Платина (с исп. Plata — серебро в уменьшительно-ласкательной форме) — это благородный (драгоценный) металл из класса самородных элементов. Название дано в XVI веке, когда металл впервые нашли в Южной Америке, в связи со схожими чертами как у серебра. Обозначается химической формулой Pt.
Блеск металлический. Твердость 5. Цвет серебряно-белый, стально-серый. Черта серебряно-белая, металлически блестящая. Удельный вес 21,45 г/см 3 . Спайность отсутствует. Мелкая вкрапленность в темноокрашенных (ультраосновных и основных) магматических породах и зернышки, чешуйки, крупные самородки в россыпях. В 1843 г. в россыпях на Урале был найден крупный самородок платины массой 9,44 кг.
Кристаллы исключительно редки. Сингония кубическая. Ковкая и тягучая. Из платины можно вытянуть проволоку диаметром до 0,015 мм и выковать листы толщиной 0,0025 мм.
Редкие кристаллы платины Самородная платина Небольшой самородок
Отличительные признаки . Самородная платина отличается постоянным металлическим блеском, средней твердостью, серебряно-белым, стально-серым цветом, серебряно-белой, металлически блестящей чертой. Платина отличается от серебра более тусклым блеском. В отличие от самородного серебра платина растворяется только в нагретой царской водке. Платина похожа на молибденовый, сурьмяный и свинцовый блеск. Отличие - первые два минерала мягкие, у свинцового блеска - совершенная спайность по граням куба.
Химические свойства . Растворяется только в нагретой царской водке. По своей малой активности уступает лишь золоту. Ниже представлено хорошее познавательное видео об этом красивом драгоценном металле.
Разновидность: Железистая платина (ферро-платина) -темного цвета, магнитная.
Происхождение
Магматическое - выделяется при кристаллизации ультраосновных и основных магм.
Месторождения самородной платины связаны с ультраосновными (дуниты, перидотиты, пироксениты) и основными (габбро, диабазы) магматическими породами и с серпентинитами (змеевиками), образовавшимися из них. Особенно большое промышленное значение имеют россыпные месторождения, возникающие в результате поверхностного разрушения коренных месторождений.
Встречается самородная платина в хромитах, в серпентинитах (змеевиках), в дунитах, в перидотитах, в пироксенитах, в габбро и в диабазах; кроме того, в россыпях, а также в соединениях с никелем и золотом.
Спутники . В ультраосновных и основных магматических породах: хромит, оливин, серпентин, хризотил-асбест, ромбические пироксены, магнетит. В диабазах: халькопирит. В россыпях: магнетит, хромит, золото, алмаз, корунд.
Применение платины
Платину используют в электронике, ядерной технике, ракетостроении, электрической (сплавы с другими металлами), стекольной, текстильной промышленности. Используется для изготовления химической посуды (котлов, реторт и приборов для производства крепких кислот и газов), в качестве катализатора в производстве азотной и серной кислот, перекиси водорода, высокооктанового бензина, некоторых витаминов, для изготовления термоэлементов, эталонов (эталон килограмма сделан из сплава платины и иридия); соли платины применяются в рентгенотехнике и в химии. Платиновые электроды используются в медицине для диагностики сердечных заболеваний. Также используется для изготовления различных ювелирных изделий, (зубных протезов, шприцев, игл и других хирургических инструментов).
Месторождения
Встречается самородная платина в хромитах, в серпентенитах, в дунитах, перидотитах, в пироксенитах, в габбро и в диабазах, кроме того, в россыпях. Добывают платину из руды при ее содержании в породе от 0,0005% и выше.
Месторождения самородной платины приурочены к Уральскому хребту (Нижнетагильское). Крупицы платины обнаружены в долине р. Таналык и в Губерлинских горах Оренбуржья. В Хабаровском крае расположено крупнейшее в мире россыпное месторождение платины (прииск Кондёр). Немалые запасы драгоценного металла в России находятся в Красноярском крае, около Норильска: Октябрьское, Талнахское и Норильск-1.
Наиболее крупные месторождения платины находятся в ЮАР (допалеозойские ультраосновные породы Бушвелдского комплекса), Канаде (Садбери), США (Уайоминг, Невада, Калифорния,) и Колумбии (Андагода, Кибдо, Кондото-Иро, Опогодо, Тамана). Месторождения есть на Аляске, в Новой Зеландии, Норвегии.
Платина
- минерал, природная Pt из группы платины класса самородых элементов, Обычно содержит Pd, Ir, Fe, Ni. Чистая платина встречается весьма редко, большинство образцов представлены железистой разновидностью (поликсеном), а нередко и интерметаллидами: изоферроплатиной (Pt,Fe) 3 Fe и тетраферроплатиной (Pt,Fe)Fе. Платина, представленная поликсеном, является наиболее распространённым в земной коре из минералов платиновой подгруппы.
Смотрите так же:
СТРУКТУРА
Кристаллическая решетка платины принадлежит к кубической системе. Молекула циклогексена имеет форму правильного шестиугольника. В рассматриваемой реакционной системе атомная структура катализатора и реагирующие молекулы обладают одним общим качеством — элементами симметрии третьего порядка. В кристалле платины такой порядок расположения атомов присущ только октаэдрической грани. В узлах расположены атомы платины. а = 0,392 нм, Z = 4, пространственная группа Fm3m
СВОЙСТВА
Цвет поликсена от серебряно-белого до стально-черного. Черта металлическая стально-серая. Блеск типичный металлический. Отражательная способность в полированных шлифах высокая — 65-70.
Твердость 4-4,5, у богатых иридием разностей — до 6-7. Обладает ковкостью. Излом крючковатый. Спайность обычно отсутствует. Уд. вес-15-19. Подмечена связь пониженного удельного веса с наличием пустот, занятых природными газами, а также включениями посторонних минералов. Обладает магнитностью, парамагнетик. Хорошо проводит электричество. Платина является одним из самых инертных металлов. Она нерастворима в кислотах и щелочах, за исключением царской водки. Платина также непосредственно реагирует с бромом, растворяясь в нём.
При нагревании платина становится более реакционноспособной. Она реагирует с пероксидами, а при контакте с кислородом воздуха - с щелочами. Тонкая платиновая проволока горит во фторе с выделением большого количества тепла. Реакции с другими неметаллами (хлором, серой, фосфором) происходят менее активно. При более сильном нагревании платина реагирует с углеродом и кремнием, образуя твёрдые растворы, аналогично металлам группы железа.
ЗАПАСЫ И ДОБЫЧА
Платина является одним из самых редких металлов: её среднее содержание в земной коре (кларк) составляет 5·10 −7 % по массе. Даже так называемая самородная платина является сплавом, содержащим от 75 до 92 процентов платины, до 20 процентов железа, а также иридий, палладий, родий, осмий, реже медь и никель.
Разведанные мировые запасы металлов платиновой группы составляют около 80 000 т и распределены, в основном, между ЮАР (87,5%), Россией (8,3%) и США (2,5%).
В России основными месторождениями металлов платиновой группы являются: Октябрьское, Талнахское и Норильск-1 сульфидно-медно-никелевые в Красноярском крае в районе Норильска (более 99% разведанных и более 94% оцененных российских запасов), Фёдорова Тундра (участок Большой Ихтегипахк) сульфидно-медно-никелевое в Мурманской области, а также россыпные Кондёр в Хабаровском крае, Левтыринываям в Камчатском крае, реки Лобва и Выйско-Исовское в Свердловской области. Крупнейшим платиновым самородком, найденным в России, является «Уральский гигант» массой 7860,5г, обнаруженный в 1904г. на Исовском прииске.
Самородную платину добывают на приисках, менее богаты рассыпные месторождения платины, которые разведываются, в основном, способом шлихового опробования.
Производство платины в виде порошка началось в 1805 году английским ученым У. Х. Волластоном из южноамериканской руды.
Сегодня платину получают из концентрата платиновых металлов. Концентрат растворяют в царской водке, после чего добавляют этанол и сахарный сироп для удаления избытка HNO 3 . При этом иридий и палладий восстанавливаются до Ir 3+ и Pd 2+ . Последующим добавлением хлорида аммония выделяют гексахлороплатинат(IV) аммония (NH 4) 2 PtCl 6 . Высушенный осадок прокаливают при 800-1000 °C
Получаемую таким образом губчатую платину подвергают дальнейшей очистке повторным растворением в царской водке, осаждением (NH 4) 2 PtCl 6 и прокаливанием остатка. Затем очищенную губчатую платину переплавляют в слитки. При восстановлении растворов солей платины химическим или электрохимическим способом получают мелкодисперсную платину - платиновую чернь.
ПРОИСХОЖДЕНИЕ
Минералы платиновой группы в большинстве случаев встречаются в типичных магматических месторождениях, генетически связаннных с ультраосновными изверженными породами. Эти минералы в рудных телах выделяются в числе последних (после силикатов и окислов) в моменты, отвечающие гидротермальной стадии магматического процесса. Минералы платины, бедные палладием (поликсен, иридистая платина и др.), встречаются в месторождениях среди дунитов — оливиновых бесполевошпатовых пород, богатых магнезией и бедных кремнезёмом. При этом парагенетически они чрезвычайно тесно связаны с хромшпинелидами. Палладистая в никеле-палладистая платина преимущественно распространена в основных изверженных горных породах (норитах, габбро-норитах) и ассоциирует обычно с сульфидами: пирротином, халькопиритом и пентландитом.
В экзогенных условиях в процессе разрушения коренных месторождений и пород образуются платиноносные россыпи. Большинство минералов подгруппы платины в этих условиях химически устойчивы. Платина в россыпях встречается в виде самородков, чешуек, пластин, лепёшек, конкреций, а также скелетных форм и губчатых выделений размером от 0,05 до 5 мм., иногда до 12 мм. Уплощенные и пластинчатые зёрна платины указывают на значительное удаление от коренных источников и переотложение. Дальность переноса платины в россыпях обычно не превышает 8 км., в косовых россыпях она больше. Палладистая и медистая разновидности платины в зоне гипергенеза могут «облагораживаться», теряя Pd, Cu, Ni. Содержание Cu и Ni, по А.Г. Бетехтину, в платине из россыпей может сокращаться более чем в 2 раза по сравнению с платиной коренного источника. В россыпях многих районов мира описаны новообразованная химически чистая платина и паладистая платина в виде натёчных форм радиально-лучистого строения.
ПРИМЕНЕНИЕ
Соединения платины (преимущественно, амминоплатинаты) применяются как цитостатики при терапии различных форм рака. Первым в клиническую практику был введен цисплатин (цис-дихлородиамминплатина(II)), однако в настоящее время применяются более эффективные карбоксилатные комплексы диамминплатины - карбоплатин и оксалиплатин.
Платина и её сплавы широко используются для производства ювелирных изделий.
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» (двенадцатирублевики). Были отчеканены следующие номиналы монет: достоинством 3, 6 и 12 рублей. Трехрублевиков было отчеканено 1 371 691 шт., шестирублевиков - 14 847 шт. и двенадцатирублевиков - 3474 шт.
Платина применялась при изготовлении знаков отличия за выдающиеся заслуги: из платины сделано изображение В. И. Ленина на советском ордене Ленина; из неё изготавливались советские орден «Победа», орден Суворова 1-й степени и орден Ушакова 1-й степени.
- С первой четверти XIX века применялась в России в качестве легирующей добавки для производства высокопрочных сталей.
- Платина применяется как катализатор (чаще всего в сплаве с родием, а также в виде платиновой черни - тонкого порошка платины, получаемой восстановлением её соединений).
- Из платины изготавливают сосуды и мешалки, используемые при варке оптических стёкол.
- Для изготовления стойкой химически и к сильному нагреву лабораторной посуды (тигли, ложки и др.).
- Для изготовления постоянных магнитов с высокой коэрцитивной силой и остаточной намагниченностью (сплав трёх частей платины и одной части кобальта ПлК-78).
- Специальные зеркала для лазерной техники.
- Для изготовления долговечных и стабильных электрических контактов в виде сплавов с иридием, например, контактов электромагнитных реле (сплавы ПлИ-10, ПлИ-20, ПлИ-30).
- Гальванические покрытия.
- Перегонные реторты для производства плавиковой кислоты, получение хлорной кислоты.
- Электроды для получения перхлоратов, перборатов, перкарбонатов, пероксодвусерной кислоты (фактически использование платины обуславливает все мировое производство перекиси водорода: электролиз серной кислоты - пероксодвусерная кислота - гидролиз - отгонка перекиси водорода).
- Нерастворимые аноды в гальванотехнике.
- Нагревательные элементы печей сопротивления.
- Изготовление термометров сопротивления.
- Покрытия для элементов СВЧ-техники (волноводы, аттенюаторы, элементы резонаторов).
Платина (англ. Platinum) — Pt
КЛАССИФИКАЦИЯ
| Strunz (8-ое издание) | 1/A.14-70 |
| Nickel-Strunz (10-ое издание) | 1.AF.10 |
| Dana (7-ое издание) | 1.2.1.1 |
| Dana (8-ое издание) | 1.2.1.1 | Hey’s CIM Ref | 1.82 |
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
| Точечная группа | m3m (4/m 3 2/m) — изометрический гексаоктаэдрический |
| Пространственная группа | Fm3m |
| Сингония | кубическая |
| Параметры ячейки | a = 3.9231Å |
| Двойникование | общая по (111) |
Быстрый поиск по тексту
Самый ценный из металлов
История открытия металла отсылает нас на несколько тысяч лет назад. Мнения о том, когда была открыта платина разделяются. Некоторые ученые утверждают, что этот металл был известен и активно использовался такими древними цивилизациями, как инки, ацтеки и племена майя. Однако, эти цивилизации существовали так давно, что достоверных данных об этом не осталось.
Более вероятно звучит версия других исследователей. Платина была обнаружена человеком в 18 веке, на территории Южной Америки. Тогда людям была неизвестна ее огромная ценность и относились к платине с пренебрежением. Из-за ее сходства с серебром и из-за отсутствия возможности ее расплавить.
Сегодня ценность платины человеку хорошо известна. По данным ЦБ РФ цена платины составляет 1743,75 руб./грамм.
Химический состав платины
В чистом виде, как и другие драгоценные металлы, платина встречается редко. Чаще всего встречаются самородки, в которых большую часть (80%-88%) составляет платина, а остальное – железо. Такая разновидность называется поликсен. Также существуют разновидности с содержанием никель (около 3% никеля), палладия (от 7% до 40% палладия), иридия, родия (до 5% родия).
В таблице Менделеева называется Platina, имеет обозначение Pt. Группа – 10, период – 6, атомный номер – 78, атомная масса – 195,084 г/моль. Платина не вступает во взаимодействие с большинством элементов. Однако, под влиянием высоких температур реакция может проявляться.
Платина вступает в реакцию с:
- «царской водкой» – растворяется в ней в обычном температурном режиме;
- серной кислотой – растворяется в концентрате, при повышенных температурах;
- жидким бромом – растворяется в концентрате, при повышенных температурах;
При воздействии высоких температур:
- щелочи;
- пероксид натрия;
- галогены;
- сера;
- углерод (образует твердый раствор);
- селен;
- кремний (образует твердый раствор);
- кислород (образует летучие оксиды).
Металл является хорошим катализатором. Как катализатор она незаменима в промышленности.
Имеет кубическую гранецентрированную кристаллическую решетку
В свободном состоянии металл представляет собой одноатомную молекулу
Физические свойства
В природе чаще всего встречается в виде самородков серо-белого цвета размером от мелких зерен до камней весом в 8 кг.
Основные физические характеристики:
- ρ = 21,09-21,45 г/см3;
- Т плавления – 1768,3 ᵒС;
- Т кипения – 3825 ᵒС;
- Теплопроводность – 71,6 Вт/м×К;
- Твердость по шкале Мооса – 3,5.
Платина без примесей является диамагнетиком. Однако, чаще в природе она встречается в виде поликсена, который магнитится. Обладает высокой электропроводностью и дуктильностью (ковкостью и тягучестью).
Наиболее активно металл применяется в химической промышленности. Благодаря своей дуктильности и электропроводности она пригодна для изготовления серной кислоты, а также лабораторной химической посуды, которая подвергается высоким температурам.
Широкое применение металлу найдено в электротехнической промышленности, при необходимости гальванического покрытия, как покрытие различных элементов электрических приспособлений.
Платина, как катализатор незаменима в нефтеперерабатывающей промышленности.
Кроме того, ценность металла велика в автомобильной, стекольной, монетарной промышленностях, в ювелирном деле, медицине (в особенности в стоматологии).
Добыча платины
Первенство в добыче драгоценного металла принадлежит России, ЮАР, Канаде, США, Колумбии. Ежегодная добыча составляет 36 тонн металла.
Самыми первыми платину стали добывать американцы. Россия открыла для себя платину многим позже, в 1819 году на Урале. Впоследствии открыто еще несколько месторождений ценного металла. Уже в 1828 году в России добыча составляла 1,5 тонны. Что значительно превышало результаты Южной Америки. В конце 19 века Россия стала неоспоримым лидером и получала в 40 раз больше ценного металла, чем все остальные страны.
Современным лидером является ЮАР. Россия находится на втором месте и добывает примерно 25 тонн в год. Мировые запасы платины на сегодняшний день составляют примерно 80 тыс. тонн и поделены между ЮАР, Россией и Америкой.
Искусственная платина
Платина считается редким, драгоценным металлом. Его добыча и последующая достаточно сложный и трудоемкий процесс. Тем не менее она широко применяется практически во всех сферах промышленности и жизни человека. Ее цена достаточно высока и понижения не предвидится. Спрос на металл растет, а его количество в природе только уменьшается. Чтобы сделать металл более доступным и несколько удешевить его стоимость, Всемирным советом по инвестициям было принято решение об искусственном синтезе данного металла. Активное участие в этом вопросе принимает и российский научный центр «Синтезтех». Для производства искусственной платины применяется метод холодной трансмутации.
ПЛАТИНА – химический элемент VIII группы периодической системы, атомный номер 78, атомная масса 195,08. Серовато-белый пластичный металл, температуры плавления и кипения – 1769°С и 3800°С. Платина – один из самых тяжелых (плотность 21,5 г/см 3) и самых редких металлов: среднее содержание в земной коре 5·10 –7 % по массе.
При комнатной температуре весьма инертна, при нагревании в атмосфере кислорода медленно окисляется с образованием летучих оксидов. В мелкораздробленном состоянии поглощает большие количества кислорода. Платина растворяется в жидком броме и в царской водке. При нагревании реагирует с другими галогенами, пероксидами, углеродом , серой, фосфором, кремнием. Платина разрушается при нагревании со щелочами в присутствии кислорода , поэтому в платиновой посуде нельзя плавить щелочи.
Платина, особенно в мелкораздробленном состоянии, является очень активным катализатором многих химических реакций, в том числе используемых в промышленных масштабах. Например, платина катализирует реакцию присоединения водорода к ароматическим соединениям даже при комнатной температуре и атмосферном давлении водорода. Еще в 1821 немецкий химик И.В. Дёберейнер обнаружил, что платиновая чернь способствует протеканию ряда химических реакций; при этом сама платина не претерпевала изменений. Так, платиновая чернь окисляла пары винного спирта до уксусной кислоты уже при обычной температуре. Через два года Дёберейнер открыл способность губчатой платины при комнатной температуре воспламенять водород. Если смесь водорода и кислорода (гремучий газ) ввести в соприкосновение с платиновой чернью или с губчатой платиной, то сначала идет сравнительно спокойная реакция горения. Но так как эта реакция сопровождается выделением большого количества теплоты, платиновая губка раскаляется, и гремучий газ взрывается. На основании своего открытия Дёберейнер сконструировал «водородное огниво» – прибор, широко применявшийся для получения огня до изобретения спичек.
Платиновая чернь – мельчайший порошок платины с размером частиц 20–40 мкм. Как и все мелкораздробленные металлы (даже золото), платиновая чернь имеет черный цвет. Каталитическая активность платиновой черни намного выше, чем у компактного металла.
В своих соединениях платина проявляет почти все степени окисления от 0 до +8. Но наиболее характерно для платины образование многочисленных комплексных соединений, которых известно много сотен. Многие из них носят имена изучавших их химиков (соли Косса, Магнуса, Пейроне, Цейзе, Чугаева и т.д.). Большой вклад в изучение таких соединений внес русский химик Л.А.Чугаев (1973–1922), первый директор созданного в 1918 Института по изучению платины.
Необычность поведения комплексов платины можно продемонстрировать на ряде соединений платины (IV), которые были получены и исследованы еще в 19 в. Так, соединение состава PtCl 4 ·2NH 3 в растворе практически не распадается на ионы: его водные растворы не проводят ток, а с нитратом серебра эти растворы не дают осадка. Соединение PtCl 4 ·4NH 3 дает растворы с высокой электропроводностью, которая указывает, что в воде оно распадается на три иона; соответственно, нитрат серебра осаждает из таких растворов только два атома хлора из четырех. В соединении PtCl 4 ·6NH 3 все четыре атома хлора осаждаются из водных растворов нитратом серебра; электропроводность растворов показывает, что соль распадается на пять ионов. Наконец, в комплексном хлориде состава PtCl 4 ·2KCl, как и в первом соединении, нитрат серебра вовсе не осаждает хлор, однако растворы этого вещества проводят ток, причем электропроводность указывает на образование трех ионов, а обменные реакции обнаруживают ионы калия. Объясняются эти свойства разным строением комплексных соединений, в которых ионы хлора могут входить во внутреннюю или внешнюю сферу комплекса; при этом только ионы внешней сферы могут диссоциировать в водных растворах, например: Cl 2 ® 2+ + 2Cl – .
В 1827 датский химик Вильям Цейзе неожиданно для себя получил соединение платины, содержащее органическое вещество – этилен; впоследствии было установлено его строение: K·H 2 O. В настоящее время изучено множество комплексных соединений платины с нитрилами RCN, аминами R 3 N, пиридином C 5 H 5 N, фосфинами R 3 P, сульфидами R 2 S, многими другими органическими соединениями. Некоторые из этих комплексов нашли практическое применение, например, для лечения злокачественных образований.
История платины весьма интересна и полна неожиданностей. Когда испанцы в середине 16 в. познакомились в Южной Америке с новым для себя металлом, внешне очень похожим на серебро (по-испански plata), они назвали его platina, что буквально означает «маленькое серебро», «серебришко». Объясняется такое несколько пренебрежительное название исключительной тугоплавкостью платины, которая не поддавалась переплавке, долгое время не находила применения и ценилась вдвое ниже, чем серебро. Но когда ювелиры обнаружили, что платина хорошо сплавляется с золотом, некоторые из них стали подмешивать сравнительно дешевый металл к золотым изделиям. Обнаружить подделку по плотности было невозможно: платина тяжелее золота, и с помощью более легкого серебра нетрудно было в точности подогнать плотность слитка к плотности золота. Кончилось это тем, что испанский король приказал прекратить ввоз платины, а все ее запасы утопить в море. Закон этот был отменен только в 1778.
В середине 18 в. химики изучили свойства платины и признали ее новым элементом. Благодаря исключительной химической стойкости платину начали использовать для изготовления химического оборудования. Так, в 1784 был изготовлен первый платиновый тигель, а в 1809 – платиновая реторта массой 13 кг; такие реторты использовали для концентрирования серной кислоты. Изделия из платины делали путем ковки или горячего прессования, поскольку электропечей, дающих достаточно высокую температуру, тогда не было. Со временем научились расплавлять платину в пламени гремучего газа, и на Лондонской выставке 1862 можно было видеть отливки из платины массой до 200 кг.
В России впервые обнаружили платину близ Екатеринбурга на Урале в 1819, а спустя 5 лет в Нижнетагильском округе были открыты платиновые россыпи. Уральские месторождения были настолько богатыми, что Россия быстро заняла первое место в мире по добыче этого металла. Так, только в 1828 в России было добыто более 1,5 тонн платины – больше, чем за 100 лет в Южной Америке. А к концу 19 в. добыча платины в России в 40 раз превышала суммарную добычу во всех остальных странах. Один из обнаруженных на Урале самородков платины имел массу 9,6 кг!
К середине 19 в. во Франции и Англии были проведены обширные исследования по аффинажу (очистке от других металлов) платины. Промышленный способ получения слитков чистой платины впервые осуществил в 1859 году французский химик А.Сент-Клер Девиль. После этого почти вся уральская платина стала закупаться иностранными фирмами и вывозиться за рубеж. Сначала ее скупали в основном французские и английские фирмы, в том числе и знаменитая «Джонсон, Маттей и К°» в Лондоне. Затем к ним присоединились американские и немецкие фирмы.
Химики, исследовавшие самородную платину, обнаружили в ней ряд новых элементов. В начале 19 в. английский химик У.Волластон, изучая ту часть сырой платины, которая растворялась в царской водке, открыл палладий и родий, а его соотечественник С.Теннант в нерастворимом остатке обнаружил иридий и осмий. Наконец, в 1844 профессор Казанского университета К.К.Клаус открыл последний элемент платиновой группы – рутений.
В 1826 петербургский инженер П.Г.Соболевский разработал способ получения ковкой платины. Для этого самородную платину растворяли в царской водке и получали гексахлороплатиновую (IV) кислоту: 3Pt + 4HNO 3 + 18HCl ® 3H 2 + 4NO + 8H 2 O. Из этого раствора после его нейтрализации оса,ждали практически нерастворимый гексахлороплатинат аммония, который промывали и прокаливали: (NH 4) 2 ® Pt + 2NH 4 Cl + 2Cl 2 . Полученный порошок платины («платиновую губку») далее можно было путем холодного и горячего прессования и ковки превращать в различные изделия высокого качества. Так в России были получены первые платиновые изделия – тигли, чашки, медали, проволока. Процесс получил мировую известность, им заинтересовался даже Николай I, посетивший лабораторию и лично наблюдавший за очисткой платины. Подобный метод обработки тугоплавких металлов, так называемая порошковая металлургия, не потерял своего значения и по сей день.
Работа Соболевского вскоре получила неожиданное продолжение. Большое количество добываемой на Урале платины не находило достойного практического применения. И тогда по предложению министра финансов Е.Ф.Канкрина с 1828 в России впервые в мировой истории начали выпускать платиновые монеты достоинством 3,6 и 12 рублей. Такие странные номиналы объясняются тем, что по диаметру эти монеты соответствовали привычным российским монетам достоинством 1 рубль, 50 и 25 копеек. При этом 12-рублевая монета имела массу 41,41 г, а в рублевой монете чистого серебра было 18 г. Таким образом, по стоимости металла платиновые монеты были дороже серебряных в 5,2 раза, что как раз соответствовало ценам на платину в те годы.
За 17 лет было выпущено 1 372 000 трехрублевых монет, 17582 шестирублевых и 3303 двенадцатирублевых общей массой 14,7 тонны! Это – уникальный случай в мировой финансовой системе. Русские платиновые монеты 19 в. – большая редкость: цена 12-рублевой монеты превышает 5000 долларов.
Владельцы же рудников – Демидовы извлекали большую выгоду от продажи своей платины правительству. В 1840 было добыто уже 3,4 тонны драгоценного металла. Однако в 1845 по настоянию нового министра финансов Ф.П.Вронченко выпуск платиновых монет был прекращен, и все монеты были срочно изъяты из обращения. Причины этой панической меры называют разные. Говорят, что боялись подделки этих монет за границей (где платина была якобы дешевле) и их тайного ввоза в Россию. Однако, ни одной поддельной монеты среди изъятых из обращения не обнаружили. По другой версии, более правдоподобной, спрос на платину и ее цена в Европе выросли настолько, что металл в монетах стал дороже их номинала. Но тогда уже следовало бояться другого: тайного вывоза монет из России, их переплавки и продажи слитков. Интересно, что Майкл Фарадей на своей популярной лекции о платине, прочитанной 22 февраля 1861 показывал русские платиновые монеты; проанализировав их состав, он нашел, что в монетах содержится 97% платины, 1,2% иридия, 0,5% родия, 0,25% палладия, а также примеси меди и железа. Фарадей отдал должное российским мастерам, сумевшим отчеканить монеты из недостаточно очищенной и потому довольно хрупкой платины.
После прекращения чеканки монет из платины ее добыча резко (почти в 20 раз) упала, но затем вновь начала расти. И в 1915 на долю России приходилось 95% от общего количества платины, добываемой в мире (остальные 5% получала Колумбия). Однако в России она практически не находила спроса и почти вся шла на экспорт. Так, в 1867 Англия скупила весь запас платины в России – более 16 тонн. К концу 19 в. добыча платины в России достигла 4,5 тонн в год, а в настоящее время во всем мире ее добывается примерно 100 тонн в год. Кроме России, платина добывается в Южной Африке, Канаде, США.
До Первой мировой войны второй после России страной по масштабам добычи платины была Колумбия; с 1930-х ею стала Канада, а после Второй мировой войны – Южная Африка. Например, в 1952 в Колумбии было добыто всего 0,75 тонны платины, в США – 0,88 т, в Канаде 3,75 т, а в Южноафриканском Союзе – 7,2 т (в СССР данные по добыче платины, как и других стратегических материалов, были засекречены).
Примерно до середины 20 в. большая часть платины шла на ювелирные изделия. В настоящее время платина используется в основном в технических целях. Основная область применения платины и ее сплавов – автомобилестроение (катализаторы дожига выхлопных газов), электротехника (тугоплавкую и химически стойкую платиновую спираль или ленту в электропечах можно разогреть почти до белого каления), нефтехимический и органический синтез (получение бензинов с высоким октановым числом, разнообразные реакции гидрирования, изомеризации, циклизации, окисления органических соединений), синтез аммиака. Платина – конструкционный материал стекловаренных печей для производства высококачественного оптического стекла. Из платины и ее сплавов изготовлены фильеры для получения стекловолокна, высокотемпературные термопары и термометры сопротивления, электроды в электролизных аппаратах, лабораторная посуда и оборудование, кислото- и жароупорная аппаратура химических заводов.
Платина во всем мире используется в точных приборах. Из тонкой платиновой проволоки делают термометры сопротивления, по ним можно измерять температуру с высокой точностью и в очень широком интервале. Широко используются и термопары из платинородиевых сплавов, содержащих от 60 до 99% платины; они позволяют измерять температуру вплоть до 2000 К. А в Венгрии изобрели зажигалку с катализатором из тончайшей платиновой проволочки. Такая зажигалка дает острое устойчивое пламя, которое не боится ветра.
Масса платины во всех этих в этих изделиях невелика. Но есть производства, которые требуют больших количеств этого драгоценного металла. Например, на знаменитых чешских стекловаренных заводах расплавленную стекломассу в платиновом тигле перемешивают винтообразной мешалкой из платины. Несмотря на высокую стоимость, применение платинового оборудования оправдывает себя, так как позволяет получать высококачественные стекла для микроскопов, биноклей и других оптических приборов.
В 19 в. из сплава платины и иридия были изготовлены эталоны метра и килограмма, по образцу которых изготовлялись национальные эталоны разных стран (в настоящее время эталоном метра служит расстояние, проходимое светом в вакууме за определенное время). Первые эталоны метра и килограмма были изготовлены фирмой «Джонсон, Маттеи и К°» в Лондоне из сплава, содержащего 90% платины и 10% иридия, который обладает очень высокой твердостью. Эти эталоны были помещены в специальное хранилище в Международном бюро мер и весов во Франции. Эталон метра имел вид бруска длиной 102 см, имеющего в поперечном сечении форму буквы Х, вписанной в квадрат со стороной 2 см. На двух концах бруска на отполированных местах нанесены тончайшие штрихи, расстояние между которыми и было принято за эталон метра. А эталон килограмма из этого же сплава имел форму прямого цилиндра диаметром и высотой 3,9 см (платина – тяжелый металл!).
В течение длительного времени платина использовалась также для определения эталона силы света, испускаемого 1 см 2 поверхности расплавленной чистой платины при температуре ее затвердевания.
В небольшом количестве платина идет на изготовление очень красивых юбилейных и памятных монет, предназначенных для коллекционеров. В 1977–1980 из платины 999 пробы были изготовлены монеты номиналом 150 рублей, посвященные Олимпийским играм в Москве. Всего было изготовлено 14 7378 этих монет. Другие выпуски платиновых монет были скромнее. Например, в 1993 в России было отчеканено всего 750 таких монет, посвященных русскому балету. Платиновые монеты в конце 20 в. чеканились и в других странах, причем не в самых крупных – таких, как Гибралтар (британское владение), Заир, Лесото, Макао, Панама, Папуа – Новая Гвинея, Сингапур, Тонга.
Медики из штата Огайо (США) разработали новый метод анестезии, в котором платине отведена важная роль. С помощью платиновой пластинки спинной мозг оперируемого пациента соединяется с электрическим стимулятором. Посылая в нужный момент в мозг электрические сигналы, стимулятор блокирует болевые ощущения.
Кристаллы тетрацианоплатината бария Ba·4H 2 O (раньше его называли платиносинеродистым барием) имеют интересные свойства: под действием рентгеновского и радиоактивного излучения они ярко светятся желто-зеленым светом. Раньше экраны, покрытые составом из этого соединения, широко использовали в научных исследованиях; ими пользовались Конрад Рентген , Эрнст Резерфорд и многие другие знаменитые физики и химики
Мировое потребление платины (более 100 тонн в год) нередко превышает ее добычу. В таком случае оно покрывается за счет старых запасов, а также регенерации платины из отработавших свой ресурс катализаторов. Больше всего платины (десятки тонн в год) расходуется на катализаторы дожигания выхлопных газов автомобилей. Во многих странах большинство выпускаемых автомобилей снабжается такими каталитическими устройствами (в Швеции уже в 80-х число таких автомобилей приблизилось к 100%).
Очень много платины идет на украшения. Интересно, что львиную долю ювелирной платины потребляет сравнительно небольшая страна – Япония. В то же время химическая и нефтехимическая промышленность расходуют всего несколько процентов всей платины, примерно столько же – стекольная, чуть больше (около 6%) – электротехническая.
В некоторых странах платина, наряду с золотом, хранится в банках; для этой цели из нее отливают бруски массой 0,5 и 1 кг.
Цены на платину на мировом рынке колеблются, иногда вплотную приближаясь к ценам на золото (так было, например, в феврале 1988), а иногда заметно превышая их (например, 1 грамм золота в феврале 2003 стоил около 12 долларов, а платины – более 22!). Химиков же, в основном, интересуют цены на платину и ее соединения как реактивы для научных исследований. Цена же эта зависит от трех факторов: чистоты (например, судя по каталогу известной немецкой фирмы Fluka, грамм платиновой проволоки диаметром 1 мм стоит около 120 евро при чистоте 99,9%, и около 160 евро при чистоте 99,99%); формы выпуска (порошок, дробь, фольга, проволока, сетка и т.п.); приобретаемого количества (скидка при увеличении закупки; например, грамм платиновой фольги толщиной 0,5 мм и чистотой 99,99% при закупке 7 г обойдется вдвое дешевле, чем при закупке 2 г). В общем, очищенные металлы – реактивы, а также содержащие их химические соединения (например, ацетилацетонат платины (II), оксид платины (IV), гексахлороплатинат (IV) аммония и др.) стоят значительно дороже «валютной» платины.
Илья Леенсон
Платина — это мало распространенный в природе благородный металл, по цвету — серовато-белый и блестящий. Из основных драгоценных металлов платина является наиболее дорогим , дороже и Причина в том, что этот металл более тяжелый — одинаковое по объему украшение в платиновом исполнении будет иметь больший вес, чем в золотом или серебряном. Кроме того, цена возрастает из-за ее редкости и сложности в обработке (очистке породы).
История платины является самой необычной из всех драгоценных металлов. В отличие от золота и серебра, которые ценились с незапамятных времен, платина начала высоко котироваться совсем «недавно», около 250-300 лет назад. Наиболее наглядно это демонстрируется происхождением названия платины. Plata – по-испански значит «серебро», а platina — «серебришко», «маленькое серебро». Такое презрительное название дали испанские колонизаторы неизвестному металлу, который они встретили при добыче золота в Южной Америке. Полученные при промывке золотоносной породы зерна платины иногда были соединены с золотом. Их приходилось разделять вручную, что сильно осложняло весь процесс, а иногда делало разработку нецелесообразной. А в силу своей высокой температуры плавления в 1768,3 °C (температура плавления серебра 962°C, золота 1064,18 °C), платина была недоступна для выделения в чистом виде и обработки известными на тот момент методами.
Люди неоднократно сталкивались с платиной с незапамятных времен, но не придавали ей никакого значения. Обычно ее принимали за неправильное серебро или недозревшее в земле золото, и просто выбрасывали. Известным примером является нахождение полоски платины на ящике, обитым золотом и серебром и обнаруженным в районе древних Фиф в Египте. Ученые установили, что древний мастер примерно в 7 веке до н.э. не придал никакого значения платине, просто приняв ее за серебро.
Исключением являются индейцы Южной Америки, обитавшие на территории современного Эквадора и Колумбии. Они обладали уникальной техникой обработки платины и создания из нее ювелирных изделий.
Во всех известных работах по химии и минералогии (да и в любой другой литературе) до середины 16 века нет ни одного описания платины как отдельного элемента. Впервые платина упоминается в труде Джулиуса Цезаря Скалиджера «Exotericarum Exercitationum» , опубликованном в Париже 1557 году.
Можно сказать, что платина была открыта только в 1748 году , когда Антонио де Улоя , морской офицер и математик, представил научной общественности свой отчет о поездке в Южную Америку.
С этого момента началось активное изучение платины, и в Европу стали поступать ее первые образцы.