Platina: svojstva i primjena

Tvari koje postoje u prirodi gotovo su neiscrpna tema za priče. Štoviše, nisu svi jednako poznati. Neophodno je saznati, barem za opći razvoj, glavne točke povezane s platinom, njezina svojstva i značajke primjene.

Oni koji su završili školu prije nekoliko desetljeća s povjerenjem bi rekli da je platina metal sekundarne podskupine 8. skupine Mendeljejevljevog periodnog sustava elemenata. Međutim, ova je klasifikacija zastarjela i sada platina pripada 10. skupini elemenata.

Nemoguće je reći kako ovaj metal izgleda u prirodi. Doista, u svom čistom obliku, može se dobiti samo umjetno. Rude platine imaju samo male inkluzije glavne tvari. S fizičke točke gledišta, oni su izomorfne mješavine Pt sa:

• bakar;
• željezo;
• nikal;
• srebro;
• razni metali platinske skupine.

Rude platine rasute su posvuda. Većina ih je koncentrirana u Novom svijetu. Zato čast otkrića platine pripada starim Indijancima... Čak ni stručnjaci ne znaju kada su točno počeli kopati ovaj metal. No nakon što su Europljani otkrili platinu, njezina se uloga u gospodarstvu pokazala prilično negativnom.

Nije ni čudo da su 1735. u Španjolskoj odlučili zabraniti uvoz prethodno iskopane platine u metropolu. Ono što je ponovno iskopano u Kolumbiji naređeno je da se pažljivo odvoji od srebra i potopi u rijeke. A sve što su uspjeli uvesti u samu Španjolsku utopilo se u moru u svečanoj atmosferi.

No, zanimljivo je da je prošlo manje od pola stoljeća otkako je Madrid, naprotiv, krenuo u povećani uvoz platinastih sirovina. Zatim su ga počeli koristiti na nacionalnoj razini za krivotvorenje kovanica od drugih plemenitih metala. Do 1820. godine, prema različitim izvorima, u Europi je bilo od 3 do 7 tona platine. Od njega su u Francuskoj napravljeni standardi metra i kilograma. Ali još dugo nije imao neku ozbiljnu primjenu.

Specifična težina čiste platine je 21,45 grama po kubnom metru. vidi Topi se na temperaturi od oko 1768 stupnjeva Celzija. Vrenje (isparavanje) se događa na 3825 stupnjeva. Upravo te temperaturne karakteristike dugo vremena nisu dopuštale da se čisti metal ne izolira, a još manje da se uspostavi njegova upotreba. Osim toga, platina je tvrđa od zlata i srebra i prilično ju je teško strojno obraditi.

Ovaj metal je savitljiv i duktilan. Njegova vlačna čvrstoća je prilično impresivna.

Otapa se samo u:

• kraljevska votka;
• tekući brom;
• zagrijana sumporna kiselina (ali iznimno sporo).

Stoga ga nema smisla dovesti do magneta da ga odvoji od srebra ili zlata. Samo trebate shvatiti da ne postoji nakit od čiste platine. Mogu sadržavati različite koncentracije željeza i nikla, a upravo te nečistoće dosta dobro reagiraju na magnet.

Znatiželjno to u mikrokozmosu platina može imati magnetska svojstva. Fizičari su ih u eksperimentu uspjeli pronaći u blizini atomskog sloja metala; otvorenje je najavljeno 2018. Da bi se tvari dala feromagnetska svojstva, morala se koristiti ionska tekućina - nova vrsta tvari posebno stvorena tijekom istraživanja. Što se tiče boje platine, u prirodi je obojana u srebrno-bijelom tonu. Ponekad postoje i tamno sivi primjerci.

Važno je vaditi rudu platine iz utrobe zemlje, za to postoji nekoliko načina.

Unatoč izvornom nalazu nalazišta platine u Južnoj Americi, najveće nalazište na svijetu u 21. stoljeću nalazi se u Africi. Točnije, onda u Južnoj Africi. Bushveldov kompleks - divovska akumulacija metala platinske skupine; vjeruje se da se pojavio prije 2 milijarde godina kao rezultat vulkanskih procesa. Po obliku, južnoafričko polje podsjeća na "ploču" promjera 370 km. Kompleks se sastoji od nekoliko horizonata koji su usmjereni prema unutrašnjosti.

Istovremeno, debljina naslaga u 2 od tri horizonta je samo oko 1 m. Horizont Platrif, koji se trenutno aktivno razvija, na različitim mjestima ima debljinu od 5-90 m. Minira se na otvoreni način. Kompleks je otvoren 1924. godine. Odavde ¾ sve iskopane platine odlazi na svjetsko tržište.

No i danas je naša zemlja uvrštena na popis vodećih zemalja u vađenju ruda platine. Istina, već je na drugom mjestu, 5,8 puta iza Južne Afrike. Plemeniti metal se izvozi i iz Rusije. Treću liniju na svjetskoj ljestvici zauzima Zimbabve, gdje se kopa oko 3 puta manje platine (9 tona).

Također se kopa platina:

• SAD (6000 kg);
• Kanada (približno 5000 kg);
• ostale države (6100 kg zajedno).

Ovaj se metal može vaditi otvorenim i rudničkim metodama. Kamenolomi se uglavnom nalaze na mjestima sekundarnih naslaga. Na tim je mjestima nakon mehaničkog razaranja primarnih naslaga taložena platina. Ali geolozi su odavno otkrili da je većina koncentrirana u podzemnim slojevima ruda nikla. Rudarstvo se malo razlikuje od rada s drugim metalnim mineralima; vrijedi istaknuti samo značajan udio ručnog rada.

Nakon obogaćivanja, njegova koncentracija raste za 3 reda veličine. U kompleksu Bushveld, ekstrakcija 1 kg platine u konačnici (uzimajući u obzir tehnološke gubitke) zahtijeva podizanje 500-1500 kg rude. Zatim se poluproizvod obrađuje u rafinerskim metalurškim pećima i posebnim pretvaračima; ali se konačni rezultat postiže tek nakon rafiniranja, kada je koncentracija metala 99,5%.

Platina je bolja od zlata jer je jača od nje. Stoga je vijek trajanja platinastih proizvoda mnogo veći. Mnogo ih je teže ogrebati. Zbog toga je manja vjerojatnost da će se ove vrste nakita (i ne samo) popraviti. Odležana platina još se više razlikuje od zlata.

Zahvaljujući patini, dobiva sivu boju s mat sjajem. Mnogi nositelji pokušavaju se riješiti ovog efekta i polirati svoj nakit. Prema drugim ljudima, patina čini plemeniti metal, ako ne još vrijednijim, onda u svakom slučaju zanimljivijim. Bez gledanja uživo, malo je vjerojatno da će se moći donijeti ispravna odluka. Sloj rodija na bijelom zlatu postupno će se istrošiti i požutjeti.

Također postupno blijede i morat će se sustavno čistiti. Nakon svega srebro je kemijski aktivno i neizbježno će reagirati s najčešćim tvarima, čak i s atmosferskim kisikom. Međutim, sva ta razlika u korist platine zasjenjena je činjenicom da je osjetno manje dostupna od zlata, a još više od srebra.

Volfram je sličan platini. Ali to je znatno jeftinije, dok je čvrstoća proizvoda od volframa također visoka. Problem je što je volfram mnogo teže preraditi u normalan oblik. Redizajn prstena od volframa, podešavanje njegove veličine nije lak zadatak, čak ni uz tehnologiju 21. stoljeća. Iste poteškoće nastaju kada se koriste imitacije titana.

Postoji dosta vrsta legura platine. Većina nakita izrađena je od metala 950, koji sadrži 95% čiste platine. Ponekad možete pronaći 900. leguru. Njegovi očiti nedostaci nisu previše zasićena boja i neizražajni sjaj. Stoga, u estetskom smislu, mnogo gubi na 950 metal.

Platinum-iridium legure su široko rasprostranjene. Što je više ove druge komponente, spoj će biti vatrostalniji. Raspon kristalizacije slitina platine i iridija je relativno uzak. Tvrdoća i čvrstoća tvari također se značajno povećava.

Za razne namjene, platina se također može legirati sa:

• bakar;
• rutenij;
• paladij;
• nikal;
• rodij.

Vrlo velik udio platine koristi se u industriji. Tehnolozi visoko cijene svojstvo ovog metala da ubrza razne kemijske reakcije bez trošenja. Danas se ponekad koristi u medicini, prvenstveno za zubnu protetiku. Već sredinom prošlog stoljeća ta je upotreba činila nekoliko posto ukupne iskopane platine. Ovaj broj se postupno povećava.

Njegova uporaba je također raširena u proizvodnji dušične kiseline (kao oksidans amonijaka). Istina, u ovom se slučaju češće koristi legura platine i rodija, a ne čisti metal. Razlozi za ovu sklonost zanimaju samo tehnologe i izvan su okvira ovog članka.Drugi plemeniti metal koristi se u proizvodnji sumporne kiseline, hidrogeniranju ugljikovodika, acetilena, ketona.

Ali platina se također široko koristi u industriji prerade nafte. Izvrstan je katalizator za ubrzanje proizvodnje benzina. U destilacijske stupove nije postavljena rešetka, kako se ponekad misli, već fino raspršeni prah platine. Izdržljiviji je od molibdena i vanadija. I također u korist platine svjedoči povećana učinkovitost.

Platina se može koristiti u otpornim kontaktima električnih peći. Možete ga pronaći u mnogim drugim električnim kontaktima.

Legura platine i kobalta potrebna je za stvaranje magneta koji kombiniraju kompaktnost i odlične performanse.

Mnogi vozači implicitno koriste platinu za sebe svaki dan. U automobilima se uglavnom nalazi u katalizatorima. Ovaj metal pomaže u smanjenju toksičnosti ispušnih plinova, čime se poboljšava stanje urbane atmosfere. Platinasti premaz u katalizatoru nanosi se na monolitni keramički element.

Vraćajući se medicini, vrijedi napomenuti da su jedinstveni kirurški instrumenti izrađeni na bazi platine. Mogu se dezinficirati alkoholnim plamenicima bez potrebe za posebnim reagensima. Stomatolozi vole raditi s instrumentima obloženim tankim slojem platine. Platinum-iridijeve elektrode koriste se za kontrolu ritma srca, te za protetiku kod problema sa sluhom.

No, ne može se ne spomenuti i uloga "bijelog metala" u drugim područjima.

Tako, vrlo je tražen u proizvodnji stakla... Ili bolje rečeno, ne prozorsko staklo, već visokokvalitetna optička stakla. Spoj rodija i platine pomaže u izradi kalupa od stakloplastike debljine manje od 1 mm. Djeluje tisućama sati na temperaturi od 1400-1500 stupnjeva, koja se razvija unutar staklenih peći.

Elitno češko staklo, koje košta gotovo basnoslovno, izrađuje se u platinastim loncima.

Naravno, kemijska industrija nije mogla proći pored takve tvari tako otporne na toplinu i najjedljivije reagense. U njemu se od platine izrađuju lonci, drugo posuđe za istraživačke i stručne laboratorije, za posebno čiste industrije.

Dakle, točno na temelju Pt stvaraju neke uređaje koji se koriste u stvaranju poluvodičkih kristalav. Samo unutar njih moguće je stvoriti takve uvjete kada će koncentracija nečistoća biti manja od 1 atoma na milijun. Čak se i u platinastim loncima proizvode kristali koji su potrebni za stvaranje lasera i za kontakte u niskostrujnoj elektrotehnici.

Ovaj metal ide dalje u:

• zrcala koja se koriste unutar lasera;
• retorte za proizvodnju fluorovodične i perklorne kiseline;
• netopljive anode za opremu za galvanizaciju;
• otporni termometri;
• odvojeni dijelovi mikrovalne opreme;
• lijekovi koji suzbijaju neke oblike raka;
• izrada kovanog novca i obilježja, medalja i ordena;
• oprema za sintezu vitamina i nekih drugih farmakoloških pripravaka.

Od samog početka morate se usredotočiti na cijenu. Platina identične finoće bit će najmanje tri puta skuplja od zlata... Štoviše, nema toliko zlatara koji rade s njim. Velika većina takvih obrtnika radi u zapadnoj Europi. Preporučljivo je usredotočiti se na nakit odatle. Ali ne vjerujte cijeni i riječima prodavača, već zahtijevajte službene certifikate.

Dodatak kobalta i rutenija može produžiti životni vijek proizvoda. Vjerojatnije je da će nakit s dodatkom iridija izgrebati, ali štedi novac. Uzorak se prije svega mora odabrati uzimajući u obzir vaše financijske mogućnosti.

I još nekoliko savjeta:

• platina se vizualno kombinira s bilo kojim dragim kamenjem;
• najbolja opcija (ako su sredstva dostupna) bila bi kombinirati s dijamantima;
• umetnuto kamenje mora odgovarati općem konceptu;
• gravirani natpisi i dizajni mogu brzo izaći iz mode;
• i naravno, treba ići u službenu zlatarnu, a ne do prvog maloprodajnog mjesta na koje naiđete na putu ili do kioska usred podvožnjaka.

Ovdje nema posebnih zahtjeva. Čišćenje se obično vrši sredstvima za čišćenje koja su specifična za platinu. Možete ih kupiti u većini zlatarnica. Neki ljudi koriste nezasićenu sapunastu vodu ili jako razrijeđeni amonijak. Ponekad se koriste i tekući deterdženti za pranje posuđa; međutim, smatra se da sapuni i gelovi uzrokuju gubitak sjaja.

Izvode ga samo iskusni draguljari pomoću posebne opreme. Platinasti predmet čuvajte odvojeno od nakita od drugih metala. To će ih zaštititi od deformacija pri dodiru s tvrđim predmetom.

Visoka vrijednost platine nije samo zbog njezinih jedinstvenih svojstava, već i zbog njene usporedne rijetkosti. Procjenjuje se da je čak i u naslagama (kao u cijeloj zemljinoj kori) koncentracija Pt 30 puta manja od koncentracije zlata. Od 1828. do 1845. godine kod nas se izrađivao platinasti novac. Njihova nominalna vrijednost bila je 3, 6 i 12 rubalja, a ukupna količina potrošenog metala premašila je 14 tona. Platina je pala u kategoriju plemenitih metala tek 1751. godine - prošlo je oko 200 godina otkako je postala poznata u Europi.

A kod nas je u prvih 10 godina rudarenja izvađeno toliko platine koliko i u cijeloj Americi tijekom stoljeća prije otkrića Uralskih naslaga. I u Rusiji su pronađeni i najveći (općenito pretopljeni) i najveći od postojećih grumenova. Platina je dobila status kemijskog elementa 1735. godine, kada je Talijan D. Scaliger dokazao njezinu nerazrješivost; prije se smatralo da je to jednostavna tvar.

Kemijski čista platina izolirana je iz rude tek 68 godina kasnije u Engleskoj. U svom metalnom obliku, potpuno je biološki neutralan. Međutim, pojedini spojevi (prvenstveno s fluorom) mogu biti izuzetno opasni po život. A 1867. godine sve ruske dionice platine (odmah nakon ukidanja moratorija na prodaju) kupila je Engleska. Ali čak i u prvim godinama dvadesetog stoljeća naša zemlja činila je najmanje 90% svjetske proizvodnje (jer su fantastične rezerve u južnoj Africi pronađene tek sredinom 1920-ih).

Stoga ne čudi što je u svibnju 1918. stvoren poseban institut za proučavanje platine. Sada je dio Instituta za opću i anorgansku kemiju. Određeni minerali koji sadrže platinu također sadrže antimon, arsen ili sumpor, ali su rjeđi od spojeva s metalima. Dakle, mineral Norilskite iskopan na sjeveru Krasnojarskog teritorija sadrži 25% željeza i 26% nikla. Zanimljivo je da se u jednoj od faza industrijske proizvodnje platine može koristiti otopina šećera.

I imena ovog metala su prilično raznolika: naziva se i "trulo zlato" i "žablje zlato". Njegovi mali kristali imaju kubični oblik. U početku, u prvoj polovici 19. stoljeća, kod nas su se od platine izrađivali prstenovi i obruči za bačve. Što se tiče električne vodljivosti, ovaj metal je inferiorniji od bakra, aluminija i srebra. Platina počinje oksidirati s atmosferskim kisikom tek na temperaturama iznad 200 stupnjeva.

Za više informacija o platini i njezinim svojstvima pogledajte video.