С чем реагирует платина в обычных условиях. Платина свойства, добыча и применение

Самый недооцененный из тройки всем известных благородных металлов – это платина . Ничего удивительного в этом нет: платиновый самородок черен и неказист, и всякий нашедший его – перешагнет и пойдет дальше.

В рудах платина и золото частенько сопутствуют друг другу. Однако золотодобытчики прошлого, выплавляя золото, попросту выбрасывали кусочки невзрачного металла. Вместе с золотом и серебром платина не плавилась; под молотом на наковальне становилась тверже; по виду слегка напоминала серебро – но грязное, негодное...

Словом, ненужная примесь шла в отходы. Да и было-то ее совсем немного! Настолько немного, что европейские литейщики благородных металлов даже о существовании платины как отдельного элемента Вселенной не догадывались вплоть до середины ΧVΙΙΙ века. В отличие от инков...

Запутанная история драгоценного металла

О происхождении платины и металлов платиновой группы современным ученым известно из спектрографических наблюдений масштабных космических катастроф. Тяжелые металлы, в том числе серебро, золото, платина и платиноиды – , и , - появляются в межзвездном пространстве в результате реакций синтеза, сопровождающих взрывы сверхновых и столкновения массивных старых звезд.

Распыленная звездная субстанция конденсируется в пыль. Гравитационные флуктуации формируют более или менее массивные комки материи. Разными путями межзвездное вещество, некоторую часть которого составляют благородные металлы, попадает на поверхность планет. Где и рассеивается в толще коры...

Процессы эрозионного разрушения коренных пород планеты с переформированием осадочных и метаморфических наслоений позволяют тяжелым металлам сконцентрироваться в месторождения. Редкие и немногочисленные – если говорить о платине и металлах платиновой группы.

Платина и платиноиды на Земле

В земной коре платины немного. Всего-то 0,0000005% (пять десятимиллионных процента) от массы Земли. Что не мешает заинтересованным в платине промышленникам добывать по 200 тонн благородного металла ежегодно.

Разведанные запасы платины оцениваются в 80 тысяч тонн, причем основные месторождения располагаются на территории пяти государств. ЮАР и Зимбабве, Россия и Китай, США сосредотачивают примерно девять десятых мирового запаса платины. Канада, Южная Америка и прочие страны владеют мелкими месторождениями.

Впрочем, имеются оценки, позволяющие 90% сырой платины относить к южноафриканским копям. Что, конечно же, указывает не столько на исключительность южной Африки, сколько на недостаточность геологической разведки недр остальной части Земли.

Природные соединения платины

Чистая платина в природе встречается нечасто. Самородная платина – это, как правило, смесь нескольких металлов с преобладанием собственно платины. Наиболее типичные из соединений определяются как минералы.
В поликсене – от 80 до 88% платины и около 10% железа. Купроплатина, помимо благородного металла, содержит до 14% меди и примерно столько же железа. Хорошо известна никелистая платина (находящаяся в жильных залежах в смеси с железом, медью и никелем).

Случается платине соединяться и с серой (минерал куперит), и с мышьяком (сперрилит), и с сурьмой. Однако гораздо чаще природная платина встречается в соединении с палладием или иридием. Остальные металлы платиновой группы присутствуют в рудах в незначительных, как правило, концентрациях.

Особо крупных самородков платины в природе не обнаружено. Не слишком впечатляющие внешне, в Алмазном фоне России хранятся платиновые самородки массой в 5918 г и 7860 г. Найдены они на рассыпных месторождениях Кондер (Хабаровский край) и Исовский прииск (Урал).

История освоения богатства

Встречавшаяся в россыпях издревле, платина не интересовала европейцев. Наиболее практично поступали народы северной Азии, использовавшие платиновую зернь в качестве дроби или картечи. Однако южноамериканские племена инка и чибча, добывавшие в Андах немало золота и серебра, к платине относились с большим пиететом. Не умея толком обработать тугоплавкий металл, они хранили платину как дар богов, и использовали ее в культовых ритуалах.

Испанцы, презрительно обозвавшие новый для себя металл «серебришком», сообразили как при помощи платины фальсифицировать золото. Очень выгодно взять по бросовой (вдвое дешевле серебра) цене платину, и добавить ее в золотой сплав. Примешанная к золоту в относительно небольших количествах, платина не меняет цвета сплава. Зато позволяет сэкономить дорогой материал!

Вот почему испанские власти платину приказали топить: частью прямо в Колумбии, частью уже в Испании. И топили, пока мадридский двор сам не решил подзаработать фальшивомонетчеством. Глядя на фокусы власть предержащих, естествоиспытатели заинтересовались новым металлом, и, проведя ряд исследовательских опытов, сначала в 1750-м, и повторно аж в 1803-му году выделили из разрозненных образцов чистую платину.

Понадобилось еще 30 лет, чтобы Джулиус Скалигер, химик из Италии, привел неопровержимые доказательства: платина – химический элемент, а не грязное золото или испорченное примесями серебро. Впрочем, у Скалигера были предшественники, утверждавшие то же самое за 80 лет до него – но наука тех лет большой спешностью не отличалась. Фактически признание к платине пришло лишь в ΧΙΧ веке.

Английский инженер Уильям Уолластон (открывший родий и палладий) предложил изготавливать из платины сосуды для производства концентрированных кислот. Предложение оказалось дельным, и спрос на металл возрос.

Россия, обладавшая на тот момент сравнительно богатыми месторождениями платины, через десять лет после начала добычи благородного металла стала чеканить из него монету. Практического применения драгоценному металлу в России долго не находилось, и все припасы (более 16-ти тонн очищенной платины) в 1867-м году были проданы Англии.

Как это случалось и раньше, и позже, и не с одними только российскими правителями, потенциала своей «синицы в руках» они просто не рассмотрели.

Физико-химические свойства платины

По внешнему виду платина напоминает серебро, однако темнее и тусклее него. Цвет платины характеризуется как серовато-белый, в соединениях чистота окраски снижается. Температура плавления высока: 1768,3°C. Твердость не превышает трех с половиной единиц по Моосу. Кристаллическая структура платины – кубическая. В природе кристаллы платины встречаются в жильных месторождениях и самородках.

Платина химически устойчива, однако реагирует с горячей царской водкой. Растворяется в броме. При нагревании вступает в реакцию с немногочисленными металлами и неметаллами. Растворяет в себе молекулярный водород. Известна как активный катализатор процессов окисления и присоединения водорода. В частности, губчатая платина способна спровоцировать возгорание смеси водорода и кислорода при низкой температуре газов. До изобретения спичек широко выпускались зажигалки, использующие этот принцип.

Применение платины

В современных условиях спрос на платину растет, а ее использование интенсифицируется. До середины прошлого века не менее половины добываемой платины потреблялось ювелирами, еще несколько процентов – зубопротезистами и медиками.
Ювелирная платина (в особенности обработанная родием) – прекрасный материал для создания оправ бесцветных и белых камней, жемчугов, топазов, самоцветов с трудноуловимой окраской.

Главным потребителем ювелирной платины до последнего времени оставалась Япония (теперь ее сменил Китай): там кольца из платины столь же обычны, как и украшения из золота. В Китае ежегодно распродается до 25 тонн ювелирных изделий, выполненных из платины.

Рост спроса на ювелирную платину и металлы платиновой группы наблюдается и в Европе. Однако в России украшения из платины непопулярны: у нас находит сбыт лишь 0,1% общемирового объема платиновых изделий.

Львиная доля (не менее 90%) добываемого металла уходит в промышленность. Из платины производятся приспособления для химической индустрии: лабораторная посуда и оборудование, фильтры, электроды. Не менее половины технической платины идет на производство всевозможных катализаторов, в том числе и автомобильных.

Не обходится без платины и электротехника, и стекольное производство. Платиновые или платинированные контакты не боятся разрядных дуг. Фильеры из платины используются для получения стекловолокна.

Космическая отрасль без стабильности платины как электропроводящего, коррозиеустойчивого и термостойкого материала вряд ли бы достигла современных высот. Один из эталонов массы изготовлен из сплава платины с иридием: это – цилиндр высотой в 39 и диаметром тоже в 39 миллиметров.

Используется платина и как металл банковский: стоимость платины стабильно высока, прирост цены постоянен; как объект инвестирования этот благородный металл весьма выгоден!

Не находившая применения в прошлом, сегодня платина востребована как никогда. И если за гипотетическими золотыми астероидами посылать космические тягачи человечество то ли хочет, то ли не хочет, то за небесным телом из платины экспедицию снарядят без раздумий: настолько полезны уникальные свойства благородного металла.

Считается, конечно же, платина. По распространенности в земной коре она является одним из наиболее редких элементов. В чистом виде платина практически не встречается и стоит очень дорого. Несмотря на это, в разных сферах народного хозяйства действительно очень широко. В некоторых случаях этот металл может быть даже и незаменимым.

История открытия

Все найденные на сегодняшний день самородки платины предоставляют собой ее сплавы с иридием, палладием, осмием, железом и родием. Иногда также встречаются соединения этого металла с никелем или медью. Собственно сама платина в чистом виде представляет собой металл блестящего бело-серебристого оттенка. Своим названием она обязана испанским конкистадором, завоевавшим Южную Америку. Внешне платина очень сильно похожа на серебро, но отличается гораздо большей тугоплавкостью. Испанские конкистадоры, о бнаружившие в Южной Америке металл, похожий на серебро, сначала просто выкидывали его. При этом завоеватели презрительно называли его platina , что в переводе означает «серебришко».

У нас в стране платина была обнаружена в 1819 г. Промышленная ее добыча началась уже спустя пять лет. Изначально ограничивалось в России в основном лишь металлургией. Использовали ее в качестве добавки при производстве высококачественных сталей. Однако в 1828 г. платина нашла и еще одно применение. Тогда п о указу царя монетный двор России начал чеканку денег из этого металла .

В чистом вид е платина была получена только в 1859 году химиком Девелем. Первоначально она в России добывалась исключительно на Верх-Исетском, Билимбаевском и Невьянском приисках. В 1824 году были открыты и другие богатые ее месторождения.

Химические и физические характеристики

Платина — металл, о тносящийся к группе 6-го переходного периода Основными ее свойствами являются:

тугоплавкость;

труднолетучесть;

способность кристаллизоваться в кубические гранецентрированные решетки.

В горячем виде платина хорошо сваривается и прокатывается. Также этот металл может довольно сильно поглощать кислород. Ниже в таблице представлены основные характеристики платины:

Широкое едицине и других отраслях народного хозяйства оправдано, помимо всего прочего, и химической ее устойчивостью. Растворяется этот металл только в и в броме. При нагревании платина может вступать в реакцию лишь с немногочисленной группой веществ.

Основные сферы использования платины

Применение платины в ювелирной промышленности оправдано прежде всего ее благородством, редкостью и красотой. Именно таким образом вплоть до середины прошлого века в основном и использовался этот металл. Лишь несколько процентов от всего добываемого объема платины применялось медиками и зубопротезистами. Сегодня рост спроса на этот благородный металл неуклонно растет. Уникальные физические и химические свойства платины, помимо ювелирного производства, делают ее необыкновенно востребованной в самых разных областях промышленности и народного хозяйства:

в медицине;

космической отрасли;

химической индустрии;

авиа- и судостроении;

в стекольной промышленности;

в технике.

Применяется этот благородный металл, конечно же, и в банковском деле.

Использование платины в ювелирной промышленности

Разумеется, наиболее широко этот металл применяется для изготовления разного рода украшений. Ежегодно в мировой ювелирной промышленности используется около 50 тонн платины. Изготавливаться из этого металла могут самые разные украшения. Кольца из платины, равно как и цепочки, серьги, браслеты и колье, не только красивы, но и долговечны.

Наибольшей популярностью в ювелирной промышленности пользуется металл 950-й пробы. В такой сплав входит 95 % собственно самой платины и 5 % иридия. Металл подобного состава отличается высокой степенью упругости и твердости. Цепочки, браслеты и в сплаве с иридием способны прослужить максимально долго.

Применение при производстве азотной кислоты и других химических веществ

В технике платина используется в основном как катализатор. Именно этот металл является лучшим окислителем аммиака до NO при производстве азотной кислоты. Используют его в данном случае обычно в виде сетки из проволоки диаметром 0,05-0,09 мм . При чаще всего применяется не платина в чистом виде, а ее сплав с родием. Это позволяет немного удешевить катализатор, повышает его активность и увеличивает срок хранения.

Используется платина в технической промышленности, конечно же, не только при производстве азотной кислоты. Катализаторы из этого металла способны ускорять и многие другие химические реакции. Применяется платина, к примеру, при гидрировании ароматических и технических углеводородов, кетонов, ацетилена и т. д. Также этот металл используется в сернокислотном производстве для получения SO 3 или SO 2 .

Применение в нефтепереработке

На промышленных предприятиях этой специализации платина используется на самом деле достаточно широко. В данном случае ее также применяют в качестве катализатора. В нефтепереработке с помощью этого металла в специальных установках получают бензин. Конечно же, высококачественный. В нефтеперерабатывающей промышленности платину применяют не в виде сетки, а в виде мелкодисперсного порошка. Помимо бензина, с помощью этого металла получают также технический водород и ароматические углеводороды.

Конечно же, в нефтеперерабатывающей промышленности могут использоваться и другие катализаторы — молибден, алюминий и т. д. Однако платина в сравнении с ними имеет такие неоспоримые преимущества, как долговечность, большая активность и повышенная эффективность.

Применение платины в электротехнике и приборостроении

Одним из преимуществ этого металла является то, что он отличается стабильными электрическими и механическими свойствами. Это сделало платину необыкновенно востребованной в таких отраслях народного хозяйства, как:

радиотехника;

электротехника;

автоматика;

точное приборостроение.

Применение платины в электронике позволяет изготавливать качественные контакты высокоточных приборов. В этом случае металл обычно используют в сплаве с иридием. Очень часто, к примеру, платина идет на изготовление контактов печей сопротивления и разного рода работающих от сети устройств. Иногда в технике применяется также сплав этого металла с кобальтом. Такой материал используется при изготовлении магнитов, обладающих огромной силой притяжения при малых размерах.

Применение платины в автомобилестроении и космической отрасли

В этих областях народного хозяйства платина также нашла довольно широкое использование . В автомобилестроении этот металл чаще всего применяется в качестве катализатора в нейтрализаторах выхлопных газов. В этом случае его используют в качестве напылителя в керамических монолитах.

В космической промышленности и самолетостроении этот металл используют в основном для изготовления электродов топливных элементов. Подобным образом платина была применена, к примеру, во всех космических кораблях серии «Аполлон».

Использование в медицине

Применение платины в этой сфере позволяет сохранить жизни тысячам больных. Ценность этого металла в данном случае заключается в том, что аналогов ему в медицине не существует. Из платины, к примеру, изготавливают специальные хирургические инструменты, стерилизовать которые можно в пламени спиртовой горелки. При такой обработке они, в отличие от изготовленных из других металлов, не окисляются.

Платина, применение в медицине которой хирургией, конечно же, не ограничивается, может использоваться также в стоматологии, кардиологии и слухопротезировании. Часто, к примеру, она применяется в к ачестве напылителя при изготовлении инструментов, предназначенных для лечения зубов. В кардиологии и слухопротезировании используются электроды, изготовленные из ее сплава с иридием . Их применяют в основном для стимуляции сердечной деятельности. Также их часто используют и для изготовления имплантов, предназначенных для людей с тугоухостью.

Применение платины в стекольной промышленности

Платина — металл, пом имо всего прочего, широко используемый п ри производстве высококачественной оптики. Также ее в сплаве с родием часто применяют при изготовлении фильер стеклянного волокн а, толщина которого зачастую не превышает 1 мкм. Т акой металл способен легко выдерживать тысячи часов нагрева до 1450 С. Также сплав родия с платиной практически никак не реагирует на сильные перепады температур и стоек к коррозии.

Помимо всего прочего, этот металл также очень часто используется при производстве разного рода оборудования, предназначенного для изготовления высококачественного стекла. Такие механизмы не деформируются и не окисляются в процессе производства. Также они не реагируют и с самим изготавливаемым стеклом. Очень часто в этой отрасли промышленности применяются, к примеру, платиновые тигли. Именно в них делают широко известное и очень дорогое

Применение в химической индустрии

В данном случае платину также используют в основном для изготовления тиглей и другого лабораторного оборудования — чашек, термометров сопротивления и т. д. Применяются такие изделия в основном при изготовлении разного рода сверхчистых веществ. В полупроводниковых кристаллах не должно быть, к примеру, ни одного чужеродного атома на миллион собственных. Именно таких результатов и позволяет добиться использование платинового оборудования.

Вместо заключения

Применение платины в рассмотренных выше областях целесообразно и оправдано . Но конечно же, может использоваться этот металл и в других отраслях народного хозяйства. К примеру, часто из платины делают тигли, применяемые при выращивании кристаллов для лазеров и контактов в технике слабых токов. Также из этого металла изготавливают держатели стрелок компасов, используют его в антивозрастных косметических кремах и лосьонах, лекарствах против рака и т. д.

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.

Платина – это драгоценный металл, который обладает рядом уникальных свойств

В переводе с испанского слово «плата» означает маленькое серебро. Такое название этот металл получил из-за своего серовато-белого оттенка.

Платина имеет высокую плотность, что делает ее одним из самых тяжелых драгоценных металлов. Изделие, выполненное из платины, весит в два раза больше, чем серебряное. Платиновый кубик с длиной ребра 300 мм имел бы вес, равные 0,5тн.

Платина – довольно пластичный материал. Из небольшого кусочка платины, весом всего 30г, можно получить очень тонкую проволоку, которой можно было бы соединить германский город Кельн и столицу России Москву.

Платина является благородным металлом, не подвергается окислению и воздействию коррозии. Платина имеет еще одно хорошее качество – это твердость, что придает платиновым изделиям устойчивость к истиранию. Она устойчива к воздействию кислот и высоких температур. Имеет температуру плавления, равную 18430С.

Соединения платины в природе

В земной коре платины немного. В чистом виде платина встречается довольно редко. Чаще всего ее находят в соединении с редкими металлами, такими как и иридий. Остальные металлы, относящиеся к платиновой группе (рутений, осмий и родий), можно встретить в небольших концентрациях. Встречается и платина в виде соединений с медью, железом, хромом и никелем, а также серебром.

Платина в руде представлена маленькими зернами или вкраплениями. Особо крупных самородков в природе не обнаружено.

Область применения и история освоения платины

Первые месторождения платины были найдены на территории южной Америке в 18 веке.

Долгое время платина не вызывала интереса среди европейцев. Цена его была невысока.

Позже, познав уникальные свойства платины, люди стали его чаще использовать. Все это привело к росту цен на драгоценный металл.

В земной коре платина встречается в малом количестве. Поэтому цена ее высока. Так платиновый кубик с 300 мм длиной ребра имеет рыночную стоимость в размере 2,0 млн. долларов.

Платина в ювелирной промышленности

Среди ювелиров платина считается по праву королевой благородных металлов.

Сегодня украшение из платины является символом уверенности и солидности.

Платина сегодня применяется и как ювелирное украшение, и как надежный инвестиционный проект.

Высокая прочность металла повышают спрос на его производство. Обручальные кольца из платины – наиболее востребованное ювелирное украшение. Они не истираются. Их длительное ношение довольно редко вызывает аллергическую реакцию.

Стоимость грамма платины колеблется в пределах от 3,5 до 4,5 тыс. рублей.

Наряду с ювелирной областью платина незаменима при производстве высокоточной электронной техники и оборудования, используемого в научных исследованиях. Платина незаменима в приборах, предназначенных для точных измерений.

Металлы платиновой группы - это шесть благородных драгоценных химических элементов, которые расположены рядом в периодической таблице. Все они являются переходными металлами 8-10 групп 5-6 периода.

Металлы платиновой группы: список

Группа состоит из следующих шести химических элементов, расположенных в порядке возрастания атомного веса:

• Ru - рутений.
• Rh - родий.
• Pd - палладий.
• Os - осмий.
• Ir - иридий.
• Pt - платина.

Металлы платиновой группы обладают серебристо-белым оттенком, за исключением осмия, цвет которого голубовато-белый. Их химическое поведение парадоксально в том, что они обладают высокой устойчивостью к воздействию большинства реагентов, но используются в качестве катализаторов, легко ускоряющих или контролирующих скорость окисления, восстановления и реакций гидрирования.

Рутений и осмий кристаллизуются в гексагональную плотноупакованную систему, а другие обладают гранецентрированной кубической структурой. Это выражается в большей твердости рутения и осмия.

История открытия

Хотя платиносодержащие золотые артефакты датированы 700 г. до н. э., присутствие этого металла является, скорее, случайностью, чем закономерностью. Иезуиты в XVI веке упоминали серые плотные камешки, связанные с аллювиальными месторождениями золота. Эти камешки нельзя было расплавить, но они образовывали сплав с золотом, при этом слитки становились ломкими, и их уже было невозможно очистить. Камешки стали называть platina del Pinto - гранулы серебристого материала из реки Пинто, впадающей в Колумбии.

Ковкая платина, которую можно получить только после полной очистки металла, была выделена французским физиком Шабано в 1789 году. Из нее был сделан кубок, преподнесенный папе Пию VI. Об открытии палладия в 1802 году сообщил английский химик Уильям Волластон, который назвал хим. элемент группы платиновых металлов в честь астероида. Волластон впоследствии заявлял об обнаружении еще одного вещества, присутствующего в платиновой руде. Его он назвал родием из-за розового цвета солей металла. Открытия иридия (по имени богини радуги Ириды из-за пестрой окраски его солей) и осмия (от греческого слова «запах» из-за хлорного запаха его летучего окисла) были сделаны английским химиком Смитсоном Теннантом в 1803 году. Французские ученые Ипполит-Виктор Колле-Дескоти, Антуан-Франсуа Фуркруа, и Николя-Луи Воклен выделили два металла одновременно. Рутений, последний изолированный и идентифицированный элемент, получил свое название по латинскому наименованию России от русского химика Карла Карловича Клауса в 1844 году.

В отличие от таких легко выделяемых в относительно чистом состоянии путем простого огневого рафинирования веществ, как золото, платиновой группы требуют сложной водно-химической обработки. Эти методы не были доступны до конца 19 века, поэтому выявление и изоляция платиновой группы отстала от серебра и золота на тысячи лет. Кроме того, высокая температура плавления этих металлов ограничивала их применение, пока исследователи в Британии, Франции, Германии и России не разработали методы преобразования платины в форму, пригодную для обработки. Как драгоценные металлы платиновой группы начали использоваться в ювелирных изделиях с 1900 года. Хотя такое применение остается актуальным и сегодня, промышленное намного его превзошло. Палладий стал очень востребованным материалом для контактов в телефонных реле и других системах проводной коммуникации, обеспечивая длительный срок службы и высокую надежность, а платина, из-за своей устойчивости к искровой эрозии, во время Второй мировой войны стала применяться в свечах зажигания боевых самолетов.

После войны расширение методов молекулярной конверсии при переработке нефти создало огромный спрос на каталитические свойства, которыми обладают металлы платиновой группы. К 1970-м годам потребление выросло еще больше, когда стандарты автомобильных выбросов в США и других странах привело к использованию данных химических элементов в каталитической конверсии выхлопных газов.

Руды

За исключением малых россыпных месторождений платины, палладия и осмистого иридия (сплава иридия и осмия), практически нет руды, в которой бы основным компонентом был химический элемент - металл платиновой группы. Минералы, как правило, содержатся в сульфидных рудах, в частности в пентландите (Ni, Fe) 9 S 8 . Наиболее распространены лаурит RuS 2 , ирарсит, (Ir,Ru,Rh,Pt)AsS, осмиридиум (Ir,Os), куперит, (PtS) и браггит (Pt,Pd)S.

Крупнейшее в мире месторождение металлов платиновой группы - Бушвельдский комплекс в ЮАР. Большие запасы сырья сосредоточены в месторождениях Садбери в Канаде и Норильско-Талнахском в Сибири. В США наибольшие залежи минералов платиновой группы расположены в Стилуотере, Монтана, но здесь они значительно меньше, чем в ЮАР и России. Крупнейшими в мире производителями платины являются Южная Африка, Россия, Зимбабве и Канада.

Добыча и обогащение

Основные южноафриканские и канадские месторождения эксплуатируются шахтным способом. Практически все металлы платиновой группы извлекаются из медных или никелевых сульфидных минералов с помощью флотационной сепарации. Плавка концентрата производит смесь, которая вымывается из меди и сульфидов никеля в автоклаве. Твердый остаток выщелачивания содержит от 15 до 20% металлов платиновой группы.

Иногда до флотации используется гравитационное разделение. В результате получается концентрат, содержащий до 50% платиновых металлов, что избавляет от необходимости выплавки.

Механические свойства

Металлы платиновой группы значительно отличаются механическими свойствами. Платина и палладий довольно мягкие и очень ковкие. С этими металлами и их сплавами можно работать как в горячем, так и в холодном состоянии. Родий сначала обрабатывают горячим, а позже его можно обрабатывать холодным с довольно частым отжигом. Иридий и рутений должны быть нагреты, холодной обработке они не поддаются.

Осмий - самый твердый из группы и имеет наиболее высокую температуру плавления, но его склонность к окислению накладывает свои ограничения. Иридий наиболее коррозионностойкий из платиновых металлов, а родий ценится за сохранение своих свойств при высоких температурах.

Структурные применения

Поскольку дочиста отожженная платина очень мягкая, она восприимчива к царапинам и порче. Для увеличения твердости ее сплавляют со множеством других элементов. Платиновые драгоценности очень популярны в Японии, где ее называется «хаккин» и «белое золото». Сплавы для ювелирных изделий содержат 90% Pt и 10% Pd, который легко обрабатывать и паять. Добавление рутения повышает твердость сплава, сохраняя стойкость к окислению. Сплавы платины, палладия и меди используются в кованых изделиях, так как они тверже платино-палладиевых и менее затратны.

Тигли, используемые для производства монокристаллов в полупроводниковой промышленности, требуют коррозионной устойчивости и стабильности при высоких температурах. Для этого применения лучше всего подходят и иридий. Платинородиевые сплавы используются в производстве термопар, которые предназначены для измерения повышенных температур до 1800 °C. Палладий применяют как в чистом, так и в смешанном виде в электрических устройствах (50% потребления), в стоматологических сплавах (30%). Родий, рутений и осмий редко используются в чистом виде - они служат легирующей добавкой для других металлов платиновой группы.

Катализаторы

Около 42% всей платины, произведенной на Западе, используется в качестве катализатора. Из них 90% применяется в автомобильных выхлопных системах, где тугоплавкие гранулы или сотовые конструкции с платиновым покрытием (а также палладиевым и родиевым) содействуют преобразованию несгоревших углеводородов, окиси углерода и окислов азота в воду, углекислый газ и азот.

Сплав платины и 10% родия в виде раскаленной докрасна металлической сетки служит катализатором в реакции между аммиаком и воздухом для получения окислов азота и азотной кислоты. При подаче вместе со смесью аммиака метана можно получить синильную кислоту. При переработке нефти платина на поверхности гранул оксида алюминия в реакторе является катализатором преобразования длинноцепочечных молекул нефти в разветвленные изопарафины, которые желательны в смеси высокооктановых бензинов.

Гальваника

Все металлы платиновой группы можно наносить гальванически. Из-за твердости и блеска получаемого покрытия наиболее часто применяется родий. Хотя его стоимость выше, чем платины, меньшая плотность позволяет использовать меньшую массу материала при сопоставимой толщине.

Палладий - металл платиновой группы, который проще всего использовать для нанесения покрытий. Благодаря этому прочность материала значительно повышается. Рутений нашел применение в инструментах, предназначенных для обработки трением при низком давлении.

Химические соединения

Органические комплексы металлов платиновой группы, такие как комплексы алкилплатины, используются в качестве катализаторов в процессе полимеризации олефинов, производстве полипропилена и полиэтилена, а также при окислении этилена в ацетальдегид.

Соли платины находят все более широкое применение в химиотерапии рака. Например, они входят в состав таких лекарств, как "Карбоплатин" и "Цисплатин". Покрытые оксидом рутения электроды используются в производстве хлора и хлората натрия. Сульфат и фосфат родия применяются в родиевых