Platina: eigenschappen en toepassingen

Stoffen die in de natuur voorkomen, zijn een bijna onuitputtelijk onderwerp voor verhalen. Bovendien zijn ze niet allemaal even bekend. Het is absoluut noodzakelijk om, in ieder geval voor algemene ontwikkeling, de belangrijkste punten van platina, de eigenschappen en toepassingskenmerken ervan te achterhalen.

Degenen die enkele decennia geleden van school zijn afgestudeerd, zouden vol vertrouwen zeggen dat platina een metaal is van een zijsubgroep van de 8e groep van Mendeleev's Periodiek Systeem der Elementen. Deze classificatie is echter achterhaald en nu behoort platina tot de 10e groep elementen.

Het is onmogelijk om te zeggen hoe dit metaal eruitziet in de natuur. In zijn pure vorm kan het inderdaad alleen kunstmatig worden verkregen. Platina-ertsen hebben slechts kleine insluitsels van de hoofdsubstantie. Fysisch gezien zijn het isomorfe mengsels van Pt met:

• koper;
• ijzer;
• nikkel;
• zilver;
• verschillende metalen uit de platinagroep.

Platina-ertsen zijn overal verspreid. De meeste van hen zijn geconcentreerd in de Nieuwe Wereld. Dat is waarom de eer van de ontdekking van platina behoort toe aan de oude Indianen... Zelfs experts weten niet wanneer ze precies begonnen met het delven van dit metaal. Maar na de ontdekking van platina door Europeanen bleek zijn rol in de economie nogal negatief.

Geen wonder dat ze in 1735 in Spanje besloten om de invoer van eerder gewonnen platina in de metropool te verbieden. Wat opnieuw in Colombia werd gewonnen, moest zorgvuldig worden gescheiden van zilver en in rivieren worden overstroomd. En alles wat ze in Spanje zelf wisten te importeren, verdronk in een plechtige atmosfeer in de zee.

Maar het is merkwaardig dat er minder dan een halve eeuw is verstreken sinds Madrid, integendeel, een koers uitstippelde voor een grotere import van platina-grondstoffen. Toen begonnen ze het op nationale schaal te gebruiken om munten van andere edele metalen te vervalsen. Volgens verschillende bronnen was er in 1820 3 tot 7 ton platina in Europa. Het was daaruit dat de normen van de meter en kilogram in Frankrijk werden gemaakt. Maar het had nog lange tijd geen serieuze toepassing.

Het soortelijk gewicht van puur platina is 21,45 gram per kubieke meter. zie Het smelt bij een temperatuur van ongeveer 1768 graden Celsius. Koken (verdampen) vindt plaats bij 3825 graden. Het zijn deze temperatuurkenmerken die het lange tijd niet toestonden om puur metaal niet te isoleren, laat staan ​​​​om het gebruik ervan vast te stellen. Bovendien is platina harder dan goud en zilver en is het vrij moeilijk om het mechanisch te bewerken.

Dit metaal is kneedbaar en kneedbaar. De treksterkte is behoorlijk indrukwekkend.

Het lost alleen op in:

• koninklijke wodka;
• vloeibaar broom;
• verwarmd zwavelzuur (maar extreem langzaam).

Daarom heeft het geen zin om het naar een magneet te brengen om het te scheiden van zilver of goud. Je hoeft alleen maar te begrijpen dat er geen pure platina sieraden zijn. Ze kunnen verschillende concentraties ijzer en nikkel bevatten, en het zijn juist deze onzuiverheden die vrij goed op de magneet reageren.

Nieuwsgierig dat in de microkosmos kan platina heel goed magnetische eigenschappen hebben. Natuurkundigen in het experiment wisten ze te vinden in de buurt van de atomaire laag van het metaal; de opening werd aangekondigd in 2018. Om ferromagnetische eigenschappen aan een stof te geven, moest een ionische vloeistof worden gebruikt - een nieuw type stof dat speciaal tijdens onderzoek is ontstaan. Wat betreft de kleur van platina, in de natuur is het geschilderd in een zilverwitte tint. Soms zijn er ook donkergrijze exemplaren.

Het is belangrijk om platina-erts uit de ingewanden van de aarde te halen, hiervoor zijn er verschillende manieren.

Ondanks de oorspronkelijke vondst van platinaafzettingen in Zuid-Amerika, bevindt de grootste afzetting ter wereld in de 21e eeuw zich in Afrika. Om precies te zijn, dan in Zuid-Afrika. Bushveld-complex - een gigantische opeenhoping van metalen uit de platinagroep; er wordt aangenomen dat het 2 miljard jaar geleden verscheen als gevolg van vulkanische processen. In vorm lijkt het Zuid-Afrikaanse veld op een "plaat" met een diameter van 370 km. Het complex bestaat uit verschillende horizonten die landinwaarts zijn gericht.

Tegelijkertijd is de dikte van de afzettingen in 2 van de drie horizonten slechts ongeveer 1 m. De Platrif-horizon, die momenteel actief wordt ontwikkeld, heeft op verschillende plaatsen een dikte van 5-90 m. Het wordt op een open manier gedolven. Het complex werd in 1924 geopend. Van hieruit gaat ¾ van al het gedolven platina naar de wereldmarkt.

Maar ook vandaag staat ons land op de lijst van toonaangevende landen in de winning van platinaerts. Toegegeven, het staat al op de tweede plaats, 5,8 keer achter Zuid-Afrika. Het edelmetaal wordt ook geëxporteerd vanuit Rusland. De derde lijn op de wereldranglijst wordt ingenomen door Zimbabwe, waar ongeveer 3 keer minder platina wordt gewonnen (9 ton).

En ook platina wordt gewonnen:

• VS (6000 kg);
• Canada (ongeveer 5000 kg);
• andere staten (6100 kg samen).

Dit metaal kan zowel door open- als mijnmethoden worden gewonnen. Steengroeven bevinden zich voornamelijk waar secundaire placers worden gevonden. Op deze plaatsen werd platina afgezet na mechanische vernietiging van de primaire afzettingen. Maar geologen hebben lang ontdekt dat het meeste ervan is geconcentreerd in ondergrondse lagen nikkelerts. Mijnbouw verschilt weinig van het werken met andere metallische mineralen; het is vermeldenswaard slechts een aanzienlijk deel van de handenarbeid.

Na verrijking stijgt de concentratie met 3 ordes van grootte. Bij het Bushveld-complex vereist de winning van 1 kg platina uiteindelijk (rekening houdend met technologische verliezen) het optillen van 500-1500 kg erts. Vervolgens wordt het halffabrikaat verwerkt in raffinage metallurgische ovens en speciale converters; maar het uiteindelijke resultaat wordt pas bereikt na raffinage, wanneer de metaalconcentratie 99,5% is.

Platina is beter dan goud omdat het sterker is dan dat. Daarom is de levensduur van platinaproducten veel hoger. Het is veel moeilijker om ze te krabben. Als gevolg hiervan zullen dit soort sieraden (en niet alleen) minder snel worden gerepareerd. Verouderd platina is nog meer verschillend van goud.

Dankzij de patina krijgt het een grijze kleur met een matte glans. Veel dragers proberen van dit effect af te komen en hun sieraden op te poetsen. Volgens andere mensen de patina maakt het edelmetaal, zo niet nog waardevoller, dan in ieder geval interessanter. Zonder het live te zien, is het onwaarschijnlijk dat het mogelijk zal zijn om de juiste beslissing te nemen. De rhodiumlaag op het witte goud zal geleidelijk slijten en het zal veel geler worden.

Ze vervagen ook geleidelijk en ze zullen systematisch moeten worden schoongemaakt. Ten slotte zilver is chemisch actief en zal onvermijdelijk reageren met de meest voorkomende stoffen, zelfs met zuurstof uit de lucht. Al dit verschil ten gunste van platina wordt echter overschaduwd door het feit dat het merkbaar minder beschikbaar is dan goud en nog meer zilver.

Wolfraam is vergelijkbaar met platina. Maar het is aanzienlijk goedkoper, terwijl de sterkte van wolfraamproducten ook hoog is. Het probleem is dat wolfraam veel moeilijker te verwerken is in zijn normale vorm. Het opnieuw ontwerpen van een wolfraamring en het aanpassen van de maat is geen gemakkelijke taak, zelfs niet met de technologie van de 21e eeuw. Dezelfde problemen doen zich voor bij het gebruik van titaniumimitaties.

Er zijn nogal wat soorten platinalegeringen. De meeste sieraden zijn gemaakt van 950 metaal, dat 95% puur platina bevat. Soms kun je de 900e legering vinden. De voor de hand liggende nadelen zijn niet te verzadigde kleuren en niet-indrukwekkende glans. Daarom verliest het in esthetische termen veel aan 950 metaal.

Legeringen van platina met iridium zijn wijdverbreid. Hoe meer deze tweede component, hoe ongevoeliger de verbinding zal zijn. Het kristallisatiebereik van platina-iridiumlegeringen is relatief smal. Ook de hardheid en sterkte van de stof nemen aanzienlijk toe.

Voor verschillende doeleinden kan platina ook worden gelegeerd met:

• koper;
• ruthenium;
• palladium;
• nikkel;
• rhodium.

Een zeer groot deel van platina wordt in de industrie gebruikt. Technologen waarderen ten zeerste de eigenschap van dit metaal om verschillende chemische reacties te versnellen zonder te consumeren. Tegenwoordig wordt het soms gebruikt in de geneeskunde, voornamelijk voor tandprothesen. Al in het midden van de vorige eeuw was dit gebruik verantwoordelijk voor enkele procenten van alle platina die werd gewonnen. Dit aantal neemt geleidelijk toe.

Het gebruik ervan is ook wijdverbreid bij de productie van salpeterzuur (als oxidatiemiddel van ammoniak). Toegegeven, in dit geval wordt vaker een platina-rhodiumlegering gebruikt en geen puur metaal. De redenen voor deze voorkeur zijn alleen van belang voor technologen en vallen buiten het bestek van dit artikel.Een ander edelmetaal wordt gebruikt bij de productie van zwavelzuur, hydrogenering van koolwaterstoffen, acetyleen, ketonen.

Maar platina wordt ook veel gebruikt in de olieraffinage-industrie. Het is een uitstekende katalysator om de productie van benzine te versnellen. In de destillatiekolommen wordt geen gaas geplaatst, zoals wel eens wordt gedacht, maar een fijn verdeeld platinapoeder. Het is duurzamer dan zowel molybdeen als vanadium. En ook in het voordeel van platina blijkt uit de verhoogde efficiëntie.

Platina kan worden gebruikt in weerstandscontacten van elektrische ovens. Je vindt het in veel andere elektrische contacten.

Platina-kobaltlegering is nodig om magneten te maken die compactheid en geweldige prestaties combineren.

Veel automobilisten gebruiken impliciet dagelijks platina voor zichzelf. In auto's zit het voornamelijk in katalysatoren. Dit metaal helpt de toxiciteit van uitlaatgassen te verminderen, waardoor de toestand van de stedelijke atmosfeer verbetert. De platinacoating in de katalysator wordt aangebracht op een monolithisch keramisch element.

Terugkerend naar de geneeskunde, is het vermeldenswaard dat unieke chirurgische instrumenten worden gemaakt op basis van platina. Ze kunnen worden gedesinfecteerd met alcoholbranders zonder dat speciale reagentia nodig zijn. Tandartsen werken graag met instrumenten die bedekt zijn met een dun laagje platina. Platina-iridium-elektroden worden gebruikt om het hartritme te regelen en voor protheses bij gehoorproblemen.

Maar men kan niet anders dan de rol van "wit metaal" op andere gebieden noemen.

Dus, er is veel vraag naar bij de glasproductie... Of liever gezegd, geen vensterglas, maar optische glazen van hoge kwaliteit. Rhodium-platina verbinding helpt om glasvezel matrijzen minder dan 1 mm dik te maken. Het functioneert al vele duizenden uren bij een temperatuur van 1400-1500 graden, die zich ontwikkelt in glasovens.

Elite Tsjechisch glas, dat bijna fantastisch geld kost, wordt gemaakt in platina smeltkroezen.

Natuurlijk kon de chemische industrie niet voorbijgaan aan zo'n stof die zo bestand is tegen hitte en de meest bijtende reagentia. Het wordt gebruikt om smeltkroezen te maken van platina, andere gebruiksvoorwerpen voor onderzoek en deskundige laboratoria, voor bijzonder schone industrieën.

Dus, precies maak op basis van Pt enkele apparaten die worden gebruikt bij het maken van halfgeleiderkristallenv. Alleen binnenin is het mogelijk om dergelijke omstandigheden te creëren wanneer de concentratie van onzuiverheden minder dan 1 atoom per miljoen zal zijn. Zelfs in platinakroezen worden kristallen geproduceerd die nodig zijn voor het maken van lasers en voor contacten in de laagstroom-elektrotechniek.

Dit metaal gaat verder in:

• spiegels gebruikt in lasers;
• retorten voor de productie van fluorwaterstof- en perchloorzuur;
• onoplosbare anoden voor galvaniseerapparatuur;
• weerstandsthermometers;
• afzonderlijke onderdelen van magnetronapparatuur;
• medicijnen die sommige vormen van kanker onderdrukken;
• productie van munten en insignes, medailles en bestellingen;
• apparatuur voor het synthetiseren van vitamines en enkele andere farmacologische preparaten.

Vanaf het begin moet u zich concentreren op de prijs. Platina met een identieke fijnheid zal minstens drie keer duurder zijn dan goud... Bovendien werken er niet zo veel juweliers mee. De overgrote meerderheid van dergelijke ambachtslieden werkt in West-Europa. Het is raadzaam om vanaf daar te focussen op sieraden. Maar vertrouw het prijskaartje en de woorden van de verkopers niet, maar eis officiële certificaten.

De toevoeging van kobalt en ruthenium kan de levensduur van het product verlengen. Iridium-toegevoegde sieraden hebben meer kans op krassen, maar het bespaart geld. Het monster moet allereerst worden gekozen rekening houdend met uw financiële mogelijkheden.

En nog een paar tips:

• platina wordt visueel gecombineerd met edelstenen;
• de beste optie (als er geld beschikbaar is) zou zijn om het te combineren met diamanten;
• de geplaatste stenen moeten overeenkomen met het algemene concept;
• gegraveerde letters en ontwerpen kunnen snel uit de mode raken;
• en natuurlijk moet je naar een officiële juwelier, en niet naar de eerste winkel die je onderweg tegenkomt of naar een kiosk in het midden van een onderdoorgang.

Er zijn hier geen specifieke vereisten. Reiniging gebeurt meestal met platina-specifieke reinigingsmiddelen. Je kunt ze bij de meeste juweliers kopen. Sommige mensen gebruiken onverzadigd zeepsop of sterk verdunde ammoniak. Soms worden ook vloeibare afwasmiddelen gebruikt; men denkt echter dat zepen en gels glansverlies veroorzaken.

Het wordt alleen uitgevoerd door ervaren juweliers met speciale apparatuur. Bewaar het platina item apart van sieraden gemaakt van andere metalen. Dit beschermt ze tegen vervorming bij aanraking met een harder voorwerp.

De hoge waarde van platina is niet alleen te danken aan zijn eigen unieke eigenschappen, maar ook aan zijn relatieve zeldzaamheid. Geschat wordt dat zelfs in afzettingen (zoals in de hele aardkorst), de concentratie van Pt 30 keer lager is dan de concentratie van goud. Van 1828 tot 1845 werden in ons land platina munten gemaakt. Hun nominale waarde was 3, 6 en 12 roebel, en de totale hoeveelheid verbruikt metaal was meer dan 14 ton. Platina viel pas in 1751 in de categorie van edele metalen - er zijn ongeveer 200 jaar verstreken sinds het bekend werd in Europa.

En in ons land hebben ze in de allereerste 10 jaar van mijnbouw evenveel platina teruggevonden als in heel Amerika in de eeuwen voorafgaand aan de ontdekking van de Oeral-afzettingen. EN het was in Rusland dat zowel de grootste (over het algemeen omgesmolten) als de grootste van de bestaande goudklompjes werden gevonden. Platina kreeg de status van chemisch element in 1735, toen de Italiaan D. Scaliger zijn onoplosbaarheid bewees; voorheen werd gedacht dat het een eenvoudige stof was.

Chemisch zuiver platina werd pas 68 jaar later in Engeland uit het erts geïsoleerd. In zijn metallische vorm is het volledig biologisch neutraal. Afzonderlijke verbindingen (voornamelijk met fluor) kunnen echter zeer levensbedreigend zijn. En in 1867 werden alle Russische voorraden platina (onmiddellijk na de opheffing van het moratorium op de verkoop) door Engeland gekocht. Maar zelfs in de eerste jaren van de twintigste eeuw was ons land goed voor minstens 90% van de wereldproductie (omdat er pas in het midden van de jaren twintig fantastische reservaten in zuidelijk Afrika werden gevonden).

Het is dan ook niet verwonderlijk dat in mei 1918 een speciaal instituut voor de studie van platina werd opgericht. Nu maakt het deel uit van het Instituut voor Algemene en Anorganische Chemie. Bepaalde platinabevattende mineralen bevatten ook antimoon, arseen of zwavel, maar komen minder vaak voor dan verbindingen met metalen. Zo bevat het mineraal Norilskiet dat in het noorden van het Krasnojarsk-gebied wordt gewonnen, 25% ijzer en 26% nikkel. Het is merkwaardig dat in een van de stadia van de industriële productie van platina een suikeroplossing kan worden gebruikt.

En de namen van dit metaal zijn behoorlijk divers: het wordt zowel "rottend goud" als "kikkergoud" genoemd. De kleine kristallen hebben een kubusvorm. Aanvankelijk, in de eerste helft van de 19e eeuw, werden in ons land ringen en hoepels voor vaten gemaakt van platina. In termen van elektrische geleidbaarheid is dit metaal inferieur aan koper, aluminium en zilver. Platina begint pas te oxideren met atmosferische zuurstof bij temperaturen boven 200 graden.

Zie de video voor meer informatie over platina en zijn eigenschappen.