Платина - Platinum
Платина | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Произношение |
/ Р л æ т ɪ п əm / ( PLAT -в-əm ) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Появление | серебристо-белый | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Стандартный атомный вес A r, std (Pt) | 195.084 (9) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Платина в периодической таблице | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Атомный номер ( Z ) | 78 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Группа | группа 10 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Период | период 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Блокировать | d-блок | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Электронная конфигурация | [ Xe ] 4f 14 5d 9 6s 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Электронов на оболочку | 2, 8, 18, 32, 17, 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Физические свойства | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Фаза на СТП | твердый | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Температура плавления | 2041,4 К (1768,3 ° С, 3214,9 ° F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Точка кипения | 4098 К (3825 ° С, 6917 ° F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Плотность (около rt ) | 21,45 г / см 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
в жидком состоянии (при т. пл. ) | 19,77 г / см 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Теплота плавления | 22,17 кДж / моль | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Теплота испарения | 510 кДж / моль | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Молярная теплоемкость | 25,86 Дж / (моль · К) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Давление газа
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Атомные свойства | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Состояния окисления | −3, −2, −1, 0, +1, +2 , +3, +4 , +5, +6 (умеренно основной оксид) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Электроотрицательность | Шкала Полинга: 2,28 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Энергии ионизации | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Радиус атома | эмпирический: 139 пм | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ковалентный радиус | 136 ± 5 вечера | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Радиус Ван-дер-Ваальса | 175 вечера | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Спектральные линии платины | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Прочие свойства | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Естественное явление | изначальный | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Кристальная структура | гранецентрированной кубической (ГЦК) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Скорость звука тонкого стержня | 2800 м / с (при комнатной температуре ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Тепловое расширение | 8,8 мкм / (м⋅K) (при 25 ° C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Теплопроводность | 71,6 Вт / (м⋅K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Удельное электрическое сопротивление | 105 нОм⋅м (при 20 ° C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Магнитный заказ | парамагнитный | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Молярная магнитная восприимчивость | +201,9 × 10 −6 см 3 / моль (290 К) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Предел прочности | 125–240 МПа | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Модуль для младших | 168 ГПа | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Модуль сдвига | 61 ГПа | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Объемный модуль | 230 ГПа | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
коэффициент Пуассона | 0,38 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Твердость по шкале Мооса | 3.5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Твердость по Виккерсу | 400–550 МПа | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Твердость по Бринеллю | 300–500 МПа | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Количество CAS | 7440-06-4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
История | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Открытие | Антонио де Уллоа (1735) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Основные изотопы платины | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Платина - это химический элемент с символом Pt и атомным номером 78. Это плотный , ковкий, пластичный , крайне инертный, драгоценный серебристо-белый переходный металл . Его название происходит от испанского термина « платино» , что означает «маленькое серебро».
Платина является членом платиновой группы элементов и групп 10 в периодической таблице элементов . Он имеет шесть изотопов природного происхождения . Это один из самых редких элементов в земной коре со средним содержанием около 5 мкг / кг. Он встречается в некоторых никелевых и медных рудах, а также в некоторых местных месторождениях, в основном в Южной Африке , на которую приходится 80% мировой добычи. Из-за его нехватки в земной коре ежегодно производится всего несколько сотен тонн , а с учетом важности его использования он очень ценен и является основным товаром из драгоценных металлов .
Платина - один из наименее реакционноспособных металлов . Он обладает замечательной устойчивостью к коррозии даже при высоких температурах и поэтому считается благородным металлом . Следовательно, платина часто бывает химически несвязанной как самородная платина. Поскольку он естественным образом встречается в аллювиальных песках различных рек, он впервые был использован коренными жителями Южной Америки в доколумбовом периоде для производства артефактов. Он упоминался в европейских писаниях еще в 16 веке, но только в 1748 году Антонио де Уллоа опубликовал отчет о новом металле колумбийского происхождения, когда ученые начали его исследовать.
Платина используется в каталитических преобразователях , лабораторном оборудовании, электрических контактах и электродах , платиновых термометрах сопротивления , стоматологическом оборудовании и ювелирных изделиях. Являясь тяжелым металлом , он приводит к проблемам со здоровьем при контакте с его солями ; но из-за своей коррозионной стойкости металлическая платина не оказывает вредного воздействия на здоровье. Соединения, содержащие платину, такие как цисплатин , оксалиплатин и карбоплатин , применяются в химиотерапии против определенных типов рака.
В начале 2021 года стоимость платины варьировалась от 1055 долларов США за тройскую унцию до 1320 долларов США за тройскую унцию.
Характеристики
Физический
Чистая платина - это блестящий, пластичный и ковкий серебристо-белый металл. Платина более пластична, чем золото , серебро или медь , поэтому она является наиболее пластичной из чистых металлов, но менее пластична, чем золото. Металл обладает отличной устойчивостью к коррозии , устойчив при высоких температурах и имеет стабильные электрические свойства. Платина окисляется, образуя PtO
2, при 500 ° С; этот оксид легко удаляется термически. Он активно реагирует с фтором при 500 ° C (932 ° F) с образованием тетрафторида платины . Он также подвержен воздействию хлора , брома , йода и серы . Платина не растворяется в соляной и азотной кислоте , но растворяется в горячей царской водке (смесь азотной и соляной кислот), чтобы сформировать платинохлористоводородную кислоту , H
2PtCl
6.
Его физические характеристики и химическая стабильность делают его полезным для промышленного применения. Его устойчивость к износу и потускнению хорошо подходит для использования в ювелирных изделиях .
Химическая
Наиболее распространенные степени окисления платины +2 и +4. Степени окисления +1 и +3 встречаются реже и часто стабилизируются металлическими связями в биметаллических (или полиметаллических) частицах. Как и ожидалось, четырехкоординатные соединения платины (II) имеют тенденцию принимать плоскую квадратную форму с 16 электронами . Хотя элементарная платина обычно не вступает в реакцию, она растворяется в горячей царской водке с образованием водной хлороплатиновой кислоты (H
2PtCl
6):
- Pt + 4 HNO
3 + 6 HCl → H
2PtCl
6 + 4 НЕТ
2 + 4 часа
2О
Как мягкая кислота , платина имеет большое сродство с серой, например, с диметилсульфоксидом (ДМСО); Сообщалось о множестве комплексов ДМСО, и следует соблюдать осторожность при выборе реакционного растворителя.
В 2007 году немецкий ученый Герхард Эртль получил Нобелевскую премию по химии за определение подробных молекулярных механизмов каталитического окисления монооксида углерода над платиной ( каталитический нейтрализатор ).
Изотопы
Платина содержит шесть изотопов природного происхождения : 190 Pt, 192 Pt, 194 Pt, 195 Pt, 196 Pt и 198 Pt. Самый распространенный из них - 195 Pt, что составляет 33,83% всей платины. Это единственный стабильный изотоп с ненулевым спином. Спин 1 / 2 и других благоприятных магнитных свойств ядра используются в 195 ЯМР Pt . Из-за его спина и большого количества сателлитных пиков 195 Pt также часто наблюдается в спектроскопии ЯМР 1 H и 31 P ( например, для Pt-фосфиновых и Pt-алкильных комплексов). 190 Pt является наименее распространенным и составляет всего 0,01%. Из встречающихся в природе изотопов только 190 Pt является нестабильным, хотя он распадается с периодом полураспада 6,5 × 10 11 лет, вызывая активность природной платины 15 Бк / кг. 198 Pt может подвергаться альфа-распаду , но его распад никогда не наблюдался (известно, что период полураспада превышает 3,2 × 10 14 лет); поэтому он считается стабильным. Платина также содержит 34 синтетических изотопа с атомной массой от 165 до 204, что составляет 40 известных изотопов. Наименее стабильными из них являются 165 Pt и 166 Pt с периодом полураспада 260 мкс, а наиболее стабильным - 193. Pt с периодом полураспада 50 лет. Большинство изотопов платины распадаются в результате некоторой комбинации бета-распада и альфа-распада. 188 Pt, 191 Pt и 193 Pt распадаются в основном за счет электронного захвата . Согласно прогнозам, 190 Pt и 198 Pt имеют энергетически выгодные пути двойного бета-распада .
Вхождение
Платина - чрезвычайно редкий металл, концентрация которого в земной коре составляет всего 0,005 ppm . Иногда его принимают за серебро. Платина часто бывает химически несвязанной в виде самородной платины и в виде сплава с другими металлами платиновой группы и, в основном, с железом . Чаще всего самородная платина встречается во вторичных месторождениях аллювиальных отложений. Аллювиальные месторождения, используемые доколумбовыми людьми в департаменте Чоко , Колумбия , по-прежнему являются источником металлов платиновой группы. Еще одно крупное россыпное месторождение находится на Урале , Россия, и оно все еще разрабатывается.
В месторождениях никеля и меди металлы платиновой группы встречаются в виде сульфидов (например, (Pt, Pd) S) , теллуридов (например, PtBiTe ), антимонидов (PdSb) и арсенидов (например, PtAs
2), так и концевых сплавов с никелем или медью. Арсенид платины, сперрилит ( PtAs
2), является основным источником платины, связанной с никелевыми рудами месторождения Садбери Бассейн в Онтарио , Канада . В Platinum, Аляска , около 17000 кг (550000 OZT) были добыты между 1927 и 1975 годами Шахта прекратила операции в 1990 годе редкий сульфидного минерал куперит , (Pt, Pd, Ni) S , содержит платину наряду с палладий и никелем. Куперит встречается на рифе Меренского в пределах комплекса Бушвельд , Гаутенг , Южная Африка .
В 1865 году хромиты были обнаружены в регионе Бушвельд в Южной Африке, а затем в 1906 году была открыта платина. В 1924 году геолог Ганс Меренский обнаружил большие запасы платины в Бушвельдском магматическом комплексе в Южной Африке. Определенный слой, который он обнаружил, названный Рифом Меренского , содержит около 75% известной в мире платины. Крупные медно-никелевые месторождения в районе Норильска в России , и Садбери бассейне , Канада , являются двумя другими крупными месторождениями. В бассейне Садбери огромное количество переработанной никелевой руды компенсирует тот факт, что платина присутствует в руде в виде лишь 0,5 частей на миллион . Меньшие запасы можно найти в Соединенных Штатах, например, в хребте Абсарока в Монтане . В 2010 году Южная Африка была крупнейшим производителем платины с долей почти 77%, за ней следовала Россия с 13%; мировое производство в 2010 году составило 192 000 кг (423 000 фунтов).
Крупные месторождения платины находятся в штате Тамил Наду , Индия .
Платина в больших количествах присутствует на Луне и в метеоритах. Соответственно, платина обнаруживается в несколько более высоких количествах в местах падения болида на Землю, что связано с последующим вулканизмом после удара, и может быть добыто экономически; Садбери бассейн является одним из таких примеров.
Соединения
Галогениды
Упомянутая выше гексахлорплатиновая кислота, вероятно, является наиболее важным соединением платины, поскольку она служит предшественником многих других соединений платины. Сам по себе он находит различное применение в фотографии, гравировке цинка, несмываемых чернилах , покрытии, зеркалах, окрашивании фарфора и в качестве катализатора.
Обработка платино-гексахлорплатиновой кислоты солью аммония, такой как хлорид аммония , дает гексахлороплатинат аммония , который относительно нерастворим в растворах аммония. Нагревание этой соли аммония в присутствии водорода восстанавливает ее до элементарной платины. Гексахлороплатинат калия также нерастворим, и гексахлорплатиновая кислота использовалась для определения ионов калия гравиметрическим методом .
Когда гексахлорплатиновая кислота нагревают, он разлагается через платину (IV) хлорид и платину хлорида (II) с получением элементарной платины, хотя реакция не происходит ступенчато:
- (ЧАС
3O)
2PtCl
6· N H
2O ⇌ PtCl
4+ 2 HCl + ( n + 2) H
2О - PtCl
4 ⇌ PtCl
2 + Cl
2 - PtCl
2 ⇌ Pt + Cl
2
Все три реакции обратимы. Известны также бромиды платины (II) и платины (IV) . Гексафторид платины - сильный окислитель, способный окислять кислород .
Оксиды
Оксид платины (IV) , PtO
2, также известный как « катализатор Адамса» , представляет собой черный порошок, растворимый в растворах гидроксида калия (КОН) и концентрированных кислотах. PtO
2и менее распространенный PtO разлагается при нагревании. Оксид платины (II, IV), Pt
3О
4, образуется в следующей реакции:
- 2 Pt 2+ + Pt 4+ + 4 O 2- → Pt
3О
4
Другие соединения
В отличие от ацетата палладия , платины (II) , ацетат не является коммерчески доступным. Когда требуется основание, галогениды используются в сочетании с ацетатом натрия . Сообщалось также об использовании ацетилацетоната платины (II).
Было синтезировано несколько платинидов бария, в которых платина проявляет отрицательные степени окисления в диапазоне от -1 до -2. К ним относятся BaPt, Ba
3Pt
2, а Ba
2Pt . Платинид цезия, Cs
2Pt , темно-красное прозрачное кристаллическое соединение, которое, как было показано, содержит Pt2−
анионы. Платина также демонстрирует отрицательную степень окисления на электрохимически восстановленных поверхностях. Отрицательные степени окисления платины необычны для металлических элементов и объясняются релятивистской стабилизацией 6s-орбиталей.
Предполагается, что может быть получен даже катион PtO 4 2+, в котором платина находится в степени окисления +10.
Соль Цейзе , содержащая этиленовый лиганд, была одним из первых обнаруженных металлоорганических соединений . Дихлор (циклоокта-1,5-диен) платина (II) представляет собой коммерчески доступный олефиновый комплекс, который содержит легко замещаемые лиганды трески («треска» является сокращением от 1,5-циклооктадиена). Комплекс трески и галогениды - удобные отправные точки для химии платины.
Цисплатин , или цис- диамминдихлорплатина (II), является первым из серии химиотерапевтических препаратов, содержащих платину (II) с квадратной плоскостью. Другие включают карбоплатин и оксалиплатин . Эти соединения способны сшивать ДНК и убивать клетки путями, аналогичными алкилирующим химиотерапевтическим агентам . (Побочные эффекты цисплатина включают тошноту и рвоту, выпадение волос, шум в ушах, потерю слуха и нефротоксичность.)
Платиновые органические соединения, такие как вышеуказанные противоопухолевые агенты, а также растворимые неорганические комплексы платины, обычно характеризуются с помощью спектроскопии ядерного магнитного резонанса 195 Pt .
История
Раннее использование
Археологи обнаружили следы платины в золоте, используемом в древнеегипетских захоронениях еще в 1200 году до нашей эры. Например, небольшая шкатулка из захоронения Шепенупета II была украшена золотоплатиновыми иероглифами. Однако степень знания этого металла древними египтянами неясна. Вполне возможно, что они не узнали, что в их золоте есть платина.
Металл использовался американцами доколумбовой эпохи недалеко от современного Эсмеральдаса в Эквадоре для производства изделий из сплава белого золота с платиной. Археологи обычно связывают традиции платины , работающим в Южной Америке с Л Толит культуры (около 600 г. до н.э. - AD 200), но точные даты и место трудно, так как были куплены большинство платины артефактов из области секонда через эти предметы старины торговли , а не получены прямыми археологическими раскопками. Чтобы обработать металл, они спекали порошки золота и платины . Полученный золотоплатиновый сплав будет достаточно мягким, чтобы его можно было придавать инструментам. Платина, используемая в таких объектах, была не чистым элементом, а скорее естественной смесью металлов платиновой группы с небольшими количествами палладия, родия и иридия.
Европейское открытие
Первое европейское упоминание о платине появляется в 1557 году в трудах итальянского гуманиста Юлия Цезаря Скалигера как описание неизвестного благородного металла, найденного между Дариеном и Мексикой, «который ни огонь, ни никакие испанские уловки еще не смогли сжечь». С самого первого знакомства с платиной испанцы обычно рассматривали металл как своего рода примесь в золоте и относились к нему как к таковой. Его часто просто выбрасывали, и был официальный указ, запрещающий фальсификацию золота с примесями платины.
В 1735 году Антонио де Уллоа и Хорхе Хуан-и-Сантацилия увидели, как коренные американцы добывают платину, в то время как испанцы восемь лет путешествовали по Колумбии и Перу. Уллоа и Хуан нашли мины с самородками беловатого металла и увезли их домой в Испанию. Антонио де Уллоа вернулся в Испанию и основал первую минералогическую лабораторию в Испании и был первым, кто систематически изучал платину, что было в 1748 году. Его исторический отчет об экспедиции включал описание платины как неразделимой и не прокаливаемой . Уллоа также ожидал открытия платиновых рудников. После публикации отчета в 1748 году Уллоа не стал исследовать новый металл. В 1758 году его отправили руководить работами по добыче ртути в Уанкавелика .
В 1741 году британский металлург Чарльз Вуд нашел на Ямайке различные образцы колумбийской платины, которые он отправил Уильяму Браунриггу для дальнейшего исследования.
В 1750 году, после изучения платины, присланной ему Вудом, Браунригг представил подробный отчет о металле Королевскому обществу , заявив, что он не видел упоминания о нем ни в каких предыдущих отчетах об известных минералах. Браунригг также обратил внимание на чрезвычайно высокую температуру плавления платины и ее тугоплавкость по отношению к буре . Другие химики по всей Европе вскоре начали изучать платину, в том числе Андреас Сигизмунд Маргграф , Торберн Бергман , Йенс Якоб Берцелиус , Уильям Льюис и Пьер Маккер . В 1752 году Хенрик Шеффер опубликовал подробное научное описание металла, который он назвал «белым золотом», включая отчет о том, как ему удалось сплавить платиновую руду с помощью мышьяка . Шеффер описал платину как менее пластичную, чем золото, но с аналогичной устойчивостью к коррозии.
Средства пластичности
Карл фон Зикинген интенсивно исследовал платину в 1772 году. Ему удалось создать ковкую платину, сплавив ее с золотом, растворив сплав в горячей царской водке , осаждая платину хлоридом аммония , воспламеняя хлороплатинат аммония и удаляя полученную мелкодисперсную платину, чтобы получить это согласовано. Франц Карл Ахард изготовил первый платиновый тигель в 1784 году. Он работал с платиной, сплавляя ее с мышьяком, а затем улетучивая мышьяк.
Поскольку другие члены семейства платины еще не были обнаружены (платина была первой в списке), Шеффер и Зикинген сделали ложное предположение, что из-за ее твердости, которая немного выше, чем у чистого железа, платина будет относительно нестандартной. податливый материал, иногда даже хрупкий, хотя на самом деле его пластичность и пластичность близки к золоту. Их предположений нельзя было избежать, потому что платина, с которой они экспериментировали, была сильно загрязнена незначительными количествами элементов семейства платины, таких как осмий и иридий , среди других, которые охрупчивали платиновый сплав. Легирование этого нечистого платинового остатка, называемого «плиоксеном», с золотом было единственным решением в то время для получения пластичного соединения, но в настоящее время доступна очень чистая платина, и из чистой платины очень легко можно получить очень длинные проволоки из-за ее кристаллической структуры. структура, аналогичная многим мягким металлам.
В 1786 году Карл III Испании предоставил библиотеку и лабораторию Пьеру-Франсуа Шабано, чтобы помочь в его исследованиях платины. Шабано удалось удалить из руды различные примеси, включая золото, ртуть, свинец, медь и железо. Это заставило его поверить, что он работал с одним металлом, но на самом деле руда все еще содержала еще не обнаруженные металлы платиновой группы. Это привело к противоречивым результатам в его экспериментах. Иногда платина казалась ковкой, но когда ее легировали иридием, она становилась намного более хрупкой . Иногда металл был полностью негорючим, но при сплаве с осмием он улетучивался. Через несколько месяцев Chabaneau удалось произвести 23 килограмма чистой ковкой платины путем ковки и сжатия губчатой формы в горячем состоянии. Шабено понял, что неплавкость платины повысит ценность изделий из нее, и поэтому вместе с Хоакином Кабесасом начал бизнес по производству платиновых слитков и посуды. Так началось то, что в Испании известно как «платиновый век».
Производство
Платина, наряду с остальными металлами платиновой группы , коммерчески добывается как побочный продукт при добыче и переработке никеля и меди . Во время электрорафинирования меди благородные металлы, такие как серебро, золото и металлы платиновой группы, а также селен и теллур оседают на дно электролизера в виде «анодного шлама», который является отправной точкой для извлечения платиновой группы. металлы.
Если чистая платина находится в россыпных месторождениях или других рудах, ее выделяют из них различными методами удаления примесей. Поскольку платина значительно плотнее, чем многие из ее примесей, более легкие примеси можно удалить, просто погрузив их в жидкость. Платина парамагнитна , а никель и железо ферромагнитны . Таким образом, эти две примеси удаляются путем воздействия на смесь электромагнита. Поскольку платина имеет более высокую температуру плавления, чем большинство других веществ, многие примеси можно сжечь или расплавить без плавления платины. Наконец, платина устойчива к соляной и серной кислотам, тогда как другие вещества легко поддаются их воздействию. Примеси металлов можно удалить, перемешивая смесь в любой из двух кислот и извлекая оставшуюся платину.
Один из подходящих методов очистки сырой платины, содержащей платину, золото и другие металлы платиновой группы, заключается в ее обработке царской водкой , в которой растворены палладий, золото и платина, тогда как осмий, иридий, рутений и родий оставаться незамеченным. Золото осаждается добавлением хлорида железа (II), а после отфильтровывания золота платина осаждается в виде хлороплатината аммония добавлением хлорида аммония . Хлороплатинат аммония можно превратить в платину при нагревании. Непосаженный гексахлороплатинат (IV) можно восстановить элементарным цинком , и аналогичный метод подходит для мелкомасштабного извлечения платины из лабораторных остатков. Добыча и переработка платины оказывает воздействие на окружающую среду.
Приложения
Из 218 тонн платины, проданной в 2014 году, 98 тонн было использовано для устройств контроля выбросов от транспортных средств (45%), 74,7 тонны для ювелирных изделий (34%), 20,0 тонны для химического производства и нефтепереработки (9,2%) и 5,85 тонны для электрические приложения, такие как жесткие диски (2,7%). Остальные 28,9 тонны пошли на различные другие второстепенные применения, такие как медицина и биомедицина, оборудование для производства стекла, паковочные материалы, электроды, противораковые препараты, кислородные датчики , свечи зажигания и газотурбинные двигатели.
Катализатор
Чаще всего платину используют в качестве катализатора химических реакций, часто в виде платиновой сажи . Он использовался в качестве катализатора с начала 19 века, когда порошок платины использовался для катализа воспламенения водорода. Его наиболее важное применение - в автомобилях в качестве каталитического нейтрализатора , который позволяет полностью сгорать несгоревшие углеводороды с низкой концентрацией из выхлопных газов в двуокись углерода и водяной пар. Платина также используется в нефтяной промышленности в качестве катализатора в ряде отдельных процессов, но особенно при каталитическом риформинге прямогонной нафты в бензин с более высоким октановым числом, который обогащается ароматическими соединениями. PtO
2, также известный как катализатор Адамса , используется в качестве катализатора гидрирования, особенно для растительных масел . Платина также сильно катализирует разложение перекиси водорода на воду и кислород и используется в топливных элементах в качестве катализатора восстановления кислорода .
Стандарт
С 1889 по 1960 год метр определялся как длина стержня из платино-иридиевого сплава (90:10), известного как международный прототип измерителя . Предыдущий слиток был изготовлен из платины в 1799 году. До мая 2019 года килограмм определялся как масса международного прототипа килограмма , цилиндра из того же платино-иридиевого сплава, изготовленного в 1879 году.
Стандартный платиновый термометр сопротивления (SPRT) - один из четырех типов термометров, используемых для определения Международной температурной шкалы 1990 года (ITS-90), международного стандарта калибровки для измерения температуры. Проволока сопротивления в термометре сделана из чистой платины (например, NIST изготовил провода из платинового прутка с химической чистотой 99,999% по весу). Помимо лабораторных применений, термометрия сопротивления платины (PRT) также имеет множество промышленных применений, промышленные стандарты включают ASTM E1137 и IEC 60751.
В стандартном водородном электроде также используется платинированный платиновый электрод из-за его коррозионной стойкости и других характеристик.
Как вложение
Платина является драгоценным металлом товаром ; его слиток имеет валютный код ISO XPT. Монеты, слитки и слитки продаются или собираются. Платина находит применение в ювелирных изделиях, как правило, в виде сплава на 90–95% из-за ее инертности. Он используется для этой цели из-за его престижа и неотъемлемой стоимости слитков. Издания по торговле ювелирными изделиями советуют ювелирам представлять мельчайшие царапины на поверхности (которые они называют патиной ) как желательный элемент в попытке повысить ценность платиновых изделий.
В часовом деле , Vacheron Constantin , Patek Philippe , Rolex , Breitling , и другие компании используют платину для производства их ограниченную серию часов издание. Часовщики ценят уникальные свойства платины, поскольку она не тускнеет и не изнашивается (последнее качество по сравнению с золотом).
В периоды устойчивой экономической стабильности и роста цена на платину, как правило, вдвое превышает цену золота, тогда как в периоды экономической неопределенности цена на платину имеет тенденцию снижаться из-за сокращения промышленного спроса, опускаясь ниже цены золото. Цены на золото более стабильны в период экономического спада, поскольку золото считается безопасной гаванью. Хотя золото также используется в промышленности, особенно в электронике из-за его использования в качестве проводника, спрос на него не так сильно зависит от промышленного использования. В 18 веке из-за редкости платины король Франции Людовик XV объявил ее единственным металлом, пригодным для королей.
Средняя цена на платину с 1992 по 2012 год в долларах США за тройскую унцию
Другое использование
В лаборатории для электродов используется платиновая проволока; Платиновые поддоны и подставки используются в термогравиметрическом анализе из-за строгих требований к химической инертности при нагревании до высоких температур (~ 1000 ° C). Платина используется в качестве легирующего агента для различных металлических изделий, включая тонкую проволоку, нержавеющие лабораторные контейнеры, медицинские инструменты, зубные протезы, электрические контакты и термопары. Платина-кобальт, сплав примерно трех частей платины и одной части кобальта, используется для создания относительно сильных постоянных магнитов . Аноды на основе платины используются на судах, трубопроводах и стальных опорах. Препараты платины используются для лечения самых разных видов рака, включая рак яичка и яичников, меланому, мелкоклеточный и немелкоклеточный рак легкого, миеломы и лимфомы.
Символ престижа в маркетинге
Редкость платины как металла заставляет рекламодателей ассоциировать ее с исключительностью и богатством. «Платиновые» дебетовые и кредитные карты имеют большие привилегии, чем « золотые » карты. « Платиновые награды » занимают второе место по рейтингу выше «золота», « серебра » и « бронзы », но ниже бриллианта . Например, в Соединенных Штатах музыкальный альбом, проданный тиражом более 1 миллиона копий, будет считаться «платиновым», тогда как альбом, проданный тиражом более 10 миллионов копий, будет сертифицирован как «алмазный». Некоторые продукты, такие как блендеры и транспортные средства, серебристо-белого цвета идентифицируются как «платиновые». Платина считается драгоценным металлом, хотя ее использование не так распространено, как золото или серебро. Каркас короны королевы Елизаветы Королевы-матери , изготовленный для ее коронации в качестве супруги короля Георга VI , изготовлен из платины. Это была первая британская корона, сделанная из этого металла.
Проблемы со здоровьем
По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний , кратковременное воздействие солей платины может вызвать раздражение глаз, носа и горла, а длительное воздействие может вызвать как респираторную, так и кожную аллергию. Текущий стандарт OSHA составляет 2 микрограмма на кубический метр воздуха в среднем за 8-часовую рабочую смену. Национальный институт профессиональной безопасности и здоровья установил предел рекомендуется экспозиции (REL) для платины как 1 мг / м 3 в течение 8-часового рабочего дня.
Поскольку платина является катализатором при производстве компонентов силиконового каучука и геля для нескольких типов медицинских имплантатов (грудные имплантаты, протезы для замены суставов, искусственные поясничные диски, порты для сосудистого доступа и т. Д.), Вероятность попадания платины в организм и побочные эффекты заслуживают изучения. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов и другие учреждения рассмотрели этот вопрос и не обнаружили никаких доказательств токсичности in vivo . Химически неограниченная платина была определена FDA как «поддельное лекарство от рака». Недоразумение создано медицинскими работниками, которые неправильно используют название металла в качестве жаргонного термина для химиотерапевтических препаратов на основе платины, таких как цисплатин. Это соединения платины, а не сам металл.
Смотрите также
использованная литература
дальнейшее чтение
- Янг, Гордон (ноябрь 1983 г.). «Чудо-металл - платина». National Geographic . Vol. 164 нет. 5. С. 686–706. ISSN 0027-9358 . OCLC 643483454 .
внешние ссылки
- Платина в Периодической таблице видео (Ноттингемский университет)
- Нуклиды и изотопы, четырнадцатое издание: Таблица нуклидов , General Electric Company, 1989.
- Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям - Платиновые центры по контролю и профилактике заболеваний
- «База данных PGM» .
- «Сбалансированный исторический отчет о последовательности открытий платины; иллюстрированный» .
- «Johnson Matthey Technology Review: бесплатный ежеквартальный журнал исследований науки и технологий в промышленных приложениях (ранее издавался как Platinum Metals Review)» .
- «Статистика и информация о металлах платиновой группы» . Геологическая служба США.
- «Международная ассоциация металлов платиновой группы» .