Platinum: sifat dan aplikasi

Bahan yang wujud dalam alam semula jadi adalah topik yang hampir tidak habis untuk cerita. Lebih-lebih lagi, tidak semua daripada mereka sama-sama terkenal. Adalah penting untuk mengetahui, sekurang-kurangnya untuk pembangunan umum, perkara utama yang berkaitan dengan platinum, sifat dan ciri aplikasinya.

Mereka yang lulus dari sekolah beberapa dekad yang lalu dengan yakin akan mengatakan bahawa platinum adalah logam subkumpulan menengah kumpulan ke-8 Jadual Berkala Unsur Mendeleev. Walau bagaimanapun, klasifikasi ini sudah lapuk dan kini platinum tergolong dalam kumpulan unsur ke-10.

Tidak mustahil untuk mengatakan bagaimana logam ini kelihatan di alam semula jadi. Malah, dalam bentuk tulen, ia hanya boleh diperoleh secara buatan. Bijih platinum hanya mempunyai kemasukan kecil bahan utama. Dari sudut fizikal, ia adalah campuran isomorfik Pt dengan:

• tembaga;
• besi;
• nikel;
• perak;
• pelbagai logam kumpulan platinum.

Bijih platinum bertaburan di merata tempat. Kebanyakan mereka tertumpu di Dunia Baru. sebab tu penghormatan penemuan platinum adalah milik orang India purba... Malah pakar tidak tahu bila sebenarnya mereka mula melombong logam ini. Tetapi selepas penemuan platinum oleh orang Eropah, peranannya dalam ekonomi ternyata agak negatif.

Tidak hairanlah pada tahun 1735 di Sepanyol mereka memutuskan untuk mengharamkan import platinum yang dilombong sebelum ini ke dalam metropolis. Apa yang dilombong sekali lagi di Colombia diperintahkan untuk dipisahkan dengan teliti dari perak dan dibanjiri sungai. Dan segala-galanya yang mereka telah berjaya import ke Sepanyol sendiri telah tenggelam di laut dalam suasana yang sungguh-sungguh.

Tetapi adalah aneh bahawa kurang daripada setengah abad telah berlalu sejak Madrid, sebaliknya, menetapkan kursus untuk peningkatan import bahan mentah platinum. Kemudian mereka mula menggunakannya pada skala nasional untuk memalsukan syiling daripada logam berharga lain. Menjelang 1820, menurut pelbagai sumber, terdapat dari 3 hingga 7 tan platinum di Eropah. Dari situlah piawaian meter dan kilogram dibuat di Perancis. Tetapi ia masih tidak mempunyai aplikasi yang serius untuk masa yang lama.

Graviti tentu platinum tulen ialah 21.45 gram setiap meter padu. lihat Ia cair pada suhu kira-kira 1768 darjah Celsius. Mendidih (penyejatan) berlaku pada 3825 darjah. Ciri-ciri suhu inilah yang untuk masa yang lama tidak membenarkan untuk tidak mengasingkan logam tulen, lebih-lebih lagi untuk menubuhkan penggunaannya. Di samping itu, platinum lebih keras daripada emas dan perak, dan agak sukar untuk memesinnya secara mekanikal.

Logam ini boleh ditempa dan mulur. Kekuatan tegangannya cukup mengagumkan.

Ia larut hanya dalam:

• vodka diraja;
• cecair bromin;
• asid sulfurik yang dipanaskan (tetapi sangat perlahan).

Oleh itu, tidak masuk akal untuk membawanya ke magnet untuk memisahkannya daripada perak atau emas. Anda hanya perlu memahami bahawa tiada perhiasan platinum tulen. Ia boleh mengandungi pelbagai kepekatan besi dan nikel, dan kekotoran inilah yang bertindak balas dengan baik kepada magnet.

Penasaran itu dalam mikrokosmos, platinum mungkin mempunyai sifat magnetik. Ahli fizik dalam eksperimen berjaya menemui mereka berhampiran lapisan atom logam; pembukaan diumumkan pada 2018. Untuk memberikan sifat feromagnetik kepada bahan, cecair ionik perlu digunakan - sejenis bahan baharu yang dicipta khas semasa penyelidikan. Bagi warna platinum, secara semula jadi ia dicat dengan nada putih keperakan. Kadang-kadang terdapat juga spesimen kelabu gelap.

Adalah penting untuk mengekstrak bijih platinum dari perut bumi, untuk ini terdapat beberapa cara.

Walaupun penemuan asal deposit platinum di Amerika Selatan, deposit terbesar di dunia pada abad ke-21 terletak di Afrika. Untuk menjadi lebih tepat, kemudian di Afrika Selatan. Kompleks Bushveld - pengumpulan gergasi logam kumpulan platinum; dipercayai bahawa ia muncul 2 bilion tahun yang lalu hasil daripada proses gunung berapi. Dalam bentuk, medan Afrika Selatan menyerupai "plat" dengan diameter 370 km. Kompleks ini terdiri daripada beberapa ufuk yang diarahkan ke pedalaman.

Pada masa yang sama, ketebalan deposit dalam 2 ufuk daripada tiga hanya kira-kira 1 m. Horizon Platrif, yang sedang giat dibangunkan, mempunyai ketebalan 5-90 m di tempat yang berbeza. Ia dilombong secara terbuka. Kompleks ini dibuka pada tahun 1924. Dari sinilah ¾ daripada semua platinum yang dilombong pergi ke pasaran dunia.

Tetapi hari ini negara kita termasuk dalam senarai negara terkemuka dalam pengekstrakan bijih platinum. Benar, ia sudah berada di tempat kedua, 5.8 kali di belakang Afrika Selatan. Logam berharga itu juga dieksport dari Rusia. Barisan ketiga dalam ranking dunia diduduki oleh Zimbabwe, di mana kira-kira 3 kali lebih sedikit platinum dilombong (9 tan).

Dan juga platinum dilombong:

• Amerika Syarikat (6000 kg);
• Kanada (kira-kira 5000 kg);
• negeri lain (6100 kg bersama-sama).

Logam ini boleh diekstrak dengan kaedah terbuka dan lombong. Kuari terutamanya terletak di mana penempatan sekunder ditemui. Di tempat-tempat ini, platinum didepositkan selepas pemusnahan mekanikal deposit utama. Tetapi ahli geologi telah lama mengetahui bahawa kebanyakannya tertumpu di lapisan bawah tanah bijih nikel. Perlombongan lombong berbeza sedikit daripada bekerja dengan mineral logam lain; perlu diperhatikan hanya sebahagian besar daripada buruh kasar.

Selepas pengayaan, kepekatannya meningkat sebanyak 3 urutan magnitud. Di kompleks Bushveld, pengekstrakan 1 kg platinum akhirnya (dengan mengambil kira kerugian teknologi) memerlukan pengangkatan 500-1500 kg bijih. Kemudian produk separuh siap diproses dalam menapis relau metalurgi dan penukar khas; tetapi keputusan akhir dicapai hanya selepas penapisan, apabila kepekatan logam adalah 99.5%.

Platinum lebih baik daripada emas kerana ia lebih kuat daripadanya. Oleh itu, hayat perkhidmatan produk platinum jauh lebih tinggi. Ia adalah lebih sukar untuk menggaru mereka. Akibatnya, jenis perhiasan ini (dan bukan sahaja) kurang berkemungkinan untuk dibaiki. Platinum berumur lebih berbeza daripada emas.

Terima kasih kepada patina, ia memperoleh warna kelabu dengan kilauan matte. Ramai pemakai cuba menghilangkan kesan ini dan menggilap perhiasan mereka. Menurut orang lain, patina menjadikan logam berharga, jika tidak lebih berharga, maka dalam apa jua keadaan lebih menarik. Tanpa melihatnya secara langsung, tidak mungkin untuk membuat keputusan yang betul. Lapisan rhodium pada emas putih akan beransur-ansur luntur dan ia akan menjadi lebih kuning.

Mereka juga beransur-ansur pudar, dan mereka perlu dibersihkan secara sistematik. Lagipun perak aktif secara kimia, dan ia pasti akan bertindak balas dengan bahan yang paling biasa, walaupun dengan oksigen atmosfera. Walau bagaimanapun, semua perbezaan yang memihak kepada platinum ini dibayangi oleh fakta bahawa ia nyata kurang tersedia daripada emas dan lebih-lebih lagi perak.

Tungsten adalah serupa dengan platinum. Tetapi ia jauh lebih murah, manakala kekuatan produk tungsten juga tinggi. Masalahnya ialah tungsten lebih sukar untuk diproses menjadi bentuk biasa. Mereka bentuk semula cincin tungsten, melaraskan saiznya bukanlah satu tugas yang mudah, walaupun dengan teknologi abad ke-21. Kesukaran yang sama timbul apabila menggunakan tiruan titanium.

Terdapat beberapa jenis aloi platinum. Kebanyakan barang kemas diperbuat daripada logam 950, yang mengandungi 95% platinum tulen. Kadang-kadang anda boleh menemui aloi ke-900. Kelemahannya yang jelas adalah warna yang tidak terlalu tepu dan kilauan yang tidak ekspresif. Oleh itu, dari segi estetik, ia kehilangan banyak kepada 950 logam.

Aloi platinum dengan iridium tersebar luas. Lebih banyak komponen kedua ini, lebih tahan api sebatian itu. Julat penghabluran aloi platinum-iridium agak sempit. Kekerasan dan kekuatan bahan juga meningkat dengan ketara.

Untuk pelbagai tujuan, platinum juga boleh dialoi dengan:

• tembaga;
• rutenium;
• paladium;
• nikel;
• rhodium.

Sebilangan besar platinum digunakan dalam industri. Ahli teknologi sangat menghargai sifat logam ini untuk mempercepatkan pelbagai tindak balas kimia tanpa memakan. Pada masa kini ia kadang-kadang digunakan dalam perubatan, terutamanya untuk prostetik pergigian. Sudah pada pertengahan abad yang lalu, penggunaan ini menyumbang beberapa peratus daripada semua platinum yang dilombong. Jumlah ini meningkat secara beransur-ansur.

Penggunaannya juga meluas dalam penghasilan asid nitrik (sebagai pengoksida ammonia). Benar, dalam kes ini, aloi platinum-rhodium lebih kerap digunakan, dan bukan logam tulen. Sebab keutamaan ini hanya menarik minat ahli teknologi dan berada di luar skop artikel ini.Satu lagi logam berharga digunakan dalam pengeluaran asid sulfurik, penghidrogenan hidrokarbon, asetilena, keton.

Tetapi platinum juga digunakan secara meluas dalam industri penapisan minyak. Ia adalah pemangkin yang sangat baik untuk mempercepatkan pengeluaran petrol. Dalam lajur penyulingan, bukan jejaring, seperti yang kadangkala difikirkan, diletakkan, tetapi serbuk platinum yang tersebar halus. Ia lebih tahan lama daripada molibdenum dan vanadium. Dan juga memihak kepada platinum dibuktikan dengan peningkatan kecekapan.

Platinum boleh digunakan dalam hubungan rintangan relau elektrik. Anda boleh menemuinya dalam banyak kenalan elektrik lain.

Aloi platinum-kobalt diperlukan untuk mencipta magnet yang menggabungkan kekompakan dan prestasi hebat.

Ramai pemandu secara tersirat menggunakan platinum untuk diri mereka setiap hari. Dalam kereta, ia terutamanya terkandung dalam pemangkin. Logam ini membantu mengurangkan ketoksikan gas ekzos, dengan itu memperbaiki keadaan suasana bandar. Salutan platinum dalam mangkin digunakan pada unsur seramik monolitik.

Kembali ke perubatan, perlu diperhatikan bahawa instrumen pembedahan yang unik dibuat berdasarkan platinum. Mereka boleh dibasmi kuman dengan pembakar alkohol tanpa memerlukan reagen khas. Doktor gigi suka bekerja dengan instrumen yang disalut dengan lapisan nipis platinum. Elektrod platinum-iridium digunakan untuk mengawal irama jantung, dan untuk prostetik untuk masalah pendengaran.

Tetapi seseorang tidak boleh gagal untuk menyebut peranan "logam putih" di kawasan lain.

Jadi, ia mendapat permintaan tinggi dalam pengeluaran kaca... Atau sebaliknya, bukan kaca tingkap, tetapi cermin mata optik berkualiti tinggi. Kompaun rhodium-platinum membantu membuat kaca gentian kaca tebal kurang daripada 1 mm. Ia telah berfungsi selama beribu-ribu jam pada suhu 1400-1500 darjah, yang berkembang di dalam relau kaca.

Kaca Elit Czech, yang menelan belanja yang hampir hebat, dibuat di dalam mangkuk pijar platinum.

Sudah tentu, industri kimia tidak boleh melalui bahan sedemikian yang sangat tahan terhadap haba dan reagen yang paling kaustik. Di dalamnya, mangkuk pijar, hidangan lain untuk penyelidikan dan makmal pakar, terutamanya industri bersih diperbuat daripada platinum.

Jadi, betul-betul berdasarkan Pt mencipta beberapa peranti yang digunakan dalam penciptaan hablur semikonduktorv. Hanya di dalam mereka adalah mungkin untuk mewujudkan keadaan sedemikian apabila kepekatan kekotoran akan kurang daripada 1 atom per juta. Malah dalam mangkuk pijar platinum, kristal dihasilkan yang diperlukan untuk mencipta laser dan untuk sesentuh dalam kejuruteraan elektrik arus rendah.

Logam ini pergi lebih jauh ke dalam:

• cermin yang digunakan di dalam laser;
• balas untuk penghasilan asid hidrofluorik dan perklorik;
• anod tidak larut untuk peralatan penyaduran elektrik;
• termometer rintangan;
• bahagian berasingan peralatan gelombang mikro;
• ubat yang menindas beberapa bentuk kanser;
• pengeluaran syiling dan lencana, pingat dan pesanan;
• peralatan untuk mensintesis vitamin dan beberapa persediaan farmakologi lain.

Dari awal lagi, anda perlu fokus pada harga. Platinum dengan kehalusan yang sama akan sekurang-kurangnya tiga kali lebih mahal daripada emas... Lebih-lebih lagi, tidak begitu banyak tukang emas yang bekerja dengannya. Majoriti pengrajin sedemikian bekerja di Eropah Barat. Adalah dinasihatkan untuk memberi tumpuan kepada perhiasan dari sana. Tetapi jangan percaya tanda harga dan kata-kata penjual, tetapi menuntut sijil rasmi.

Penambahan kobalt dan rutenium boleh meningkatkan jangka hayat produk. Barang kemas yang ditambah dengan iridium lebih cenderung tercalar, tetapi ia menjimatkan wang. Sampel mesti dipilih terlebih dahulu dengan mengambil kira keupayaan kewangan anda.

Dan beberapa petua lagi:

• platinum digabungkan secara visual dengan mana-mana batu berharga;
• pilihan terbaik (jika dana tersedia) adalah menggabungkannya dengan berlian;
• batu yang dimasukkan mesti sesuai dengan konsep umum;
• huruf terukir dan reka bentuk boleh cepat keluar dari gaya;
• dan sudah tentu, anda perlu pergi ke kedai barang kemas rasmi, dan bukan ke kedai runcit pertama yang anda temui dalam perjalanan atau ke kiosk di tengah-tengah laluan bawah tanah.

Tiada keperluan khusus di sini. Pembersihan biasanya dilakukan dengan agen pembersih khusus platinum. Anda boleh membelinya di kebanyakan kedai barang kemas. Sesetengah orang menggunakan air sabun tak tepu atau ammonia yang sangat cair. Kadangkala detergen pencuci pinggan cecair juga digunakan; walau bagaimanapun, sabun dan gel dianggap menyebabkan kehilangan kilauan.

Ia dijalankan hanya oleh tukang emas berpengalaman menggunakan peralatan khas. Simpan item platinum secara berasingan daripada barang kemas yang diperbuat daripada logam lain. Ini akan melindungi mereka daripada ubah bentuk apabila disentuh dengan objek yang lebih keras.

Nilai platinum yang tinggi bukan sahaja disebabkan oleh sifat uniknya sendiri, tetapi juga oleh kelangkaan perbandingannya. Dianggarkan walaupun dalam deposit (seperti di seluruh kerak bumi), kepekatan Pt adalah 30 kali lebih rendah daripada kepekatan emas. Dari 1828 hingga 1845 syiling platinum dibuat di negara kita. Nilai muka mereka ialah 3, 6 dan 12 rubel, dan jumlah keseluruhan logam yang digunakan melebihi 14 tan. Platinum jatuh ke dalam kategori logam berharga hanya pada tahun 1751 - kira-kira 200 tahun telah berlalu sejak ia dikenali di Eropah.

Dan di negara kita, dalam 10 tahun pertama perlombongan, sebanyak platinum telah diekstrak seperti di seluruh Amerika selama berabad-abad sebelum penemuan deposit Ural. DAN di Rusialah kedua-dua nuget yang terbesar (biasanya dicairkan semula) dan yang terbesar ditemui. Platinum menerima status unsur kimia pada tahun 1735, apabila D. Scaliger Itali membuktikan ketaklarutannya; sebelum ini ia dianggap sebagai bahan yang mudah.

Platinum tulen secara kimia telah diasingkan daripada bijih hanya 68 tahun kemudian di England. Dalam bentuk logamnya, ia sepenuhnya neutral secara biologi. Walau bagaimanapun, sebatian individu (terutamanya dengan fluorin) boleh menjadi sangat mengancam nyawa. Dan pada tahun 1867, semua stok platinum Rusia (sejurus selepas pembatalan moratorium jualan) telah dibeli oleh England. Tetapi walaupun pada tahun pertama abad kedua puluh, negara kita menyumbang sekurang-kurangnya 90% daripada pengeluaran dunia (kerana rizab hebat di selatan Afrika hanya ditemui pada pertengahan 1920-an).

Oleh itu, tidak menghairankan bahawa pada Mei 1918 sebuah institut khas untuk kajian platinum telah diwujudkan. Kini ia adalah sebahagian daripada Institut Kimia Am dan Bukan Organik. Mineral yang mengandungi platinum tertentu juga mengandungi antimoni, arsenik atau sulfur, tetapi ia kurang biasa daripada sebatian dengan logam. Oleh itu, mineral Norilskite yang dilombong di utara Wilayah Krasnoyarsk mengandungi 25% besi dan 26% nikel. Adalah pelik bahawa pada salah satu peringkat pengeluaran industri platinum, penyelesaian gula boleh digunakan.

Dan nama-nama logam ini agak pelbagai: ia dipanggil "emas busuk" dan "emas katak". Hablur kecilnya mempunyai bentuk padu. Pada mulanya, pada separuh pertama abad ke-19, cincin dan gelung untuk tong dibuat daripada platinum di negara kita. Dari segi kekonduksian elektrik, logam ini lebih rendah daripada tembaga, dan aluminium, dan perak. Platinum mula teroksida dengan oksigen atmosfera hanya pada suhu melebihi 200 darjah.

Untuk maklumat lanjut tentang platinum dan sifatnya, lihat video.