Platina: ominaisuudet ja sovellukset

Luonnossa olevat aineet ovat tarinoiden lähes ehtymätön aihe. Lisäksi kaikki eivät ole yhtä tunnettuja. On välttämätöntä selvittää ainakin yleistä kehitystä varten platinaan liittyvät pääkohdat, sen ominaisuudet ja käyttöominaisuudet.

Ne, jotka valmistuivat koulusta useita vuosikymmeniä sitten, sanoisivat luottavaisesti, että platina on Mendelejevin jaksollisen järjestelmän 8. ryhmän sivuryhmän metalli. Tämä luokitus on kuitenkin vanhentunut ja nyt platina kuuluu 10. alkuaineryhmään.

On mahdotonta sanoa, miltä tämä metalli näyttää luonnossa. Todellakin, puhtaassa muodossaan se voidaan saada vain keinotekoisesti. Platinamalmeissa on vain pieniä pääaineen sulkeumia. Fysikaalisesta näkökulmasta ne ovat Pt:n isomorfisia seoksia:

• kupari;
• rauta;
• nikkeli;
• hopea;
• erilaisia ​​platinaryhmän metalleja.

Platinamalmeja on hajallaan kaikkialla. Suurin osa heistä on keskittynyt uuteen maailmaan. Siksi platinan löytämisen kunnia kuuluu muinaisille intialaisille... Edes asiantuntijat eivät tiedä, milloin he tarkalleen aloittivat tämän metallin louhinnan. Mutta sen jälkeen, kun eurooppalaiset löysivät platinan, sen rooli taloudessa osoittautui melko negatiiviseksi.

Ei ihme, että vuonna 1735 Espanjassa he päättivät kieltää aiemmin louhitun platinan tuonnin metropoliin. Se, mitä Kolumbiassa jälleen louhittiin, määrättiin erottamaan huolellisesti hopeasta ja tulvimaan jokiin. Ja kaikki, mitä he onnistuivat tuomaan itse Espanjaan, hukkui mereen juhlallisessa ilmapiirissä.

Mutta on kummallista, että alle puoli vuosisataa on kulunut siitä, kun Madrid päinvastoin aloitti platinaraaka-aineiden lisääntyneen tuonnin. Sitten he alkoivat käyttää sitä kansallisessa mittakaavassa väärentämään kolikoita muista jalometalleista. Vuoteen 1820 mennessä Euroopassa oli eri lähteiden mukaan 3–7 tonnia platinaa. Siitä metrin ja kilogramman standardit valmistettiin Ranskassa. Mutta sillä ei vieläkään ollut vakavaa sovellusta pitkään aikaan.

Puhtaan platinan ominaispaino on 21,45 grammaa kuutiometrissä. katso Se sulaa noin 1768 celsiusasteen lämpötilassa. Kiehuminen (haihtuminen) tapahtuu 3825 asteessa. Juuri nämä lämpötilaominaisuudet eivät pitkään aikaan sallineet puhdasta metallia eristää, varsinkin sen käyttöä. Lisäksi platina on kovempaa kuin kulta ja hopea, ja sitä on melko vaikea työstää mekaanisesti.

Tämä metalli on muokattavaa ja taipuisaa. Sen vetolujuus on varsin vaikuttava.

Se liukenee vain:

• kuninkaallinen vodka;
• nestemäinen bromi;
• lämmitetty rikkihappo (mutta erittäin hitaasti).

Siksi ei ole järkevää tuoda sitä magneetille erottamaan se hopeasta tai kullasta. Sinun on vain ymmärrettävä, että puhdasta platinakorua ei ole olemassa. Ne voivat sisältää erilaisia ​​pitoisuuksia rautaa ja nikkeliä, ja juuri nämä epäpuhtaudet reagoivat varsin hyvin magneettiin.

Utelias tuo mikrokosmuksessa platinalla voi hyvinkin olla magneettisia ominaisuuksia. Kokeen fyysikot onnistuivat löytämään ne metallin atomikerroksen läheltä; avajaiset julkistettiin vuonna 2018. Ferromagneettisten ominaisuuksien antamiseksi aineelle piti käyttää ionista nestettä - uudentyyppistä ainetta, joka on erityisesti luotu tutkimuksen aikana. Mitä tulee platinan väriin, luonnossa se on maalattu hopeanvalkoisella sävyllä. Joskus on myös tummanharmaita yksilöitä.

On tärkeää erottaa platinamalmi maan suolistosta, sillä tähän on useita tapoja.

Huolimatta alkuperäisestä platinaesiintymien löydöstä Etelä-Amerikasta, maailman suurin esiintymä 2000-luvulla sijaitsee Afrikassa. Tarkemmin sanottuna Etelä-Afrikassa. Bushveld-kompleksi - platinaryhmän metallien jättimäinen kertymä; sen uskotaan ilmestyneen 2 miljardia vuotta sitten vulkaanisten prosessien seurauksena. Etelä-Afrikan kenttä muistuttaa muodoltaan "levyä", jonka halkaisija on 370 km. Kompleksi koostuu useista horisonteista, jotka on suunnattu sisämaahan.

Samaan aikaan kerrostuman paksuus kahdessa horisontissa kolmesta on vain noin 1 m. Tällä hetkellä aktiivisesti kehitettävän Platrif-horisontin paksuus on eri paikoissa 5-90 metriä. Sitä louhitaan avoimella tavalla. Kompleksi avattiin vuonna 1924. Sieltä ¾ kaikesta louhitusta platinasta menee maailmanmarkkinoille.

Mutta vielä nykyäänkin maamme on mukana johtavien maiden luettelossa platinamalmien louhinnassa. Totta, se on jo toisella sijalla, 5,8 kertaa Etelä-Afrikan jäljessä. Jalometallia viedään myös Venäjältä. Kolmannella rivillä maailmanlistalla on Zimbabwe, jossa platinaa louhitaan noin 3 kertaa vähemmän (9 tonnia).

Ja myös platinaa louhitaan:

• USA (6000 kg);
• Kanada (noin 5000 kg);
• muut osavaltiot (yhteensä 6100 kg).

Tätä metallia voidaan uuttaa sekä avoimilla että kaivosmenetelmillä. Louhokset sijaitsevat pääasiassa siellä, missä toissijaisia ​​sijoittajia löytyy. Näihin paikkoihin platina kerrostettiin ensisijaisten kerrosten mekaanisen tuhoamisen jälkeen. Mutta geologit ovat jo pitkään havainneet, että suurin osa siitä on keskittynyt nikkelimalmien maanalaisiin kerroksiin. Kaivosten louhinta eroaa vähän muiden metallisten mineraalien kanssa työskentelystä; On syytä huomata vain merkittävä osa käsityöstä.

Rikastuksen jälkeen sen pitoisuus nousee 3 suuruusluokkaa. Bushveldin kompleksissa 1 kg:n platinaa louhinta (teknologiset häviöt huomioon ottaen) vaatii lopulta 500-1500 kg malmin nostamista. Sitten puolivalmiste käsitellään jalostusmetallurgisissa uuneissa ja erikoismuuntimissa; mutta lopputulos saavutetaan vasta jalostuksen jälkeen, kun metallipitoisuus on 99,5 %.

Platina on parempi kuin kulta, koska se on vahvempaa kuin se. Siksi platinatuotteiden käyttöikä on paljon pidempi. Niiden raapiminen on paljon vaikeampaa. Tämän seurauksena tämäntyyppisiä koruja (eikä vain) korjataan harvemmin. Vanhennettu platina eroaa vielä enemmän kullasta.

Patinan ansiosta se saa harmaan värin ja mattapintaisen kiillon. Monet käyttäjät yrittävät päästä eroon tästä vaikutuksesta ja kiillottaa korunsa. Muiden ihmisten mukaan patina tekee jalometallista, jos ei vielä arvokkaamman, niin joka tapauksessa mielenkiintoisemman. Näkemättä sitä livenä, on epätodennäköistä, että on mahdollista tehdä oikea päätös. Valkokullalla oleva rodiumkerros kuluu vähitellen pois ja se muuttuu paljon keltaisempaa.

Ne myös haalistuvat vähitellen, ja ne on puhdistettava järjestelmällisesti. Kuitenkin hopea on kemiallisesti aktiivista, ja se reagoi väistämättä yleisimpien aineiden kanssa, jopa ilmakehän hapen kanssa. Kuitenkin kaikki tämä ero platinaa hyväksi varjostaa se, että sitä on huomattavasti vähemmän saatavilla kuin kultaa ja vielä enemmän hopeaa.

Volframi on samanlainen kuin platina. Mutta se on huomattavasti halvempaa, kun taas volframituotteiden lujuus on myös korkea. Ongelmana on, että volframia on paljon vaikeampi käsitellä normaaliin muotoonsa. Volframirenkaan uudelleensuunnittelu, sen koon säätäminen ei ole helppoa edes 2000-luvun tekniikalla. Samat vaikeudet ilmenevät käytettäessä titaanijäljitelmiä.

Platinaseoksia on useita erilaisia. Suurin osa koruista on valmistettu 950 metallista, joka sisältää 95 % puhdasta platinaa. Joskus voit löytää 900. metalliseoksen. Sen ilmeiset haitat eivät ole liian kylläinen väri ja ilmeinen kiilto. Siksi esteettisesti se menettää paljon 950 metalliin.

Platinan ja iridiumin seokset ovat yleisiä. Mitä enemmän tätä toista komponenttia, sitä tulenkestävämpi yhdiste on. Platina-iridium-seosten kiteytysalue on suhteellisen kapea. Myös aineen kovuus ja lujuus kasvavat merkittävästi.

Eri tarkoituksiin platinaan voidaan myös seostaa:

• kupari;
• ruteeni;
• palladium;
• nikkeli;
• rodium.

Erittäin suuri osa platinasta käytetään teollisuudessa. Teknologit arvostavat suuresti tämän metallin ominaisuutta nopeuttaa erilaisia ​​kemiallisia reaktioita kuluttamatta. Nykyään sitä käytetään joskus lääketieteessä, pääasiassa hammasproteesissa. Jo viime vuosisadan puolivälissä tämä käyttö muodosti useita prosentteja kaikesta louhitusta platinasta. Tämä määrä kasvaa vähitellen.

Sen käyttö on laajalle levinnyt myös typpihapon valmistuksessa (ammoniakin hapettimena). Totta, tässä tapauksessa käytetään useammin platina-rodium-seosta, ei puhdasta metallia. Tämän suosituksen syyt kiinnostavat vain teknologeja, eivätkä ne kuulu tämän artikkelin soveltamisalaan.Toista jalometallia käytetään rikkihapon valmistuksessa, hiilivetyjen hydrauksessa, asetyleenissa, ketonien valmistuksessa.

Mutta platinaa käytetään laajalti myös öljynjalostusteollisuudessa. Se on erinomainen katalysaattori nopeuttamaan bensiinin tuotantoa. Tislauskolonneissa ei aseteta ristikkoa, kuten joskus ajatellaan, vaan hienojakoinen platinajauhe. Se on kestävämpi kuin molybdeeni ja vanadiini. Ja myös platinan puolesta näkyy lisääntynyt tehokkuus.

Platinaa voidaan käyttää sähköuunien vastuskoskettimissa. Löydät sen monista muista sähköliittimistä.

Platina-kobolttiseosta tarvitaan luomaan magneetteja, joissa yhdistyy kompakti ja erinomainen suorituskyky.

Monet autoilijat käyttävät implisiittisesti platinaa itselleen joka päivä. Autoissa se sisältyy pääasiassa katalyytteihin. Tämä metalli auttaa vähentämään pakokaasujen myrkyllisyyttä ja parantamaan siten kaupunkiympäristön tilaa. Katalyytissä oleva platinapinnoite levitetään monoliittiselle keraamiselle elementille.

Palattaessa lääketieteeseen, on syytä huomata, että ainutlaatuiset kirurgiset instrumentit valmistetaan platinasta. Ne voidaan desinfioida alkoholipolttimilla ilman erityisiä reagensseja. Hammaslääkärit rakastavat työskennellä instrumenttien kanssa, jotka on päällystetty ohuella platinakerroksella. Platina-iridium-elektrodeja käytetään sydämen rytmin säätelyyn ja kuuloongelmien proteeseihin.

Mutta ei voi olla mainitsematta "valkometallin" roolia muilla alueilla.

Niin, sillä on suuri kysyntä lasintuotannossa... Tai pikemminkin ei ikkunalasia, vaan laadukkaita optisia laseja. Rodium-platinayhdiste auttaa valmistamaan alle 1 mm paksuja lasikuitumuotteja. Se on toiminut useita tuhansia tunteja 1400-1500 asteen lämpötilassa, joka kehittyy lasiuunien sisällä.

Elite-tšekkiläinen lasi, joka maksaa melkein upeaa rahaa, valmistetaan platinaupokkaiden sisällä.

Kemianteollisuus ei tietenkään voinut ohittaa tällaista lämpöä ja syövyttävimpiä reagensseja kestäviä aineita. Siinä valmistetaan platinasta upokkaita, muita astioita tutkimus- ja asiantuntijalaboratorioihin erityisen puhtaan teollisuuden tarpeisiin.

Siis aivan Pt:n perusteella luoda joitain laitteita, joita käytetään puolijohdekiteiden luomiseenv. Vain niiden sisällä on mahdollista luoda sellaiset olosuhteet, joissa epäpuhtauksien pitoisuus on alle 1 atomi miljoonassa. Jopa platinaupokkaissa syntyy kiteitä, joita tarvitaan laserien luomiseen ja pienvirtasähkötekniikan koskettimiin.

Tämä metalli menee pidemmälle:

• laserien sisällä käytettävät peilit;
• retortit fluorivety- ja perkloorihapon tuotantoon;
• liukenemattomat anodit galvanointilaitteisiin;
• vastus lämpömittarit;
• mikroaaltouunien erilliset osat;
• lääkkeet, jotka estävät joitakin syövän muotoja;
• kolikoiden ja arvomerkkien, mitalien ja tilausten valmistus;
• vitamiinien ja joidenkin muiden farmakologisten valmisteiden syntetisointilaitteet.

Alusta alkaen sinun on keskityttävä hintaan. Saman hienouden platina on vähintään kolme kertaa kalliimpaa kuin kulta... Lisäksi sen kanssa ei työskentele niin monta koruasentajaa. Valtaosa tällaisista käsityöläisistä työskentelee Länsi-Euroopassa. Sieltä kannattaa keskittyä koruihin. Mutta älä luota hintalappuun ja myyjien sanoihin, vaan vaadi virallisia todistuksia.

Koboltin ja ruteenin lisääminen voi pidentää tuotteen käyttöikää. Iridiumilla lisätyt korut naarmuuntuvat todennäköisemmin, mutta ne säästävät rahaa. Otos on valittava ensisijaisesti taloudellisten kykyjesi perusteella.

Ja vielä muutama vinkki:

• platina yhdistetään visuaalisesti kaikkien jalokivien kanssa;
• paras vaihtoehto (jos varoja on saatavilla) olisi yhdistää se timanttien kanssa;
• lisättyjen kivien on vastattava yleistä käsitettä;
• kaiverretut kirjaimet ja kuviot voivat nopeasti mennä pois muodista;
• ja tietysti pitää mennä viralliseen koruliikkeeseen, ei ensimmäiseen matkalla törmäämään myymälään tai kioskille keskellä alikulkua.

Tässä ei ole erityisiä vaatimuksia. Puhdistus tehdään yleensä platinakohtaisilla valmisteilla. Voit ostaa niitä useimmista korukaupoista. Jotkut ihmiset käyttävät tyydyttymätöntä saippuavettä tai erittäin laimennettua ammoniakkia. Joskus käytetään myös nestemäisiä astianpesuaineita; saippuoiden ja geelien uskotaan kuitenkin johtavan kiillon menettämiseen.

Sen suorittavat vain kokeneet jalokiviliikkeet erikoisvälineillä. Säilytä platinatuote erillään muista metalleista valmistetuista koruista. Tämä suojaa niitä muodonmuutokselta, kun niitä kosketetaan kovemmalla esineellä.

Platinan korkea arvo ei johdu pelkästään sen ainutlaatuisista ominaisuuksista, vaan myös sen suhteellisen harvinaisuudesta. On laskettu, että jopa esiintymissä (kuten koko maankuoressa) Pt-pitoisuus on 30 kertaa pienempi kuin kullan pitoisuus. Vuodesta 1828 vuoteen 1845 maassamme valmistettiin platinakolikoita. Niiden nimellisarvot olivat 3, 6 ja 12 ruplaa ja kulutetun metallin kokonaismäärä ylitti 14 tonnia. Platina putosi jalometallien luokkaan vasta vuonna 1751 - on kulunut noin 200 vuotta siitä, kun se tuli tunnetuksi Euroopassa.

Ja maassamme kaivostoiminnan ensimmäisten 10 vuoden aikana ne saivat talteen yhtä paljon platinaa kuin koko Amerikassa vuosisatojen aikana ennen Uralin esiintymien löytämistä. JA Venäjältä löydettiin sekä suurin (yleensä uudelleensulatettu) että suurin säilyneistä kimpaleista. Platina sai kemiallisen alkuaineen aseman vuonna 1735, kun italialainen D. Scaliger osoitti sen hajoamattomuuden; aiemmin sen uskottiin olevan yksinkertainen aine.

Kemiallisesti puhdas platina eristettiin malmista vasta 68 vuotta myöhemmin Englannissa. Metallisessa muodossaan se on täysin biologisesti neutraali. Yksittäiset yhdisteet (lähinnä fluorin kanssa) voivat kuitenkin olla erittäin hengenvaarallisia. Ja vuonna 1867 Englanti osti kaikki venäläiset platinavarastot (välittömästi myyntikiellon kumoamisen jälkeen). Mutta jopa 1900-luvun ensimmäisinä vuosina maamme tuotti vähintään 90 prosenttia maailman tuotannosta (koska eteläisen Afrikan upeita luonnonvaroja löydettiin vasta 1920-luvun puolivälissä).

Siksi ei ole yllättävää, että toukokuussa 1918 perustettiin erityinen platinatutkimuksen instituutti. Nyt hän on osa yleisen ja epäorgaanisen kemian instituuttia. Tietyt platinapitoiset mineraalit sisältävät myös antimonia, arseenia tai rikkiä, mutta ne ovat vähemmän yleisiä kuin metalliyhdisteet. Näin ollen Krasnojarskin alueen pohjoisosassa louhittu Norilskite-mineraali sisältää 25 % rautaa ja 26 % nikkeliä. On uteliasta, että yhdessä platinan teollisen tuotannon vaiheessa voidaan käyttää sokeriliuosta.

Ja tämän metallin nimet ovat melko erilaisia: sitä kutsutaan sekä "mätä kullaksi" että "sammakkokullaksi". Sen pienet kiteet ovat kuutiomuotoisia. Aluksi, 1800-luvun ensimmäisellä puoliskolla, maassamme valmistettiin platinasta renkaita ja vanteita. Sähkönjohtavuuden suhteen tämä metalli on huonompi kuin kupari, alumiini ja hopea. Platina alkaa hapettua ilmakehän hapen kanssa vain yli 200 asteen lämpötiloissa.

Lisätietoja platinasta ja sen ominaisuuksista on videossa.