Platina: vlastnosti a aplikácie

Látky, ktoré existujú v prírode, sú takmer nevyčerpateľnou témou na príbehy. Navyše nie všetky sú rovnako známe. Je nevyhnutné zistiť, aspoň pre všeobecný vývoj, hlavné body spojené s platinou, jej vlastnosti a vlastnosti aplikácie.

Tí, ktorí ukončili školu pred niekoľkými desaťročiami, by s istotou povedali, že platina je kovom vedľajšej podskupiny 8. skupiny Mendelejevovej periodickej sústavy prvkov. Táto klasifikácia je však zastaraná a teraz platina patrí do 10. skupiny prvkov.

Nedá sa povedať, ako tento kov vyzerá v prírode. V čistej forme sa dá skutočne získať iba umelo. Platinové rudy majú len malé inklúzie hlavnej látky. Z fyzikálneho hľadiska sú to izomorfné zmesi Pt s:

• meď;
• železo;
• nikel;
• striebro;
• rôzne kovy skupiny platiny.

Platinové rudy sú roztrúsené všade. Väčšina z nich je sústredená v Novom svete. Preto česť objavu platiny patrí starým Indiánom... Ani odborníci nevedia, kedy presne začali tento kov ťažiť. Ale po objavení platiny Európanmi sa jej úloha v ekonomike ukázala skôr negatívna.

Niet divu, že v roku 1735 sa v Španielsku rozhodli zakázať dovoz predtým vyťaženej platiny do metropoly. To, čo sa v Kolumbii opäť vyťažilo, bolo nariadené starostlivo oddeliť od striebra a zaliať riekami. A všetko, čo sa im podarilo doviezť do samotného Španielska, sa utopilo v mori v slávnostnej atmosfére.

Kuriózne ale je, že od Madridu, ktorý sa naopak pustil do zvýšeného dovozu platinových surovín, neuplynulo ani pol storočia. Potom ho začali používať v celoštátnom meradle na falšovanie mincí z iných drahých kovov. V roku 1820 bolo podľa rôznych zdrojov v Európe 3 až 7 ton platiny. Z toho boli vo Francúzsku vyrobené normy metra a kilogramu. Ale aj tak to dlho nemalo seriózne uplatnenie.

Špecifická hmotnosť čistej platiny je 21,45 gramov na meter kubický. pozri Topí sa pri teplote asi 1768 stupňov Celzia. Var (odparovanie) prebieha pri 3825 stupňoch. Práve tieto teplotné charakteristiky po dlhú dobu neumožňovali izolovať čistý kov, tým menej stanoviť jeho použitie. Okrem toho je platina tvrdšia ako zlato a striebro a je pomerne náročné ju mechanicky opracovať.

Tento kov je kujný a tvárny. Jeho pevnosť v ťahu je celkom pôsobivá.

Rozpúšťa sa iba v:

• kráľovská vodka;
• kvapalný bróm;
• zahriata kyselina sírová (ale extrémne pomaly).

Preto nemá zmysel privádzať ho k magnetu, aby sa oddelil od striebra alebo zlata. Musíte len pochopiť, že neexistujú žiadne čisto platinové šperky. Môžu obsahovať rôzne koncentrácie železa a niklu a práve tieto nečistoty reagujú na magnet celkom dobre.

To je zvedavé v mikrokozme môže mať platina magnetické vlastnosti. Fyzikom sa ich v experimente podarilo nájsť v blízkosti atómovej vrstvy kovu; otvorenie bolo oznámené v roku 2018. Aby látka získala feromagnetické vlastnosti, musela sa použiť iónová kvapalina - nový typ látky špeciálne vytvorený počas výskumu. Pokiaľ ide o farbu platiny, v prírode je maľovaná v strieborno-bielom tóne. Niekedy sa vyskytujú aj tmavosivé exempláre.

Je dôležité extrahovať platinovú rudu z útrob zeme, na to existuje niekoľko spôsobov.

Napriek pôvodnému nálezu platinových ložísk v Južnej Amerike sa najväčšie ložisko na svete v 21. storočí nachádza v Afrike. Presnejšie, potom v Južnej Afrike. Bushveldov komplex - obrovská akumulácia kovov platinovej skupiny; predpokladá sa, že sa objavil pred 2 miliardami rokov v dôsledku sopečných procesov. Juhoafrické pole tvarom pripomína „dosku“ s priemerom 370 km. Komplex je zložený z niekoľkých horizontov, ktoré smerujú do vnútrozemia.

Zároveň je hrúbka nánosov v 2 horizontoch z troch len okolo 1 m. Horizont Platrif, ktorý sa v súčasnosti aktívne rozvíja, má na rôznych miestach hrúbku 5-90 m. Ťaží sa otvoreným spôsobom. Komplex bol otvorený v roku 1924. Odtiaľ putujú ¾ zo všetkej vyťaženej platiny na svetový trh.

Ale aj dnes je naša krajina zaradená do zoznamu popredných krajín v ťažbe platinových rúd. Pravda, už je na druhom mieste, 5,8-krát za Južnou Afrikou. Vzácny kov sa vyváža aj z Ruska. Tretiu priečku vo svetovom rebríčku zaberá Zimbabwe, kde sa ťaží asi 3x menej platiny (9 ton).

A tiež sa ťaží platina:

• USA (6000 kg);
• Kanada (približne 5000 kg);
• ostatné štáty (6100 kg spolu).

Tento kov je možné ťažiť otvorenými aj banskými metódami. Lomy sa nachádzajú hlavne tam, kde sa nachádzajú sekundárne sypače. V týchto miestach sa po mechanickej deštrukcii primárnych ložísk ukladala platina. ale geológovia už dávno zistili, že väčšina z nich je sústredená v podzemných vrstvách niklových rúd. Ťažba baní sa len málo líši od práce s inými kovovými minerálmi; za zmienku stojí len významný podiel ručnej práce.

Po obohatení jeho koncentrácia stúpne o 3 rády. V komplexe Bushveld si ťažba 1 kg platiny v konečnom dôsledku (s prihliadnutím na technologické straty) vyžaduje vyzdvihnutie 500-1500 kg rudy. Potom sa polotovar spracováva v rafinačných metalurgických peciach a špeciálnych konvertoroch; ale konečný výsledok sa dosiahne až po rafinácii, kedy je koncentrácia kovu 99,5 %.

Platina je lepšia ako zlato, pretože je silnejšia ako ono. Preto je životnosť platinových produktov oveľa vyššia. Je oveľa ťažšie ich poškriabať. Výsledkom je, že tieto druhy šperkov (nielen) budú menej náchylné na opravu. Zostarnutá platina sa od zlata ešte viac líši.

Vďaka patine získava sivú farbu s matným leskom. Mnoho nositeľov sa snaží tohto efektu zbaviť a svoje šperky leští. Podľa iných ľudí, patina robí drahý kov, ak nie ešte cennejší, tak v každom prípade zaujímavejší. Bez toho, aby ste to videli naživo, je nepravdepodobné, že bude možné urobiť správne rozhodnutie. Vrstva ródia na bielom zlate sa postupne opotrebuje a výrazne zožltne.

Aj tie postupne blednú a bude ich treba systematicky čistiť. Po všetkom striebro je chemicky aktívne a nevyhnutne reaguje s najbežnejšími látkami, dokonca aj so vzdušným kyslíkom. Celý tento rozdiel v prospech platiny je však zatienený tým, že je citeľne menej dostupná ako zlato a ešte viac striebro.

Volfrám je podobný platine. Je to ale podstatne lacnejšie, pričom pevnosť volfrámových produktov je tiež vysoká. Problém je v tom, že volfrám sa oveľa ťažšie spracováva do normálneho tvaru. Prerobiť volfrámový prsteň, upraviť jeho veľkosť nie je jednoduchá záležitosť ani s technológiou 21. storočia. Rovnaké ťažkosti vznikajú pri použití titánových imitácií.

Existuje pomerne veľa druhov zliatin platiny. Väčšina šperkov je vyrobená z kovu 950, ktorý obsahuje 95% čistej platiny. Niekedy môžete nájsť zliatinu 900. Jeho zjavné nevýhody nie sú príliš nasýtené farby a nevýrazný lesk. Preto z estetického hľadiska stráca na kov 950 veľa.

Rozšírené sú zliatiny platiny s irídiom. Čím viac je tejto druhej zložky, tým bude zlúčenina žiaruvzdornejšia. Rozsah kryštalizácie zliatin platiny a irídia je relatívne úzky. Výrazne sa zvyšuje aj tvrdosť a pevnosť látky.

Na rôzne účely možno platinu legovať aj s:

• meď;
• ruténium;
• paládium;
• nikel;
• ródium.

V priemysle sa používa veľmi veľký podiel platiny. Technológovia vysoko oceňujú vlastnosť tohto kovu urýchliť rôzne chemické reakcie bez spotreby. V súčasnosti sa niekedy používa v medicíne, predovšetkým v zubnej protetike. Už v polovici minulého storočia toto využitie predstavovalo niekoľko percent zo všetkej vyťaženej platiny. Toto číslo sa postupne zvyšuje.

Jeho použitie je rozšírené aj pri výrobe kyseliny dusičnej (ako okysličovadla amoniaku). Je pravda, že v tomto prípade sa častejšie používa zliatina platiny a ródia a nie čistý kov. Dôvody tejto preferencie zaujímajú iba technológov a sú nad rámec tohto článku.Ďalší vzácny kov sa používa pri výrobe kyseliny sírovej, hydrogenácii uhľovodíkov, acetylénu, ketónov.

ale platina je tiež široko používaná v priemysle rafinácie ropy. Je to vynikajúci katalyzátor na urýchlenie výroby benzínu. V destilačných kolónach nie je umiestnená mriežka, ako sa niekedy domnieva, ale jemne rozptýlený platinový prášok. Je odolnejší ako molybdén a vanád. A tiež v prospech platiny svedčí zvýšená účinnosť.

Platinu je možné použiť v odporových kontaktoch elektrických pecí. Nájdete ho v mnohých iných elektrických kontaktoch.

Zliatina platiny a kobaltu je potrebná na vytvorenie magnetov, ktoré kombinujú kompaktnosť a skvelý výkon.

Mnoho motoristov implicitne používa platinu pre seba každý deň. V automobiloch je obsiahnutý najmä v katalyzátoroch. Tento kov pomáha znižovať toxicitu výfukových plynov, čím zlepšuje stav mestskej atmosféry. Platinový povlak v katalyzátore je nanesený na monolitický keramický prvok.

Keď sa vrátime k medicíne, stojí za zmienku, že jedinečné chirurgické nástroje sa vyrábajú na báze platiny. Dajú sa dezinfikovať alkoholovými horákmi bez potreby špeciálnych činidiel. Zubní lekári radi pracujú s nástrojmi potiahnutými tenkou vrstvou platiny. Platino-irídiové elektródy sa používajú na kontrolu srdcového rytmu a na protetiku pri problémoch so sluchom.

Nemožno však nespomenúť úlohu „bieleho kovu“ v iných oblastiach.

takze je vo výrobe skla veľmi žiadaná... Alebo skôr nie okenné, ale kvalitné optické sklá. Zmes ródia a platiny pomáha vyrábať sklolaminátové matrice s hrúbkou menšou ako 1 mm. Funguje už mnoho tisíc hodín pri teplote 1400-1500 stupňov, ktorá sa vyvíja vo vnútri sklárskych pecí.

Elitné české sklo, ktoré stojí takmer rozprávkové peniaze, sa vyrába v platinových téglikoch.

Samozrejme, že chemický priemysel nemohol obísť takú látku takú odolnú voči teplu a najžieravejším činidlám. V ňom sa z platiny vyrábajú tégliky, iné riady pre výskumné a odborné laboratóriá, najmä pre čistý priemysel.

Takže presne na báze Pt vytvárajú niektoré zariadenia používané pri tvorbe polovodičových kryštálovv. Iba v nich je možné vytvoriť také podmienky, keď koncentrácia nečistôt bude menšia ako 1 atóm na milión. Aj v platinových téglikoch sa vyrábajú kryštály potrebné na vytváranie laserov a na kontakty v slaboprúdovej elektrotechnike.

Tento kov ide ďalej do:

• zrkadlá používané vo vnútri laserov;
• retorty na výrobu kyseliny fluorovodíkovej a kyseliny chloristej;
• nerozpustné anódy pre zariadenia na galvanické pokovovanie;
• odporové teplomery;
• samostatné časti mikrovlnných zariadení;
• lieky, ktoré potláčajú niektoré formy rakoviny;
• výroba mincí a insígnií, medailí a rádov;
• zariadenia na syntézu vitamínov a niektorých ďalších farmakologických prípravkov.

Od samého začiatku sa treba zamerať na cenu. Platina s identickou rýdzosťou bude minimálne trikrát drahšia ako zlato... Navyše s ním nepracuje toľko klenotníkov. Drvivá väčšina takýchto remeselníkov pracuje v západnej Európe. Odtiaľ je vhodné zamerať sa na šperky. Neverte ale cenovke a rečiam predajcov, ale žiadajte oficiálne certifikáty.

Pridanie kobaltu a ruténia môže predĺžiť životnosť produktu. Šperky s prídavkom irídia sa skôr poškriabu, no ušetria peniaze. Vzorka musí byť vybraná predovšetkým s ohľadom na vaše finančné možnosti.

A ešte pár tipov:

• platina je vizuálne kombinovaná s akýmikoľvek drahými kameňmi;
• najlepšou možnosťou (ak sú k dispozícii finančné prostriedky) by bola kombinácia s diamantmi;
• vložené kamene musia zodpovedať všeobecnému konceptu;
• ryté nápisy a vzory môžu rýchlo vyjsť z módy;
• a samozrejme musíte ísť do oficiálneho klenotníctva a nie do prvého obchodu, na ktorý cestou narazíte, alebo do kiosku uprostred podchodu.

Neexistujú tu žiadne špecifické požiadavky. Čistenie sa zvyčajne vykonáva prípravkami špecifickými pre platinu. Môžete si ich kúpiť vo väčšine klenotníctiev. Niektorí ľudia používajú nenasýtenú mydlovú vodu alebo silne zriedený amoniak. Niekedy sa používajú aj tekuté prostriedky na umývanie riadu; predpokladá sa však, že mydlá a gély vedú k strate lesku.

Vykonávajú ho iba skúsení klenotníci pomocou špeciálneho vybavenia. Platinový predmet skladujte oddelene od šperkov vyrobených z iných kovov. To ich ochráni pred deformáciou pri dotyku s tvrdším predmetom.

Vysoká hodnota platiny je spôsobená nielen jej vlastnými jedinečnými vlastnosťami, ale aj jej porovnateľnou vzácnosťou. Je vypočítané, že aj v ložiskách (ako v celej zemskej kôre) je koncentrácia Pt 30-krát menšia ako koncentrácia zlata. V rokoch 1828 až 1845 sa u nás vyrábali platinové mince. Ich nominálna hodnota bola 3, 6 a 12 rubľov a celkové množstvo spotrebovaného kovu presiahlo 14 ton. Platina spadala do kategórie drahých kovov až v roku 1751 – odkedy sa stala známou v Európe, uplynulo približne 200 rokov.

A u nás hneď za prvých 10 rokov ťažby získali toľko platiny ako v celej Amerike počas storočí pred objavením uralských ložísk. A práve v Rusku boli nájdené najväčšie (zvyčajne pretavené) aj najväčšie zo zachovaných nugetov. Platina získala štatút chemického prvku v roku 1735, keď Talian D. Scaliger dokázal jej nerozpustnosť; predtým sa predpokladalo, že ide o jednoduchú látku.

Chemicky čistá platina bola izolovaná z rudy až o 68 rokov neskôr v Anglicku. Vo svojej kovovej forme je úplne biologicky neutrálny. Jednotlivé zlúčeniny (predovšetkým s fluórom) však môžu byť životu mimoriadne nebezpečné. A v roku 1867 všetky ruské zásoby platiny (ihneď po zrušení moratória na predaj) kúpilo Anglicko. ale ešte v prvých rokoch 20. storočia naša krajina tvorila minimálne 90 % svetovej produkcie (pretože fantastické zásoby v južnej Afrike sa našli až v polovici 20. rokov 20. storočia).

Nie je preto prekvapujúce, že v máji 1918 bol vytvorený špeciálny inštitút pre štúdium platiny. Teraz je súčasťou Ústavu všeobecnej a anorganickej chémie. Niektoré minerály obsahujúce platinu obsahujú aj antimón, arzén alebo síru, ale sú menej bežné ako zlúčeniny s kovmi. Minerál Norilskit ťažený na severe Krasnojarského územia teda obsahuje 25% železa a 26% niklu. Je zvláštne, že v jednej z fáz priemyselnej výroby platiny je možné použiť cukrový roztok.

A názvy tohto kovu sú dosť rôznorodé: nazýva sa to „zhnité zlato“ aj „žabie zlato“. Jeho malé kryštály majú kubický tvar. Spočiatku, v prvej polovici 19. storočia, sa u nás z platiny vyrábali prstene a obruče na sudy. Z hľadiska elektrickej vodivosti je tento kov horší ako meď, hliník a striebro. Platina začína oxidovať vzdušným kyslíkom až pri teplotách nad 200 stupňov.

Viac informácií o platine a jej vlastnostiach nájdete vo videu.