Свойства платины на организм человека. Физические свойства и фото платины

Платина – один из уникальных драгоценных металлов, физические свойства которого до сих пор до конца не изучены. Тем не менее, с учётом имеющихся данных о платине, её физических и химических свойствах, можно с уверенностью говорить об отдельных сферах применения платины, которые, в частности, обуславливают инвестиционную привлекательность данного драгоценного металла.

Физические свойства

Одной из основных характеристик платины является то, что этот драгоценный металл является очень тугоплавким и труднолетучим. Вместе с тем, платина обладает способностью кристаллизоваться в гранецентрированные кубические решётки.

Учёные отмечают, что при наличии воздействия восстановителей на растворы солей платина может быть получена в виде так называемой «черни», отличительной особенностью которой является высокая дисперсность.

Пребывая в горячем состоянии, платина обладает способностью хорошо прокатываться и свариваться.

А знаете ли Вы, что одним из характерных свойств платины является уникальная способность драгоценного металла абсорбировать на поверхности отдельные газы, в частности, кислород и водород.

Платина — драгоценный металл

К основным характеристикам платины следует отнести такие:

1. Плотность драгоценного металла при температуре – двадцать градусов по Цельсию достигает 21,45 г/дм3.
2. Платина имеет серовато-белый, блестящий цвет.
3. Радиус атома платины составляет 0,138 нм.
4. Плавится платина при температуре выше 1769 градусов по Цельсию.
5. Температура кипения платины составляет 4590 градусов по Цельсию.
6. Удельная теплоёмкость платины составляет 25,9 Дж.

Сферы применения

К основным сферам применения платины относятся:

1. Промышленность и техника.
2. Медицина и стоматология.
3. Ювелирное дело.
4. Монетарная промышленность.
5. Химическая промышленность.
6. Изготовление зеркал.
7. Производство различных изделий из стекла и другие.

Рассмотрим каждую из сфер применения платины более детально.

Промышленность и техника. Платину в России начали применять в форме легирующей добавки при производстве высокопрочных сталей в первой четверти девятнадцатого века. Сегодня платину активно применяют, в частности, в стоматологии, ювелирном деле и медицине.

В нефтеперерабатывающей отрасли именно при помощи платиновых катализаторов, которые устанавливают на установках каталитического риформинга, получают такие продукты как:

• высокооктановый бензин;
• ароматические углеводороды;
• технический водород.

А знаете ли Вы, что платину также применяют при изготовлении специальных зеркал для лазерной техники, при котором используют долговечные электрические контакты и сплавы платины и иридия для радиотехники.

Автомобильная промышленность активно применяет платину при изготовлении специальных автомобильных катализаторов. В этом случае используются уникальные каталитические свойства платины, которые позволяют производить процессы дожигания и обезвреживания выхлопных газов.

Платину используют в фармацевтике

Медицина. Доля платины, которую используют в медицине, незначительна, однако аналогов ей в этой отрасли не существует.

Так, платину используют при изготовлении хирургических инструментов, что позволяет производить процессы стерилизации таких инструментов в пламени спиртовой горелки без окисления металла.

Это интересно! Некоторые соединения платины, преимущественно – тетрахлорплатинаты, активно применяются в качестве цитостатиков, но сегодня уже изобретены более эффективные лекарственные средства, направленные на борьбу с раковыми заболеваниями.

Ювелирная промышленность. Большинство ювелирных украшений из платины содержат в своём составе девяносто пять процентов чистого драгоценного металла. Несомненным преимуществом ювелирных изделий из платины является минимизация количественных показателей примесей, что позволяет платиновым ювелирным украшения сохранять свой цвет и блеск, и не тускнеть на протяжении большого промежутка времени.

А знаете ли Вы, что каждый год доля потребления платины мировой ювелирной промышленностью составляет порядка пятидесяти тонн.

До 2001 года большая часть платиновых ювелирных украшений потреблялась в Японии, однако начиная с 2001 года по сей день на долю Китайской Народной Республики приходится порядка пятидесяти процентов мировых продаж ювелирной платины.

Основными свойствами платины, которые обуславливают её популярность в ювелирной отрасли, являются:

1. Высокая пластичность.
2. Уникальная долговечность.
3. Высокая плотность.

Монетарная промышленность. Платина наряду с золотом и серебром является одним из основных драгоценных металлов, которые выполняют монетарную функцию.

Важно отметить, что платину стали использовать в качестве предмета для производства монет на несколько тысячелетий позже золота и серебра.

Первыми платиновыми монетами в мире были монеты Российской империи, выпущенные в период с 1828 года по 1845 год.

Чеканка платиновых монет в Российской империи была прекращена окончательно в 1846 году. Хотя к этому моменту уровень добычи уральской платины составлял порядка двух тысяч пудов, что тождественно тридцати двум тысячам килограммов. Из этого объёма в монету было перечеканено чуть менее половины – 14669 килограммов.

Огромное количество платины, которое скопилось на Петербургском монетном дворе, как в виде монет, так и необработанном виде, было продано английской фирме Джонсон, Маттэ и Ко, что привело к тому, что на протяжении большого временного промежутка именно Англия выступала монополистом в этой сфере, при этом самостоятельно совершенно не добывая платину.

После 1846 года платиновые монеты не вводились в обращение ни в одной стране мира. Современные платиновые монеты являются инвестиционными.

Банк России выпускал инвестиционные платиновые монеты в период с 1992 года по 1995 год. Монеты, выпускаемые Банком России, имели номиналы двадцать пять, пятьдесят и сто пятьдесят рублей.

Химическая промышленность. Специальные платиновые ёмкости – тигли, используют в химической отрасли при необходимости проведения реакции при нагревании на воздухе. В том случае, если возникает необходимость в проведении высокотемпературного синтеза, при котором необходимо исключить доступ воздуха, используются специальные платиновые ампулы, которые фактически являются одноразовой посудой, которая используется для проведения одной химической реакции. Тем не менее, после проведения такой реакции платиновую ампулу можно очистить и переплавить в новую ампулу.

Платину также применяют в качестве материала для термопар. В этом случае платина входит в состав платино-родиевого сплава, из которого изготавливают проводники термопары. Именно платино-родиевые термопары лучше всего подходят для использования в лабораторной практике ввиду того, что с их помощью представляется возможность измерения температуры на воздухе до максимально предельных значений в 1600-1700 градусов по Цельсию.

Платина – наилучший катализатор в реакции окисления аммиака до окиси азота, которая применяется в одном из главных процессов производства азотной кислоты.

Платина в данном случае применяется в форме сетки, изготовленной из платиновой проволоки, диаметр которой колеблется в пределах пяти-девяти сотых миллиметров. В материале таких сеток также присутствует ещё один драгоценный металл платиновой группы – родий, коэффициент содержания которого здесь колеблется в пределах пяти-десяти процентов.

Платиновые катализаторы. Одной из важнейших и одной из самых фундаментальных сфер применения платины является изготовление катализаторов, которые используются для ускорения ряда важнейших реакций, среди которых:

• гидрирование жиров;
• гидрирование циклических и ароматических углеводородов;
• гидрирование олефинов, альдегидов, ацетилена, кетонов;
• окисление SO2 в SO3 в сернокислотном производстве;
• синтез витаминов и отдельных фармацевтических препаратов.

О применении платины в нефтеперерабатывающей промышленности мы уже упоминали выше. Её значение здесь невозможно преуменьшить.

В целом, физические свойства платины, о которых мы упомянули в первом разделе этой статьи, обуславливают разнообразие сфер применения платины. Напоследок хотелось бы отметить, что платина – уникальный драгоценный металл, возможности для инвестирования в который – безграничны. Инвестиции в платину привлекательны в средне- и долгосрочной перспективе, поскольку во многих отраслях промышленности аналогов этому драгоценному металлу не найдено, и его будут активно использовать, что будет, несомненно, провоцировать сокращение запасов этого драгоценного металла в мире и, соответственно, рост его рыночной стоимости.

Обозначается знаком Pt.

История платины

Древний мир уже знал металлическую платину. При археологических раскопках в Египте в руинах древних Фив был найден художественной работы футляр, относимый специалистами к VII в. до н. э. В этой реликвии древнего мира находилось зерно богатой иридием платины.

В начале I в. н. э. промывальщики золотоносных песков в Испании и Португалии стали проявлять заметный интерес к полезному использованию «белого свинца», или «белого золота», как тогда называли платину. По свидетельству римского писателя Плиния Старшего (автора 37-томной книги «Естественная история»), «белый свинец » добывался из золотых россыпей Валиссии (Северо-западная Испания) и Лузитании (Португалия). Плиний рассказывает, что «белый свинец» собирался при промывке вместе с золотом на дно корзин и плавился отдельно.

Задолго до захвата Южной Америки испанскими и португальскими конкистадорами - платина добывалась культурным туземным народом - инками, не только владевшими секретом очистки и ковки этого драгоценного металла, но и умевшими искусно выделывать из него различные предметы и украшения.

Эпоха падения Римской империи знаменуется исчезновением из обихода ювелиров и торговцев драгоценностями из платины. Прошло много столетий, и только во второй половине XVIII в. платиной и ее физико-химическими свойствами начали интересоваться ученые.

В 1735 году испанский математик Антонио де-Ульоа, находясь в Экваториальной Колумбии, обратил внимание на частое нахождение совместно с золотом неизвестного ему металла, блеск которого несколько напоминал блеск серебра, но всеми прочими качествами более походившего на золото . Этот диковинный металл заинтересовал де-Ульоа, и он привез в Испанию образцы колумбийской платины.

В XVIII столетии, когда платина еще не имела промышленного применения, ее подмешивали к золоту и к золотым и серебряным изделиям. Об этой «порче» драгоценных металлов узнало испанское правительство. Опасаясь возможности массовой подделки золотой монеты, оно решило уничтожать всю платину, добываемую совместно с золотом в колониальных владениях королевства. В 1735 году был издан декрет, предписывавший уничтожать всю добывающуюся в Колумбии платину. Этот декрет действовал несколько десятилетий. Специальные чиновники в присутствии свидетелей периодически бросали наличные запасы платины в реку.

В конце XVIII в. испанские короли сами стали «портить» золотую монету, подмешивая к ней платину.

Техническое использование платины

В 1752 году директор шведского монетного двора Шеффер объявил об открытии им нового химического элемента - платины. Спутники платины - палладий, иридий, родий, рутений и осмий - были открыты значительно позднее, в XIX веке. Шесть перечисленных химических элементов, стоящих в восьмой группе периодической системы Менделеева, составляют группу, именуемую платиновыми металлами. Все эти металлы обладают многими сходными физическими и химическими свойствами и встречаются в природе большей частью совместно.

На заре внедрения платины в технику ученые занимались ею большей частью из одного любопытства, но по мере углубленного изучения свойств платины она довольно быстро начала находить широкое применение, особенно в химической промышленности. Оказалось, что платина растворима только в царской водке, нерастворима в кислотах и постоянна при накаливании.

Вслед за появлением первых образцов химической посуды, изготовленной из платины, ее начали применять для изготовления перегонных аппаратов для серной кислоты. С этого момента стал резко увеличиваться рост обработки платины, так как ею стали пользоваться в производстве кислотоупорной и жароустойчивой лабораторной химической аппаратуры, инструментов и различных приборов (тиглей, колб, котлов, щипцов и т. д).

В пирометрии используют исключительную устойчивость платины и ее сплавов к высоким температурам.

Ценные, а порой незаменимые свойства платины и палладия уже давно используются в каталитических процессах. Значительное количество платины расходуется на изготовление контакта для сернокислотных заводов, где она служит катализатором при окислении сернистого газа в серный ангидрид. Платина в виде сетки служит катализатором при окислении аммиака в аппаратах различных систем. Многочисленные органические синтезы также требуют применения платинового катализатора. Палладиевый катализатор применяется в производстве синтетического аммиака и при получении некоторых органических препаратов. В производстве синтетического аммиака по Габеру-Росеннолю применяется также осмий.

В электротехнике платиновые металлы, как правило, применяются в виде сплавов. Вот далеко не полный список деталей электроаппаратов, где используются платиновые сплавы: иглы для выжигания, приборы для электрических измерений, электроды (катоды и антикатоды для рентгеновских трубок), проволоки и ленты для сопротивлений электрических печей, контакты магнето (автомобили, двигатели внутреннего сгорания), контактные точки (телеграфия, телефония), наконечники громоотводов и т. д.

В электрохимии платина применяется при получении различных электролитических продуктов. Медицина и зубоврачевание являются одними из старейших потребителей платины. Отметим также применение платины для хирургии в виде наконечников приборов, служащих для прижигания, шприцев для впрыскивания и вливания и т. п.

Ювелирное искусство занимает ведущее положение как потребитель платины в виде сплавов. Платиновые оправы для драгоценных камней дают лучший блеск и более чистую воду, чем оправы из других благородных металлов.

Наконец, в виде солей платина и ее спутники требуются для фотографии, для изготовления лекарственных препаратов (соли родия и рутения) и для приготовления красок по фарфору (родий, иридий - черная краска, палладий - серебристая).

Платина используется и в военном доле, например для изготовления контактов, служащих для производства детонации при взрыве мин, и т. п.

Добыча платины

Первое место в мировой добыче платины принадлежит району Онтарио в Канаде. Здесь в 1856 году были открыты крупные месторождения медно-никелевых руд Сюдбери, в которых на ряду с золотом и серебром присутствует и платина.

До первой мировой войны канадская платина не привлекала к себе внимания, и практический интерес к ней возник только в 1919 году, когда вследствие гражданской войны на Урале добыча русской платины сильно упала, и мировой рынок стал ощущать большой недостаток в этом ценном металле. С 1919 года шламы медно-никелевого производства Сюдбери стали подвергать тщательной переработке с целью извлечения металлов платиновой группы, тем более что себестоимость попутной добычи платины и ее спутников очень низка.

Второе место в мире по добыче платины занимает Россия. Заметные количества платины добываются в Колумбии. Из других стран, производящих платину, можно указать Эфиопию и Конго. Добытая непосредственно из недр платина, а также платина, полученная из руд, подвергается специальной обработке или аффинажу. Аффинаж состоит из обычных процессов, применяемых в небольших масштабах в практике аналитических лабораторий - растворения, выпаривания, фильтрования, осаждения и т. д. В результате этих операций получается чистая платина и раздельно ее спутники.

Месторождения платины в России

Главной платиноносной провинцией Урала является западная зона глубинных изверженных пород, непрерывно прослеживающихся на протяжении 300 км в области Среднего Урала. Месторождения платины в этой зоне связаны, главным образом, с изверженными породами. При выветривании и разрушении этих пород и при перемывании продуктов выветривания реками образуются чисто платиновые россыпи, представляющие исключительную особенность Урала и давшие главную массу добытой до сих пор платины.

В области восточной зоны глубинных изверженных пород находится ряд менее ценных месторождений платины. Здесь платина встречается совместно с золотом и осмистым иридием. Благодаря разрушению и размыванию этих пород образуются смешанные золото-платиновые и золото-осмисто-иридиево-платиновые россыпи, менее ценные с точки зрения добычи платины, которая является здесь лишь примесью к золоту.

Уральская платина до войны 1914-1918 гг. занимала первое место на мировом рынке. В первой половине XIX в. (с 1828 по 1839 г.) в России из уральской платины чеканилась монета. Однако чеканка такой монеты была прекращена вследствие неустойчивости курса на платину и ввоза в Россию поддельной монеты.

Несмотря на то, что в России аффинажем платины начали заниматься тотчас же после открытия на Урале платиновых месторождений. до революции количество перерабатывавшейся в нашей стране платины составляло всего 10-13% добываемого металла. Большая часть сырой платины и полупродукты аффинажа вывозились за границу.

В Москве уже боле 100 лет существует аффинажный завод, где занимаются механической переработкой аффинированной платины и сплавов. Здесь же производят ковку, прокатку, протяжку проволоки, изготовление химической посуды, сетки электродов, контактов, пирометров, электронагревательных приборов и других изделий.

Отсутствие платиновых руд и низкое содержание в них металла, отсутствие крупных месторождений и отсюда очень высокая стоимость металла в значительной степени ограничивают практическое применение платины.

С первой четверти XIX века применялась в России в качестве легирующей добавки для производства высокопрочных сталей

Платина применяется в ювелирном и зубоврачебном деле, а также в медицине.

Изготовление миниатюрных магнитов огромной силы (сплав платина-кобальт, ПлК-78).

В нефтеперерабатывающей промышленности с помощью платиновых катализаторов на установках каталитического риформинга получают высокооктановый бензин, ароматические углеводороды и технический водород из бензиновых и лигроиновых фракций нефти.

Специальные зеркала для лазерной техники.

Чрезвычайно долговечные и стабильные электроконтакты и сплавы для радиотехники (ПлИ-10, ПлИ-20, ПлИ-30 (платина-иридий).

Перегонные реторты для производства плавиковой кислоты.

Электроды для получения перхлоратов, перборатов, перкарбонатов, пероксодвусерной кислоты (фактически на платине держится все мировое производство перекиси водорода: электролиз серной кислоты - пероксодвусерная кислота - гидролиз - отгонка перекиси водорода).

В автомобильной промышленности платину также используют каталитические
свойства этого металла - для дожигания и обезвреживания выхлопных газов,
с целью оснащения автомобилей специальными устройствами по очистке
выхлопных газов от вредных примесей.

Нерастворимые аноды в гальванотехнике.

Анодные штанги для защиты от коррозии корпусов подводных лодок.

Нагревательные элементы печей сопротивления.

Незначительная часть платины идет в медицинскую промышленность. Из платины и ее сплавов изготовляют хирургические инструменты, которые, не окисляясь, стерилизуются в пламени спиртовой горелки. Некоторые соединения платины используют против различных опухолей.

Соединения платины (преимущественно, тетрахлорплатинаты) применяются, как цитостатики («цис-платина»). Однако в настоящее время имеются более эффективные противораковые лекарственные средства.

Большинство ювелирных изделий из платины содержат 95% чистого металла. В ней очень мало примесей, поэтому изделия из платины с течением времени не тускнеют, не утрачивают свой цвет и блеск.

Ежегодно мировая ювелирная промышленность потребляет около 50 тонн платины. До 2001 года большая часть ювелирных изделий из платины потреблялась в Японии. С 2001 года на долю Китая приходится примерно 50 % мировых продаж. В 1980 г. Китай потреблял около 1 % ювелирных изделий из платины. В настоящее время в Китае ежегодно продаётся около 10 млн изделий из платины общей массой около 25 тонн.

Большинство ювелирных изделий из платины содержат 95% чистой платины. В ней очень мало примесей, поэтому изделия из платины с течением времени не тускнеют, не утрачивают свой цвет и блеск.

Платина более долговечна по сравнению с другими драгоценными металлами благодаря своей плотности и весу. Как и на других металлах, на ней могут появляться царапины, но металл при этом только сместится, а не потеряется, как при царапании золота. Ювелир сможет отшлифовать изделие, и оно при этом не потеряет в весе.

Еще одно свойство – пластичность – позволяет ювелирам делать такие аксессуары из платиновой сетки, которые не могут быть выполнены из других драгоценных металлов.

Для ювелирных целей платину производят в виде гранул – так её удобнее взвешивать для изготовления сплава. Можно заметить, что в отличие от гранул золота, платиновые гранулы имеют неправильную форму и похожи на вытянутые капли. Возможно, из-за более высокой температуры плавления платины (почти на 700°C выше чем у золота), её капли затвердевают еще в полете, сразу после выливания металла из тигля, и не успевают принять шарообразную форму.

Платина, золото и серебро - основные металлы, выполняющие монетарную функцию. Однако платину стали использовать для изготовления монет на несколько тысячелетий позже золота и серебра.

Первые в мире платиновые монеты были выпущены и находились в обращении в Российской империи с 1828 по 1845 год. Чеканка началась с трехрублевиков. В 1829 г. «были учреждены платиновые дуплоны» (шестирублевики), а в 1830 г.- «квадрупли» (двенадцати-рублевики). Были отчеканены следующие номиналы монет: достоинством 3, 6 и 12 рублей. Трехрублевиков было отчеканено 1 371 691 шт., шестирубле-виков - 14 847 шт. и двенадцатирублевиков - 3474 шт.

В 1846 г. чеканка платиновой монеты была прекращена, хотя к этому году добыча уральской платины составила около 2000 пудов или 32 000 кг, из которых в монету было перечеканено 14 669 кг. Громадное количество платины, скопившееся на Петербургском монетном дворе частью в виде монеты, а частью в необработанном виде (по разным данным от 720 до 2000 пудов), было продано английской фирме Джонсон, Маттэ и Ко. В результате Англия, которая не добывала ни одного грамма платины, долго была в этой отрасли монополистом.

После 1846 года ни одна страна не позволяла себе «роскоши» вводить в обращение платиновые монеты. Выпускаемые разными странами в настоящее время платиновые монеты являются инвестиционными монетами. В период с 1992 по 1995 год инвестиционные платиновые монеты номиналами 25, 50 и 150 рублей выпускал Банк России.

Другие сферы применения платины

Известны платиновые зеркала, их получают путем нанесения тончайшего слоя платины на стеклянную поверхность. Платиновые зеркала устойчивы, не тускнеют, дают чистое изображение, а главное обладают замечательной особенностью - односторонней прозрачностью. Сущность явления состоит в том, что со стороны источника света зеркало непрозрачно и отражает находящиеся перед ним предметы, в то время как с теневой стороны оно прозрачно и через зеркало можно все видеть так же хорошо, как через чистое стекло. Благодаря этой особенности платиновые зеркала получили в одно время широкое распространение в США. Их вставляли вместо стекол в окна нижних этажей контор, машинописных бюро и других учреждений, а также и жилых помещений, вместо занавесей и экранов.

Есть у платины и еще одно ценное свойство: она хорошо впаивается в стекло, что важно при изготовлении стеклянных приборов. Принцип действия таких термометров сопротивления основан на способности платины изменять (увеличивать) электрическое сопротивление в строгой зависимости от повышения температуры. Если платиновую проволочку подключить к прибору, регистрирующему изменение сопротивления, то изменение температуры будет точно фиксироваться этим прибором. Шкалу прибора градуируют в градусах.

Использование платины в химии

Платиновые тигли используются, если необходимо провести реакцию при нагревании на воздухе (хотя их так же можно нагревать и в вакуумной печи). Если же хотят провести высокотемпературный синтез без доступа воздуха (или хотят "не упустить" газы, выделяющиеся в реакции) используют платиновые ампулы. В самом простом случае, это трубочка, заваренная с одного конца. Вещества помещают внутрь, второй конец ампулы сплющивают пассатижами и заваривают на кислородной горелке. После завершения синтеза, ампулу вскрывают и извлекают вещество. Фактически, она используется как одноразовая посуда, но, разумеется, платину затем можно очистить и снова сделать такую же ампулу.

Еще одно достаточно известное применение платины это материал для термопар. Точнее, она входит в состав платино-родиевого сплава, из которого делают проводники термопары. Вообще, типов термопар существует великое множество. Хромель-алюмелевые, медно-константановые, вольфрам-рениевые, нихром-никелевые и т.д. Но платино-платонородиевые больше всего подходят для использования в лабораторной практике, поскольку позволяют надежно измерять температуру на воздухе до значений в 1600 °C - 1700 °C.

Платиновые ампулы используют, когда необходимо провести синтез в замкнутом объеме, в атмосфере инертного газа или когда используются летучие вещества. Если надо провести синтез в потоке газа или наоборот, сжечь образец для проведения анализа.

Платина – лучший катализатор реакции окисления аммиака до окиси азота NO в одном из главных процессов производства азотной кислоты. Катализатор здесь предстает в виде сетки из платиновой проволоки диаметром 0,05...0,09 мм. В материал сеток введена добавка родия (5...10%). Используют и тройной сплав – 93% Pt, 3% Rh и 4% Pd. Добавка родия к платине повышает механическую прочность и увеличивает срок службы сетки, а палладий немного удешевляет катализатор и немного (на 1...2%) повышает его активность. Срок службы платиновых сеток – год-полтора. После этого старые сетки отправляют на аффинажный завод на регенерацию и устанавливают новые. Производство азотной кислоты потребляет значительные количества платины.

Платиновые катализаторы ускоряют многие другие практически важные реакции: гидрирование жиров, циклических и ароматических углеводородов, олефинов, альдегидов, ацетилена, кетонов, окисление SO 2 в SO 3 в сернокислотном производстве. Их используют также при синтезе витаминов и некоторых фармацевтических препаратов.

Не менее важны платиновые катализаторы в нефтеперерабатывающей промышленности. С их помощью на установках каталитического риформинга получают высокооктановый бензин, ароматические углеводороды и технический водород из бензиновых и лигроиновых фракций нефти. Здесь платину обычно используют в виде мелкодисперсного порошка, нанесенного па окись алюминия, керамику, глину, уголь. В этой отрасли работают и другие катализаторы (алюминий, молибден), но у платиновых – неоспоримые преимущества: большая активность и долговечность, высокая эффективность.

Аппаратура для получения многих особо чистых веществ и различных фторсодержащих соединений изнутри покрыта платиной, а иногда и целиком сделана из нее.

Платина — химический элемент, металл (формула платины – Pt), и притом очень редкий. Впрочем, это не отменяет широкого спектра его применения — от ювелирных изделий до кардиостимуляторов.

Платина – драгоценный металл, который входит в так называемую переходную группу, составляя компанию золоту, серебру и меди. По своей атомной структуре платина способна легко связываться с другими элементами.

История открытия и происхождение названия металла

Первое упоминание о данном веществе относится к 1557 году, когда итальянский врач и гуманист Юлий Цезарь Скалигер описал металл, найденный им в Центральной Америке. Расплавить этот металл существовавшими в те времена средствами и способами, которые были доступны испанским конкистадорам, не удалось. Поэтому Скалигер назвал новое химическое вещество платиной, что можно перевести как «маленькое серебро» или даже «серебришко».

В этом названии были отражены как цвет металла (серебристо-белый), так и его практическая бесполезность людям той эпохи. Поэтому вначале древние металлурги в Египте и Америке использовали металл для изготовления ювелирных и декоративных изделий, смешивая его с более легкоплавким золотом. Возможно, поэтому металл довольно долго называли белым золотом. Аналогии были очевидными — он, как и золото, оказался чрезвычайно устойчивым к потускнению и коррозии. С другой стороны, элемент является весьма пластичным и податливым: его легко можно деформировать, протягивать в проволоку и т.д. Наконец, платина — полноправный благородный металл, поскольку не окисляется, и не подвергается воздействию обычных кислот.

Нахождение в природе. Изотопы

Мировые запасы платины невелики. Содержание металла в земной коре составляет 5 · 10-7 мас.%. Он встречается как в чистом виде, так и в соединениях. Наиболее важными минералами являются поликсен, который содержит 6…10 % железа, а также палладиевая платина, ферроплатина, иридоплатина, сперрилит PtAs2, а также ряд более сложных химических соединений, включающих в себя , серу, палладий. Наиболее известным из таких минералов является брэггит. Он встречается вместе с и железными пиритами в контакте с золотой рудой, кристаллизуясь в кубической или, что реже, в октаэдрической форме. Брэггит обладает металлическим блеском и содержит также следы родия и сурьмы.

К настоящему времени учёными открыто довольно много изотопов данного элемента: 6 природных и 37 искусственных. Наиболее распространенные изотопы:

1. Pt195 (33,83 % от общего количества).
2. Pt194 (32,97 % от общего количества).
3. Pt196 (25,24 % от общего количества).
4. Pt198 (7,16 % от общего количества).
5. Pt192 (0,78 % от общего количества).
6. Pt190 (0,01 % от общего количества).

Месторождение

Добыча платины в мире сосредоточена в Южной Африке (80 % от общемирового объёма добычи), России и Канаде. В Европу латиноамериканская платина попала только в 1735 году. Металл также был обнаружен в Бразилии в минерале сиенит, где он находится вместе с золотом.

Где добывают платину? Среди наиболее крупных месторождений:

• Уральские аллювиальные отложения, обнаруженные в районе Нижнего Тагила;
• Лапландские копи (Финляндия), где металл находится в связанном состоянии вместе с алмазами;
• Месторождения в канадских провинциях Онтарио и Британская Колумбия, а также на обширных территориях, примыкающих к долине реки Юкон.

Месторождения платины в России, кроме Урала, имеются также за Полярным кругом, в районе Норильска. Странами по добыче платины формально считаются также Германия (долина Рейна), Индонезия (остров Борнео), в Испания, Ирландия, США, Австралия и Новая Зеландия. Объём добычи там невелик и пока не имеет мирового экономического значения.

Из экзотических способов получения стоит упомянуть метеоритное железо, в котором часто содержится данный металл.

Технологии добычи и получения

Как добывают платину? Способ добычи определяется формой нахождения платины в природе, в исходном сырье. Например, преобладающая часть платиновой руды, добываемой в Британской Колумбии — грубая и имеет вид самородков, которые обнаруживаются на сравнительно небольших площадях. Самородки в своём весе редко превышают половину унции (14 граммов). Большая часть металла встречается в небольших зернах, которые производителями платины разделяются на магнитные и немагнитные. Последние составляют большую долю от общего количества.

Чистый металл часто содержит следы никеля, о чем свидетельствуют спектрохимические исследования образцов из России, Испании и Америки. Например, при добыче платины в России образцы из Китлима содержат не менее 0,1% никеля, а в нижнетагильском магнитном сырье присутствует до 0,75% никеля.
Физические свойства

Элемент является одним из самых плотных – 21 450 кг/м3, что более чем в 21 раз превышает плотность воды или в 6 раз — плотность алмаза. Среди основных свойств данного металла:

1. Атомный вес — 195,1.
2. Температура плавления -1768,4 0С.
3. Температура кипения — 3825 0C.

Для промышленного применения имеют значение магнитные свойства данного металла. Немагнитная форма встречается чаще, она обладает повышенной плотностью. Магнитные свойства определяются наличием . Интересно, что некоторые образцы уральской платины притягивают железные опилки сильнее, чем обычный магнит.

Химические свойства

Первые химические исследования были проведены ещё в 1741 году британским ученым Чарльзом Вудом. Именно он впервые назвал данный элемент металлом (восьмым по счёту среди известных к тому времени), и описал некоторые характеристики платины.

Реакционная способность

История платины включает проверку на «благородность». Металл прошёл её благодаря исследованиям британских химиков Уильяма Уолластона и Смитсона Теннанта. В начале XIХ века они попытались растворить очищенную платину в смеси азотной и соляной кислот. После того, как металл была отделён от остальной части раствора, в отходах были обнаружены палладий, родий, осмий, иридий, а позже – и рутений. Характерно, что и в наши дни добыча ведётся по аналогичной технологии: образцы, содержащие элемент, растворяют в кислотной среде, отделяют от остальной части раствора и побочных продуктов и плавят при очень высоких температурах для получения чистого металла.

Платиновые цилиндры долго использовались в качестве международного стандарта для измерения веса. Ныне металл применяется для создания высокопрочных деталей для различных машин, инструментов и ювелирных изделий. Вследствие очень низкого уровня реактивности элемент используется в некоторых противораковых препаратах.

Согласно последним данным, около половины онкопациентов используют платиносодержащие препараты, поскольку противоопухолевые свойства платины уже хорошо изучены. Металл также используется в кардиостимуляторах, зубных коронках, и других устройствах из-за своей высокой стойкости к коррозии от жидкостей, образующихся в организме человека, и отсутствия реактивности к функциям жизнедеятельности.
Где ещё используется платина? В сочетании с кобальтом этот металл применяется для создания сильных постоянных магнитов, которые используются в часовых механизмах, двигателях, медицинском оборудовании.

Примерно треть мирового объёма потребления платины как драгметалла приходится на ювелирное дело. В частности, большинство крупных алмазов вставляются именно в платиновые корпуса.

Катализаторы

Почти половина добываемой платины используется в каталитических конвертерах — узлах автомобиля, которые уменьшают токсичность выхлопных газов до приемлемых значений. Они могут выдерживать высокие температуры, необходимые для реакций окисления, в ходе протекания которых и снижается токсичность выбросов. Кроме того, платина используется в качестве катализатора при производстве удобрений, пластмасс и бензина.

Монетарные функции. Знаки отличия

Поскольку платина – драгоценный металл, то во многих странах её хранят в форме слитков, которые можно использовать в целях межбанковских платежей. Производятся также памятные знаки. Вместе с тем, из-за ограниченности запасов объём производства таких предметов, в сравнении с золотом или серебром, невелик.

Цена платины и прогноз на 2018 год

Годовая добыча не превышает 120…130 т. Инвестиционная активность на рынке определяется значительными ценовыми колебаниями (см. ?). Сколько стоит платина? Начиная с февраля 2018 г. стоимость платины падает, и, по оценкам специалистов, прогнозируется на уровне 29…32 за грамм. Впрочем, курс платины и динамика цен в течение последних лет носят сезонный характер: к лету стоимость металла обычно возрастает. Прогноз по платине на 2018 год свидетельствует, что инвестиционные риски от вложения средств достаточно высоки: за последние 6 лет цена грамма данного металла снизилась почти вдвое: с 59 до 31 долларов США за грамм.

Интересные факты:

1. Самый большой, найденный когда-либо самородок платины весил 7837 г.
2. В своих исследованиях Вуд опирался на конфискованные британским флотом документы испанского ученого и военно-морского офицера Антонио де Уллоа, которые датируются 1735 годом.
3. Впервые элемент обнаружили в аллювиальных отложениях реки Пинто, которая протекает по территории Колумбии.

Платина – редкий блестящий металл серебристого цвета. Занимает особое место среди остальных благородных металлов, являясь обычно более дорогим, чем золото и серебро.

Это обусловлено тем, что добыча платины – крайне трудоемкий процесс и этот металл встречается очень редко. К примеру, для получения одной унции золота достаточно очистить три тонны руды, а, чтобы извлечь аналогичное количество платины, нужно обработать до десяти тонн породы.

История использования металла

Платина была известна еще до нашей эры. Ее использовали в Древнем Египте для изготовления разнообразных украшений. Также она была распространена в племенах инков, но со временем была забыта. На фото можно увидеть платиновые изделия, обнаруженные археологами:

Только спустя долгое время открытие этого вещества произошло благодаря испанским путешественникам, осваивавшим Южную Америку. Изначально ее не оценивали по достоинству, что видно из названия. «Platina» в переводе с испанского можно сформулировать как «маленькое серебро».
Соответственно и ценилась платина намного меньше, чем драгоценные металлы. Нередко ее даже считали недозревшим золотом или неправильным серебром (благодаря цвету) и попросту выбрасывали. Она отличается тугоплавкостью и высокой плотностью. Поэтому считалась непригодной для какого-либо использования.

Однако потом было обнаружено интересное свойство – этот драгоценный металл имеет способность легко сплавляться с золотом. Ювелиры взяли это на вооружение и активно стали примешивать платину в золотые изделия, понижая тем самым стоимость их изготовления. Причем делалось это настолько искусно, что обнаружить подделку было практически нереально. Из-за высокой плотности платины даже малый ее объем увеличивал вес готового изделия, но это компенсировалось добавлением в сплав некоторого количества серебра, что не влияло на цвет. Такое мошенничество было все же распознано, и ввоз драгоценного металла в Европу на некоторое время был запрещен законом.

В качестве самостоятельного химического элемента платина была признана лишь в середине восемнадцатого столетия. Тщательное изучение ее качеств позволило найти первое применение этого металла.

Физические и эксплуатационные свойства платины, особенно сопротивление различным воздействиям и высокая плотность, послужили основой для того, чтобы изготавливать из нее полезное оборудование. В частности, платиновые реторты успешно применялись для концентрирования едкой серной кислоты.

Делались такие сосуды изначально с помощью ковки либо прессования, так как в те времена научный прогресс не мог обеспечить необходимую температуру в печах для плавления. К концу девятнадцатого века удалось расплавить платину, применив для этого пламя, возникающее при горении гремучего газа.

Платина в России

История этого благородного металла в России берет свое начало в 1819 году, когда он был впервые найден на Урале, недалеко от Екатеринбурга. Через пять лет залежи платины были найдены в Нижнетагильском округе. Россыпи оказались такими обильными, что Россия стремительно стала лидером по добыче во всем мире.

На фото можно увидеть крупнейший самородок, добытый на этих месторождениях:

Его вес составлял 12 кг (к сожалению, позднее он был переплавлен).

Уральская платина активно выкупалась иностранными компаниями, особенно возрос экспорт после того, как был разработан промышленный метод очистки ее от примесей и создания чистых слитков серебристого цвета. Изначально за рубежом она пользовалась огромным спросом в Англии и Франции, позднее к ним присоединились США и Германия.

В процессе исследований ученые обнаружили некоторые элементы, входящие в состав самородной платины. Первыми пополнили периодическую таблицу Менделеева палладий и родий, позже были выделены иридий и осмий. И заключительным элементом, входящим в платиновую группу, стал рутений, обнаруженный в 1844 году.

В связи с тем, что объемы добываемой платины на Урале были чрезвычайно высоки и большая часть металла просто не находила достойного применения, в 1828 году было принято решение о выпуске платиновых монет. На фото изображены первые монеты из этого драгоценного металла российского производства.

К тому времени уже был найден способ изготавливать различные изделия высокого качества. Этот метод, получивший название порошковой металлургии, широко используется и в наши дни. На данный момент русские монеты 19 века из платины имеют колоссальную ценность. Стоимость одного экземпляра может доходить до 5000 долларов США.

Для изготовления ювелирных изделий большая часть добытой платины использовалась вплоть до середины двадцатого столетия, после чего ее стали употреблять чаще в технических целях. Она применяется в следующих отраслях:

• Автомобилестроение (для изготовления катализаторов);
• Электротехника (создание элементов для электропечей, подвергающихся воздействию высоких температур);
• Нефтехимический и органический синтез;
• Синтез аммиака.

Также она применяется в изготовлении деталей стекловаренных печей, разнообразного лабораторного оборудования, аппаратуры для производств, где необходимо сопротивление химическим и температурным воздействиям.

Основные свойства

Нередко можно услышать мнение, что платина и белое золото – одно и то же. Но на самом деле такое утверждение в корне неверно, они схожи лишь цветом.

Платина – химический элемент таблицы Менделеева (естественной классификации элементов по электронной структуре атомов), со своими характерными свойствами. Хотя на фото можно заметить некоторое сходство с белым золотом по внешнему виду.

Она представляет собой драгоценный металл серебристого цвета, но выглядит все же несколько иначе, нежели серебро. Отличается от других также своими характеристиками и способами применения.

Физические и химические свойства платины

Этот элемент является тугоплавким металлом с высокой плотностью, для ее плавления необходима температура 1769 градусов по Цельсию, а для закипания – 3800 градусов, что обусловлено низкой удельной теплопроводностью.

Также это один из самых тяжелых металлов в таблице Менделеева. По этому показателю его превосходят лишь два других элемента платиновой группы – осмий и иридий. Плотность в обычных условиях составляет 21,45 грамма на квадратный дециметр. Удельный вес – 21,45 грамма на кубический сантиметр. Этот показатель выше, чем у золота и практически в два раза превосходит удельный вес серебра.

Твердость платины – это еще одно качество, благодаря которому она получила свое применение в промышленности и ювелирном деле. Сопротивление различным внешним воздействиям делает процесс обработки и изготовления изделий более трудоемким, но ее эксплуатационные свойства с лихвой компенсируют такие неудобства.

К примеру, ювелирные украшения могут быть выполнены целиком из чистой платины, в то время как золото и серебро требуют в составе примесей иных материалов для обеспечения прочности.

Также стоит отметить высокую пластичность этого металла. Из него можно изготовить тончайший лист фольги или легкую проволоку, при этом не потеряв основных свойств.

Платина входит в состав группы благородных металлов, так как не имеет способности к окислению и оказывает сопротивление коррозии. Высокая инертность металла не позволяет взаимодействовать с кислотами или щелочами. Может быть растворена только в «царской водке» и жидком броме, подвержена растворению при длительном воздействии горячей серной кислоты.

При нагревании данного вещества возрастает возможность взаимодействия с иными химическими элементами, веществами и сплавами. Увеличение температуры позволяет получить оксид платины, образующийся на поверхности металла. Существует несколько его разновидностей, которые легко отличить по цвету.

Самыми известными являются:

• Черный PtO (темно-серого цвета);
• Оксид платины PtO2 (коричневого цвета);
• Оксид PtO3 (красно-коричневого цвета).

Быстрота и степень окисления этого металла напрямую зависит от того, насколько свободно кислород поступает к поверхности и каково его давление. Препятствием к окислению могут послужить иные металлы, расположенные на поверхности платины. Поэтому наибольшее окисление следует ожидать от чистого металла без каких-либо примесей.

В зависимости от конкретного соединения платина может демонстрировать различную степень окисления. Этот показатель варьируется от 0 до +8.

Обладая достаточно низким удельным сопротивлением, этот металл является неплохим проводником, уступая в этом свойстве алюминию, меди и серебру. Показатель удельного сопротивления близок к железу.

Соответственно, удельная проводимость платины (величина, обратная удельному сопротивлению) занимает аналогичное положение среди других элементов таблицы Менделеева. Так как она является проводником, ее удельное сопротивление возрастает по мере нагрева, а удельная проводимость, наоборот, падает. Такое свойство обусловлено тем, что частицы в составе платины начинают двигаться в хаотичном порядке при возрастании температуры. А это, в свою очередь, создает препятствия для прохождения электрического тока.

Одним из наиболее важных качеств, которое широко используется в производстве, является свойство этого благородного металла выступать в качестве катализатора многочисленных химических реакций. Обычно применяется в сплаве с родием либо как платиновая чернь – тонкий порошок характерного черного цвета, получаемый в результате восстановления соединений.

Довольно широко распространены в настоящее время платиновые термометры сопротивления (проиллюстрированы на фото). Это обусловлено тем, что это вещество практически не подвержено коррозии, имеет высокую степень пластичности, инертности и дает возможность использовать чистый металл для производства. Немаловажную роль играют и такие качества, как высокое удельное сопротивление и значительный температурный коэффициент сопротивления.

Вывод

Большинство людей представляют себе платину как очень дорогой металл серебристо-белого цвета, который используется для изготовления ювелирных изделий. Однако благодаря своим многочисленным свойствам она получила широкое распространение в различных сферах деятельности человека, от медицины до автомобилестроения.

Хотя за всю историю эксплуатации платины она никогда не использовалась в качестве денег, инвестиции в платину считаются достаточно выгодным видом вложений. Одна унция этого металла превосходит в стоимости аналогичное количество золота на 270$. Если постоянно следить за курсом драгоценных металлов, то можно получить неплохую прибыль.