Платина: свойства и приложения

Веществата, които съществуват в природата, са почти неизчерпаема тема за разкази. Освен това не всички от тях са еднакво известни. Наложително е да се открият, поне за общото развитие, основните моменти, свързани с платината, нейните свойства и характеристики на приложение.

Тези, които са завършили училище преди няколко десетилетия, уверено биха казали, че платината е метал от вторична подгрупа от 8-та група на Периодичната таблица на елементите на Менделеев. Тази класификация обаче е остаряла и сега платината принадлежи към 10-та група елементи.

Невъзможно е да се каже как изглежда този метал в природата. Всъщност в чиста форма той може да бъде получен само изкуствено. Платинените руди имат само малки включвания на основното вещество. От физическа гледна точка те са изоморфни смеси на Pt с:

• медни;
• желязо;
• никел;
• сребро;
• различни метали от платиновата група.

Платинените руди са разпръснати навсякъде. Повечето от тях са съсредоточени в Новия свят. Ето защо честта на откриването на платината принадлежи на древните индианци... Дори експертите не знаят кога точно са започнали да добиват този метал. Но след откриването на платината от европейците, нейната роля в икономиката се оказа доста негативна.

Нищо чудно, че през 1735 г. в Испания решават да забранят вноса на преди това добита платина в метрополията. Това, което отново беше добито в Колумбия, беше наредено внимателно да се отдели от среброто и да бъде наводнено в реките. И всичко, което успяха да внесат в самата Испания, беше удавено в морето в тържествена атмосфера.

Но е любопитно, че не мина по-малко от половин век, откакто Мадрид, напротив, започна да увеличава вноса на платинени суровини. След това започнаха да го използват в национален мащаб за фалшифициране на монети от други благородни метали. До 1820 г. според различни източници в Европа е имало от 3 до 7 тона платина. Именно от него са направени стандартите за метър и килограм във Франция. Но все още дълго време нямаше сериозно приложение.

Специфичното тегло на чистата платина е 21,45 грама на кубичен метър. виж Той се топи при температура от около 1768 градуса по Целзий. Кипенето (изпаряването) настъпва при 3825 градуса. Именно тези температурни характеристики дълго време не позволяваха да не се изолира чист метал, още по-малко да се установи неговата употреба. Освен това платината е по-твърда от златото и среброто и е доста трудно да се обработва механично.

Този метал е ковък и пластичен. Неговата якост на опън е доста впечатляваща.

Разтваря се само в:

• кралска водка;
• течен бром;
• загрята сярна киселина (но изключително бавно).

Следователно няма смисъл да го довеждате до магнит, за да го отделите от среброто или златото. Просто трябва да разберете, че няма бижута от чиста платина. Те могат да съдържат различни концентрации на желязо и никел и точно тези примеси реагират доста добре на магнита.

Любопитно това в микрокосмоса платината може да има магнитни свойства. Физиците в експеримента успяват да ги намерят близо до атомния слой на метала; откриването беше обявено през 2018 г. За да се придадат феромагнитни свойства на веществото, трябваше да се използва йонна течност - нов вид вещество, специално създадено по време на изследване. Що се отнася до цвета на платината, в природата той е боядисан в сребристо-бял тон. Понякога има и тъмносиви екземпляри.

Важно е да се извлича платинена руда от недрата на земята, за това има няколко начина.

Въпреки първоначалното откритие на находища на платина в Южна Америка, най-голямото находище в света през 21-ви век се намира в Африка. По-точно тогава в Южна Африка. Комплекс Бушвелд - гигантско натрупване на метали от платиновата група; смята се, че се е появил преди 2 милиарда години в резултат на вулканични процеси. По форма южноафриканското поле наподобява "плоча" с диаметър 370 км. Комплексът е съставен от няколко хоризонта, които са насочени навътре.

В същото време дебелината на отлаганията в 2 от три хоризонта е само около 1 m. Хоризонтът Platrif, който в момента се развива активно, е с дебелина 5-90 m на различни места. Добива се по открит начин. Комплексът е открит през 1924г. Оттук ¾ от цялата добита платина отива на световния пазар.

Но и днес страната ни е включена в списъка на водещите страни в добива на платинени руди. Вярно е, че вече е на второ място, 5,8 пъти зад Южна Африка. Благородният метал се изнася и от Русия. Третата линия в световната класация е заета от Зимбабве, където се добива около 3 пъти по-малко платина (9 тона).

А също така се добива платина:

• САЩ (6000 кг);
• Канада (приблизително 5000 кг);
• други държави (6100 кг заедно).

Този метал може да се добива както по открит, така и по минни методи. Кариерите се намират предимно там, където се намират вторични разсипи. На тези места платината се отлага след механично разрушаване на първичните отлагания. Но геолозите отдавна са установили, че по-голямата част от него е концентрирана в подземни пластове на никелови руди. Минният добив се различава малко от работата с други метални минерали; заслужава да се отбележи само значителна част от ръчния труд.

След обогатяване концентрацията му се повишава с 3 порядъка. В комплекса Бушвелд добивът на 1 кг платина в крайна сметка (като се вземат предвид технологичните загуби) изисква вдигането на 500-1500 кг руда. След това полуготовият продукт се обработва в рафиниращи металургични пещи и специални конвертори; но крайният резултат се постига само след рафиниране, когато концентрацията на метала е 99,5%.

Платината е по-добра от златото, защото е по-силна от него. Следователно експлоатационният живот на платинените продукти е много по-висок. Много по-трудно е да ги надраскате. В резултат на това тези видове бижута (и не само) е по-малко вероятно да бъдат ремонтирани. Отлежалата платина е още по-различна от златото.

Благодарение на патината придобива сив цвят с матов блясък. Много носители се опитват да се отърват от този ефект и да полират бижутата си. Според други хора, патината прави благородния метал ако не още по-ценен, то във всеки случай по-интересен. Без да го видите на живо, е малко вероятно да вземете правилното решение. Родиевият слой върху бялото злато постепенно ще се изтрие и ще стане много по-жълт.

Те също постепенно избледняват и ще трябва да се почистват систематично. След всичко среброто е химически активно и неизбежно ще реагира с най-често срещаните вещества, дори и с атмосферния кислород. Въпреки това, цялата тази разлика в полза на платината е засенчена от факта, че тя е забележимо по-малко достъпна от златото и още повече от среброто.

Волфрамът е подобен на платината. Но е значително по-евтино, докато здравината на волфрамовите продукти също е висока. Проблемът е, че волфрамът е много по-труден за обработка в нормалната му форма. Преработването на волфрамов пръстен, регулирането на неговия размер не е лесна задача, дори и с технологията на 21-ви век. Същите трудности възникват при използване на имитации на титан.

Има доста видове платинени сплави. Повечето от бижутата са изработени от метал 950, който съдържа 95% чиста платина. Понякога можете да намерите 900-та сплав. Неговите очевидни недостатъци не са твърде наситен цвят и неизразителен блясък. Следователно, в естетически план, той губи много на 950 метал.

Сплавите на платина с иридий са широко разпространени. Колкото повече е този втори компонент, толкова по-огнеупорно ще бъде съединението. Диапазонът на кристализация на платино-иридиеви сплави е сравнително тесен. Твърдостта и здравината на веществото също се увеличава значително.

За различни цели платината може да бъде легирана и с:

• медни;
• рутений;
• паладий;
• никел;
• родий.

Много голяма част от платината се използва в промишлеността. Технолозите високо оценяват свойството на този метал да ускорява различни химични реакции, без да се консумира. В наши дни понякога се използва в медицината, предимно за зъбно протезиране. Още в средата на миналия век тази употреба представляваше няколко процента от цялата добита платина. Този брой постепенно се увеличава.

Използването му е широко разпространено и при производството на азотна киселина (като амонячен окислител). Вярно е, че в този случай по-често се използва платинено-родиева сплав, а не чист метал. Причините за това предпочитание представляват интерес само за технолозите и са извън обхвата на тази статия.Друг благороден метал се използва при производството на сярна киселина, хидрогениране на въглеводороди, ацетилен, кетони.

Но платината също се използва широко в нефтопреработващата индустрия. Той е отличен катализатор за ускоряване на производството на бензин. В дестилационните колони се поставя не мрежа, както понякога се смята, а фино диспергиран платинен прах. Той е по-издръжлив и от молибден, и от ванадий. А също и в полза на платината се доказва от повишената ефективност.

Платината може да се използва в съпротивителни контакти на електрически пещи. Можете да го намерите в много други електрически контакти.

Платина-кобалтова сплав е необходима за създаване на магнити, които съчетават компактност и страхотна производителност.

Много автомобилисти имплицитно използват платина за себе си всеки ден. В автомобилите той се съдържа главно в катализатори. Този метал помага за намаляване на токсичността на отработените газове, като по този начин подобрява състоянието на градската атмосфера. Платиновото покритие в катализатора се нанася върху монолитен керамичен елемент.

Връщайки се към медицината, заслужава да се отбележи, че уникалните хирургически инструменти са направени на базата на платина. Те могат да бъдат дезинфекцирани с горелки за алкохол, без да са необходими специални реактиви. Зъболекарите обичат да работят с инструменти, покрити с тънък слой платина. Платинено-иридиеви електроди се използват за контрол на ритъма на сърцето и за протезиране при проблеми със слуха.

Но не може да не се спомене ролята на "белия метъл" в други области.

Така, има голямо търсене в производството на стъкло... Или по-скоро не стъкло за прозорци, а висококачествени оптични стъкла. Родиево-платиненото съединение помага за направата на матрици от фибростъкло с дебелина по-малка от 1 мм. Работи хиляди часове при температура 1400-1500 градуса, която се развива в стъклени пещи.

В платинени тигели се произвежда елитно чешко стъкло, което струва почти страхотни пари.

Разбира се, химическата индустрия не би могла да мине покрай такова вещество, толкова устойчиво на топлина и най-разяждащи реагенти. Използва се за направата на тигли от платина, други прибори за изследователски и експертни лаборатории, за особено чисти индустрии.

Така че точно на базата на Pt създават някои устройства, използвани при създаването на полупроводникови кристалиv. Само вътре в тях е възможно да се създадат такива условия, когато концентрацията на примеси ще бъде по-малка от 1 атом на милион. Дори в платинените тигели се произвеждат кристали, които са необходими за създаване на лазери и за контакти в слаботокова електротехника.

Този метал отива по-далеч в:

• Огледала, използвани вътре в лазери;
• реторти за производство на флуороводородна и перхлорна киселина;
• неразтворими аноди за оборудване за галванично покритие;
• термометри за съпротивление;
• отделни части от микровълново оборудване;
• лекарства, които потискат някои форми на рак;
• производство на монети и отличителни знаци, медали и ордени;
• оборудване за синтезиране на витамини и някои други фармакологични препарати.

От самото начало трябва да се съсредоточите върху цената. Платината с еднаква финост ще бъде поне три пъти по-скъпа от златото... Освен това няма толкова много бижутери, които работят с него. По-голямата част от тези майстори работят в Западна Европа. Препоръчително е да се съсредоточите върху бижутата от там. Но не се доверявайте на цената и на думите на продавачите, а изисквайте официални сертификати.

Добавянето на кобалт и рутений може да удължи живота на продукта. Бижутата с добавен иридий са по-склонни да се надраскат, но спестяват пари. Извадката трябва да бъде избрана преди всичко, като се вземат предвид финансовите ви възможности.

И още няколко съвета:

• платината се комбинира визуално с всякакви скъпоценни камъни;
• най-добрият вариант (ако има средства) би бил да го комбинирате с диаманти;
• поставените камъни трябва да отговарят на общата концепция;
• гравираните надписи и дизайни могат бързо да излязат от мода;
• и, разбира се, трябва да отидете до официален магазин за бижута, а не до първия търговски обект, на който попаднете по пътя или до павилион в средата на подлез.

Тук няма специфични изисквания. Почистването обикновено се извършва със специфични за платината почистващи препарати. Можете да ги закупите в повечето магазини за бижута. Някои хора използват ненаситена сапунена вода или силно разреден амоняк. Понякога се използват и течни препарати за миене на съдове; обаче се смята, че сапуните и геловете причиняват загуба на блясък.

Извършва се само от опитни бижутери, използващи специално оборудване. Съхранявайте платинения артикул отделно от бижута от други метали. Това ще ги предпази от деформация при докосване с по-твърд предмет.

Високата стойност на платината се дължи не само на собствените й уникални свойства, но и на сравнителната й рядкост. Изчислено е, че дори в находища (както в цялата земна кора) концентрацията на Pt е 30 пъти по-малка от концентрацията на злато. От 1828 до 1845 г. у нас се изработват платинени монети. Номиналната им стойност беше 3, 6 и 12 рубли, а общото количество консумиран метал надхвърли 14 тона. Платината попада в категорията на благородните метали едва през 1751 г. - изминаха около 200 години, откакто стана известна в Европа.

А у нас още през първите 10 години на добив са извоювали толкова платина, колкото в цяла Америка през вековете, предхождащи откриването на Уралските находища. И именно в Русия са открити както най-големите (обикновено претопени), така и най-големите от съществуващите самородни самородни частици. Платината получава статут на химичен елемент през 1735 г., когато италианецът Д. Скалигер доказва нейната неразтворимост; по-рано се смяташе, че е просто вещество.

Химически чистата платина е изолирана от рудата само 68 години по-късно в Англия. В металната си форма той е напълно биологично неутрален. Въпреки това, отделни съединения (предимно с флуор) могат да бъдат изключително животозастрашаващи. И през 1867 г. всички руски запаси от платина (веднага след вдигането на мораториума върху продажбите) са изкупени от Англия. Но дори през първите години на ХХ век нашата страна е съставлявала поне 90% от световното производство (тъй като фантастични резервати в Южна Африка са открити едва в средата на 20-те години).

Следователно не е изненадващо, че през май 1918 г. е създаден специален институт за изследване на платината. Сега е част от Института по обща и неорганична химия. Някои минерали, съдържащи платина, също съдържат антимон, арсен или сяра, но те са по-рядко срещани от съединенията с метали. Така минералът Норилскит, добит в северната част на Красноярския край, съдържа 25% желязо и 26% никел. Любопитно е, че на един от етапите на промишленото производство на платина може да се използва захарен разтвор.

И имената на този метал са доста разнообразни: той се нарича както „гнило злато”, така и „жабешко злато”. Неговите малки кристали имат кубична форма. Първоначално през първата половина на 19 век у нас се изработват пръстени и обръчи за бъчви от платина. По електрическа проводимост този метал е по-нисък от медта, алуминия и среброто. Платината започва да се окислява с атмосферен кислород само при температури над 200 градуса.

За повече информация относно платината и нейните свойства вижте видеоклипа.