Platina: egenskaper och tillämpningar

Ämnen som finns i naturen är ett nästan outtömligt ämne för berättelser. Dessutom är inte alla lika kända. Det är absolut nödvändigt att ta reda på, åtminstone för allmän utveckling, de viktigaste punkterna förknippade med platina, dess egenskaper och applikationsegenskaper.

De som tog examen från skolan för flera decennier sedan skulle med tillförsikt säga att platina är en metall i en sekundär undergrupp av den åttonde gruppen av Mendeleevs periodiska system för element. Denna klassificering är dock föråldrad och nu tillhör platina den 10:e gruppen av grundämnen.

Det är omöjligt att säga hur denna metall ser ut i naturen. I sin rena form kan den faktiskt endast erhållas på konstgjord väg. Platinamalmer har endast små inneslutningar av huvudämnet. Ur en fysisk synvinkel är de isomorfa blandningar av Pt med:

• koppar;
• järn;
• nickel;
• silver;
• olika metaller i platinagruppen.

Platinamalmer är utspridda överallt. De flesta av dem är koncentrerade till den nya världen. Det är därför äran av upptäckten av platina tillhör de gamla indianerna... Även experter vet inte exakt när de började bryta denna metall. Men efter européernas upptäckt av platina visade sig dess roll i ekonomin vara ganska negativ.

Inte konstigt att 1735 i Spanien beslutade de att förbjuda importen av tidigare utvunnen platina till metropolen. Det som återigen bröts i Colombia beordrades att försiktigt separeras från silver och översvämmas i floder. Och allt som de lyckades importera till Spanien drunknades i havet i en högtidlig atmosfär.

Men det är märkligt att det har gått mindre än ett halvt sekel sedan Madrid tvärtom inledde en ökad import av platinaråvaror. Sedan började de använda det i nationell skala för att förfalska mynt från andra ädelmetaller. År 1820, enligt olika källor, fanns det från 3 till 7 ton platina i Europa. Det var från det som standarderna för mätaren och kilogram gjordes i Frankrike. Men den hade fortfarande ingen seriös tillämpning på länge.

Den specifika vikten för ren platina är 21,45 gram per kubikmeter. se Det smälter vid en temperatur av cirka 1768 grader Celsius. Kokning (avdunstning) sker vid 3825 grader. Det är dessa temperaturegenskaper som under lång tid inte tillät att inte isolera ren metall, än mindre att fastställa dess användning. Dessutom är platina hårdare än guld och silver, och det är ganska svårt att bearbeta det mekaniskt.

Denna metall är formbar och formbar. Dess draghållfasthet är ganska imponerande.

Det löser sig endast i:

• kunglig vodka;
• flytande brom;
• uppvärmd svavelsyra (men extremt långsamt).

Därför är det ingen mening att föra den till en magnet för att skilja den från silver eller guld. Du behöver bara förstå att det inte finns några rena platinasmycken. De kan innehålla olika koncentrationer av järn och nickel, och det är just dessa föroreningar som reagerar ganska bra på magneten.

Nyfiken på det i mikrokosmos kan platina mycket väl ha magnetiska egenskaper. Fysiker i experimentet lyckades hitta dem nära metallens atomlager; öppningen tillkännagavs 2018. För att ge ett ämne ferromagnetiska egenskaper behövde man använda en jonisk vätska – en ny typ av ämne som speciellt skapats under forskning. När det gäller färgen på platina, i naturen är den målad i en silvervit ton. Ibland finns det även mörkgrå exemplar.

Det är viktigt att utvinna platinamalm från jordens tarmar, för detta finns det flera sätt.

Trots det ursprungliga fyndet av platinafyndigheter i Sydamerika ligger den största fyndigheten i världen under 2000-talet i Afrika. För att vara mer exakt, då i Sydafrika. Bushveld-komplex - en gigantisk ansamling av platinagruppmetaller; man tror att den dök upp för 2 miljarder år sedan som ett resultat av vulkaniska processer. Till formen liknar det sydafrikanska fältet en "platta" med en diameter på 370 km. Komplexet består av flera horisonter som är riktade inåt landet.

Samtidigt är avlagringarnas tjocklek i 2 horisonter av tre endast cirka 1 m. Platrif-horisonten, som för närvarande aktivt utvecklas, har en tjocklek på 5-90 m på olika platser. Det bryts på ett öppet sätt. Komplexet öppnades 1924. Det är härifrån som ¾ av all utvunnen platina går till världsmarknaden.

Men även idag ingår vårt land i listan över ledande länder inom utvinning av platinamalmer. Det är sant att det redan ligger på andra plats, 5,8 gånger efter Sydafrika. Ädelmetallen exporteras även från Ryssland. Den tredje raden i världsrankingen är ockuperad av Zimbabwe, där cirka 3 gånger mindre platina bryts (9 ton).

Och även platina bryts:

• USA (6000 kg);
• Kanada (ungefär 5000 kg);
• andra stater (6100 kg tillsammans).

Denna metall kan utvinnas både med öppna och gruvmetoder. Stenbrott ligger främst där sekundära placers finns. På dessa platser avsattes platina efter mekanisk destruktion av de primära avlagringarna. Men geologer har länge funnit att det mesta är koncentrerat i underjordiska lager av nickelmalmer. Gruvbrytning skiljer sig lite från att arbeta med andra metalliska mineraler; det är värt att notera endast en betydande del av manuellt arbete.

Efter anrikning stiger dess koncentration med 3 storleksordningar. Vid Bushveld-komplexet kräver utvinningen av 1 kg platina i slutändan (med hänsyn till tekniska förluster) lyft av 500-1500 kg malm. Därefter bearbetas halvfabrikatet i raffinering av metallurgiska ugnar och speciella omvandlare; men det slutliga resultatet uppnås först efter raffinering, när metallkoncentrationen är 99,5%.

Platina är bättre än guld eftersom det är starkare än det. Därför är livslängden för platinaprodukter mycket längre. Det är mycket svårare att repa dem. Som ett resultat är det mindre troligt att dessa typer av smycken (och inte bara) repareras. Åldrad platina skiljer sig ännu mer från guld.

Tack vare patinan får den en grå färg med en matt glans. Många bärare försöker bli av med denna effekt och putsa sina smycken. Enligt andra personer, patinan gör ädelmetallen, om inte ännu mer värdefull, så i alla fall mer intressant. Utan att se den live är det osannolikt att det går att fatta rätt beslut. Rodiumlagret på det vita guldet kommer gradvis att slitas av och det blir mycket gulare.

De bleknar också gradvis, och de måste rengöras systematiskt. Trots allt silver är kemiskt aktivt, och det kommer oundvikligen att reagera med de vanligaste ämnena, även med atmosfäriskt syre. Men all denna skillnad till förmån för platina överskuggas av det faktum att det är märkbart mindre tillgängligt än guld och ännu mer silver.

Volfram liknar platina. Men det är betydligt billigare, samtidigt som styrkan hos volframprodukter också är hög. Problemet är att volfram är mycket svårare att bearbeta till sin normala form. Att göra om en volframring, justera dess storlek är inte en lätt uppgift, även med 2000-talets teknik. Samma svårigheter uppstår när man använder titanimitationer.

Det finns en hel del typer av platinalegeringar. De flesta av smyckena är gjorda av 950 metall, som innehåller 95% ren platina. Ibland kan man hitta den 900:e legeringen. Dess uppenbara nackdelar är inte för mättad färg och outtrycklig glans. Därför, i estetiska termer, förlorar den mycket till 950 metall.

Platina-iridium-legeringar är utbredda. Ju mer denna andra komponent, desto mer eldfast blir föreningen. Kristallisationsintervallet för platina-iridium-legeringar är relativt snävt. Ämnets hårdhet och styrka ökar också avsevärt.

För olika ändamål kan platina även legeras med:

• koppar;
• rutenium;
• palladium;
• nickel;
• rodium.

En mycket stor andel platina används inom industrin. Teknologer uppskattar denna metalls egenskap att påskynda olika kemiska reaktioner utan att konsumera. Numera används det ibland inom medicin, främst för tandproteser. Redan i mitten av förra seklet stod denna användning för flera procent av all platina som bröts. Detta antal ökar gradvis.

Dess användning är också utbredd vid framställning av salpetersyra (som ammoniakoxidationsmedel). Det är sant, i det här fallet används en platina-rodiumlegering oftare, och inte en ren metall. Skälen till denna preferens är endast av intresse för teknologer och ligger utanför ramen för denna artikel.En annan ädelmetall används vid produktion av svavelsyra, hydrering av kolväten, acetylen, ketoner.

Men platina används också i stor utsträckning inom oljeraffineringsindustrin. Det är en utmärkt katalysator för att påskynda produktionen av bensin. I destillationskolonnerna placeras inte ett galler, som man ibland tror, ​​utan ett fint dispergerat platinapulver. Det är mer hållbart än både molybden och vanadin. Och även till förmån för platina framgår av den ökade effektiviteten.

Platina kan användas i motståndskontakter i elektriska ugnar. Du kan hitta det i många andra elektriska kontakter.

Platina-koboltlegering behövs för att skapa magneter som kombinerar kompakthet och bra prestanda.

Många bilister använder implicit platina för sig själva varje dag. I bilar finns det huvudsakligen i katalysatorer. Denna metall hjälper till att minska toxiciteten hos avgaser och förbättrar därigenom tillståndet i den urbana atmosfären. Platinabeläggningen i katalysatorn appliceras på ett monolitiskt keramiskt element.

För att återgå till medicin är det värt att notera att unika kirurgiska instrument är gjorda på basis av platina. De kan desinficeras med spritbrännare utan behov av speciella reagenser. Tandläkare älskar att arbeta med instrument belagda med ett tunt lager platina. Platina-iridiumelektroder används för att kontrollera hjärtats rytm och för proteser vid hörselproblem.

Men man kan inte undgå att nämna "vitmetallens" roll på andra områden.

Så, det är mycket efterfrågat inom glasproduktion... Eller snarare, inte fönsterglas, utan optiska glas av hög kvalitet. Rhodium-platina-blandning hjälper till att göra glasfiberformar som är mindre än 1 mm tjocka. Den har fungerat i många tusen timmar vid en temperatur på 1400-1500 grader, som utvecklas inuti glasugnar.

Tjeckiskt elitglas, som kostar nästan fantastiska pengar, tillverkas inuti platinadeglar.

Naturligtvis kunde den kemiska industrin inte passera ett sådant ämne som är så resistent mot värme och de mest frätande reagenserna. I den tillverkas deglar, andra rätter för forskning och expertlaboratorier, för särskilt rena industrier, av platina.

Alltså, precis på basis av Pt skapa några enheter som används för att skapa halvledarkristallerv. Endast inuti dem är det möjligt att skapa sådana förhållanden när koncentrationen av föroreningar kommer att vara mindre än 1 atom per miljon. Även i platinadeglar produceras kristaller som är nödvändiga för att skapa lasrar och för kontakter inom lågströmsteknik.

Denna metall går längre in i:

• speglar som används inuti lasrar;
• retorter för framställning av fluorvätesyra och perklorsyra;
• olösliga anoder för galvaniseringsutrustning;
• motståndstermometrar;
• separata delar av mikrovågsutrustning;
• läkemedel som undertrycker vissa former av cancer;
• produktion av mynt och insignier, medaljer och beställningar;
• utrustning för att syntetisera vitaminer och vissa andra farmakologiska preparat.

Redan från början måste du fokusera på priset. Platina med identisk finhet blir minst tre gånger dyrare än guld... Dessutom finns det inte så många juvelerare som arbetar med det. Den överväldigande majoriteten av sådana hantverkare arbetar i Västeuropa. Det är lämpligt att fokusera på smycken därifrån. Men lita inte på prislappen och säljarnas ord, utan kräv officiella certifikat.

Tillsats av kobolt och rutenium kan öka produktens livslängd. Iridiumtillsatta smycken är mer benägna att repa, men det sparar pengar. Provet måste först och främst väljas med hänsyn till dina ekonomiska möjligheter.

Och några fler tips:

• platina kombineras visuellt med alla ädelstenar;
• det bästa alternativet (om det finns medel) skulle vara att kombinera det med diamanter;
• de insatta stenarna måste motsvara det allmänna konceptet;
• graverade bokstäver och mönster kan snabbt gå ur stil;
• och naturligtvis måste du gå till en officiell smyckesbutik, och inte till den första butiken du stöter på på vägen eller till en kiosk mitt i en gångtunnel.

Det finns inga specifika krav här. Rengöring sker vanligtvis med platinaspecifika rengöringsmedel. Du kan köpa dem i de flesta smyckesbutiker. Vissa människor använder omättat tvålvatten eller mycket utspädd ammoniak. Ibland används även flytande diskmedel; dock tros tvål och geler orsaka en förlust av glans.

Det utförs endast av erfarna juvelerare som använder specialutrustning. Förvara platinaföremålet separat från smycken gjorda av andra metaller. Detta kommer att skydda dem från deformation när de berörs med ett hårdare föremål.

Platinas höga värde beror inte bara på dess egna unika egenskaper, utan också på dess jämförelsevis sällsynthet. Det uppskattas att även i avlagringar (som i hela jordskorpan) är koncentrationen av Pt 30 gånger mindre än koncentrationen av guld. Från 1828 till 1845 tillverkades platinamynt i vårt land. Deras nominella värde var 3, 6 och 12 rubel, och den totala mängden förbrukad metall översteg 14 ton. Platina föll i kategorin ädla metaller först 1751 - cirka 200 år har gått sedan det blev känt i Europa.

Och i vårt land, under de allra första 10 åren av gruvdrift, utvanns lika mycket platina som i hela Amerika under århundradena före upptäckten av Uralfyndigheterna. OCH det var i Ryssland som både den största (allmänt omsmälta) och den största av de bevarade nuggets hittades. Platina fick status som ett kemiskt grundämne 1735, när italienaren D. Scaliger bevisade sin oupplöslighet; tidigare ansågs det vara ett enkelt ämne.

Kemiskt ren platina isolerades från malmen bara 68 år senare i England. I sin metalliska form är den helt biologiskt neutral. Däremot kan enskilda föreningar (främst med fluor) vara extremt livshotande. Och 1867 köptes alla ryska lager av platina (direkt efter upphävandet av moratoriet för försäljning) av England. Men även under de första åren av 1900-talet stod vårt land för minst 90 % av världsproduktionen (eftersom fantastiska reservat i södra Afrika hittades först i mitten av 1920-talet).

Det är därför inte förvånande att i maj 1918 skapades ett särskilt institut för studier av platina. Nu är det en del av Institutet för allmän och oorganisk kemi. Vissa platinahaltiga mineraler innehåller också antimon, arsenik eller svavel, men de är mindre vanliga än föreningar med metaller. Sålunda innehåller mineralet Norilskite som bryts i norra Krasnoyarsk-territoriet 25 % järn och 26 % nickel. Det är konstigt att i ett av stadierna av den industriella produktionen av platina kan en sockerlösning användas.

Och namnen på denna metall är ganska olika: den kallas både "ruttet guld" och "grodguld". Dess små kristaller har en kubisk form. Ursprungligen, under första hälften av 1800-talet, tillverkades ringar och ringar för fat av platina i vårt land. När det gäller elektrisk ledningsförmåga är denna metall sämre än koppar, aluminium och silver. Platina börjar oxidera med atmosfäriskt syre först vid temperaturer över 200 grader.

För mer information om platina och dess egenskaper, se videon.