaport. Mind a molibdénnél, mind a vanádiumnál tartósabb. És a platina mellett a megnövekedett hatékonyság is bizonyítja.

A platina elektromos kemencék ellenállási érintkezőiben használható. Sok más elektromos érintkezőben megtalálható.

Platina-kobalt ötvözetre van szükség a kompaktságot és a kiváló teljesítményt ötvöző mágnesek létrehozásához.

Sok autós implicit módon minden nap platinát használ magának. Az autókban főként katalizátorok tartalmazzák. Ez a fém segít csökkenteni a kipufogógázok toxicitását, ezáltal javítja a városi légkör állapotát. A katalizátorban lévő platina bevonatot egy monolit kerámiaelemre visszük fel.

Visszatérve az orvostudományhoz, érdemes megjegyezni, hogy platina alapú egyedi sebészeti műszerek készülnek. Különleges reagensek használata nélkül alkoholégetőkkel fertőtleníthetők. A fogorvosok szeretnek vékony platinaréteggel bevont műszerekkel dolgozni. A platina-iridium elektródák a szívritmus szabályozására, hallásproblémák pótlására szolgálnak.

De nem szabad megemlíteni a "fehér fém" szerepét más területeken is.

Így, nagy kereslet van rá az üveggyártásban... Illetve nem ablaküveget, hanem jó minőségű optikai üvegeket. A ródium-platina keverék elősegíti az üvegszálas matricák 1 mm-nél kisebb vastagságát. Sok ezer órája működik 1400-1500 fokos hőmérsékleten, ami üvegkemencék belsejében fejlődik ki.

A szinte mesés pénzbe kerülő elit cseh üveg platinatégelyek belsejében készül.

Természetesen a vegyipar nem tudott elmenni egy ilyen hőnek és a legmaróbb reagenseknek annyira ellenálló anyag mellett. Platinából készülnek benne tégelyek, egyéb edények kutató- és szakértői laboratóriumok számára, különösen tiszta iparágak számára.

Szóval pontosan Pt alapján hozzon létre néhány olyan eszközt, amelyet félvezető kristályok létrehozásához használnakv. Csak bennük lehet olyan feltételeket teremteni, amikor a szennyeződések koncentrációja kevesebb, mint 1 atom/millió. Még a platinatégelyekben is keletkeznek kristályok, amelyek szükségesek a lézerek létrehozásához és a gyengeáramú elektrotechnikában az érintkezőkhöz.

Ez a fém tovább megy:

• lézerek belsejében használt tükrök;
• retorták fluor- és perklórsav előállításához;
• oldhatatlan anódok galvanizáló berendezésekhez;
• ellenálláshőmérők;
• mikrohullámú berendezés különálló részei;
• olyan gyógyszerek, amelyek elnyomják a rák bizonyos formáit;
• érmék és jelvények, érmek és megbízások gyártása;
• vitaminok és néhány egyéb farmakológiai készítmény szintetizálására szolgáló berendezések.

A kezdetektől fogva az árra kell összpontosítania. Az azonos finomságú platina legalább háromszor drágább lesz, mint az arany... Ráadásul nem is olyan sok ékszerész dolgozik vele. Az ilyen kézművesek túlnyomó többsége Nyugat-Európában dolgozik. Célszerű onnantól az ékszerekre koncentrálni. De ne az árcédulában és az eladók szavában bízz, hanem hatósági igazolásokat követelj.

Kobalt és ruténium hozzáadása növelheti a termék élettartamát. Az irídium hozzáadott ékszerek nagyobb valószínűséggel karcolódnak, de pénzt takarítanak meg. A mintát mindenekelőtt az Ön pénzügyi lehetőségeit figyelembe véve kell kiválasztani.

És még néhány tipp:

• a platinát vizuálisan kombinálják bármilyen drágakővel;
• a legjobb megoldás (ha rendelkezésre állnak pénzeszközök) az lenne, ha gyémántokkal kombinálnánk;
• a behelyezett köveknek meg kell felelniük az általános koncepciónak;
• a gravírozott feliratok és minták gyorsan kimennek a divatból;
• és persze egy hivatalos ékszerüzletbe kell menni, és nem az első üzletbe, amellyel útközben találkozol, vagy egy aluljáró közepén lévő kioszkba.

Itt nincsenek konkrét követelmények. A tisztítás általában platinaspecifikus tisztítószerekkel történik. A legtöbb ékszerüzletben megvásárolhatja őket. Vannak, akik telítetlen szappanos vizet vagy erősen hígított ammóniát használnak. Néha folyékony mosogatószereket is használnak; a szappanokról és gélekről azonban úgy gondolják, hogy elveszítik a fényüket.

Csak tapasztalt ékszerészek végzik speciális felszereléssel. Tárolja a platina tárgyat az egyéb fémekből készült ékszerektől elkülönítve. Ez megóvja őket a deformációtól, ha keményebb tárggyal érintik őket.

A platina magas értéke nemcsak saját egyedi tulajdonságainak köszönhető, hanem viszonylagos ritkaságának is. Becslések szerint még a lerakódásokban is (mint az egész földkéregben) a Pt koncentrációja 30-szor kisebb, mint az arany koncentrációja. 1828-tól 1845-ig platina érméket készítettek hazánkban. Névértékük 3, 6 és 12 rubel volt, az összes elfogyasztott fém mennyisége pedig meghaladta a 14 tonnát. A platina csak 1751-ben került a nemesfémek kategóriájába - körülbelül 200 év telt el azóta, hogy Európában ismertté vált.

Hazánkban pedig a bányászat legelső 10 évében annyi platinát termeltek ki, mint egész Amerikában az uráli lelőhelyek felfedezését megelőző évszázadokban. ÉS Oroszországban találták meg a legnagyobb (általában újraolvasztott) és a legnagyobb rögöket is. A platina 1735-ben kapta meg a kémiai elem státuszát, amikor az olasz D. Scaliger bebizonyította felbonthatatlanságát; korábban egyszerű anyagnak hitték.

A vegytiszta platinát csak 68 évvel később izolálták az ércből Angliában. Fémes formájában biológiailag teljesen semleges. Az egyes vegyületek (elsősorban fluorral) azonban rendkívül életveszélyesek lehetnek. 1867-ben pedig Anglia megvásárolta az összes orosz platinakészletet (közvetlenül az eladási moratórium feloldása után). De még a huszadik század első éveiben is hazánk adta a világ termelésének legalább 90%-át (mert Afrika déli részén fantasztikus rezervátumokat csak az 1920-as évek közepén találtak).

Ezért nem meglepő, hogy 1918 májusában külön intézetet hoztak létre a platina tanulmányozására. Jelenleg az Általános és Szervetlen Kémiai Intézet része. Egyes platinatartalmú ásványok antimont, arzént vagy ként is tartalmaznak, de ezek ritkábban fordulnak elő, mint a fémekkel alkotott vegyületek. Így a Krasznojarszk Terület északi részén bányászott Norilskite ásvány 25% vasat és 26% nikkelt tartalmaz. Érdekes, hogy a platina ipari előállításának egyik szakaszában cukoroldatot lehet használni.

És ennek a fémnek a neve meglehetősen változatos: "rohadt aranynak" és "békaaranynak" is nevezik. Apró kristályai kocka alakúak. Kezdetben, a 19. század első felében nálunk platinából készítettek hordógyűrűket, karikákat. Az elektromos vezetőképesség szempontjából ez a fém rosszabb, mint a réz, az alumínium és az ezüst. A platina csak 200 fok feletti hőmérsékleten kezd oxidálódni a légköri oxigénnel.

A platináról és tulajdonságairól bővebben a videóban olvashat.