Платина

Од Википедија, слободната енциклопедија
Прејди на: содржини, барај


78 иридиумплатиназлато
Pd

Pt

Ds
Pt-TableImage.png
Општо
Име, симбол, број платина, Pt, 78
Група, период, блок 10, 6, d
Изглед сивкасто бел
Pt,78.jpg
Стандардна атомска маса 195,084(9) g·mol−1
Електронска конфигурација [Xe] 4f14 5d9 6s1
Електрони по обвивка 2, 8, 18, 32, 17, 1
Физички својства
Состојба цврста
Густина (близу собна температура) 21,45 g·cm−3
Течна густина на точка на топење 19,77 g·cm−3
Точка на топење 2041,4 K
(1768,3 °C, 3214,9 °F)
Точка на вриење 4098 K
(3825 °C, 6917 °F)
Топлина на фузија 22,17 kJ·mol−1
Топлина испарување 469 kJ·mol−1
Специфичен топлински капацитет (25 °C) 25,86 J·mol−1·K−1
Притисок на пареа
P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
at T/K 2330 (2550) 2815 3143 3556 4094
Атомски особини
Кристална структура коцкасти кристали
0,3520 nm
Оксидационен број 1, 2, 3, 4, 5, 6
(благо базичен оксид)
Електронегативност 2,28 (Полингова скала)
Јонизациски енергии
| 1st: 870 kJ·mol−1
2nd: 1791 kJ·mol−1
3rd: kJ·mol−1
Атомски радиус 135 pm
Атомски радиус (пресм.) 177 pm
Ковалентен радиус 128 pm
Ван дер Валсов радиус 175 pm
Разно
Магнетна подреденост парамагнетен
Електрична отпорност (20 °C) 105 nΩ·m
Топлинска спроводливост (300 K) 71,6 W·m−1·K−1
Топлинско ширење (25 °C) 8,8 µm·m−1·K−1
Брзина на звук (тенка прачка) (собна температура) 2800 m·s−1
(Јунгов) модул на еластичност 168 GPa
модул на стрижење 61 GPa
Компресибилен модул 230 GPa
Пуасонов коефициент 0,38
Мохсова цврстина 4-4,5
Викерсова цврстина 549 MPa
Бринелова цврстина 392 MPa
CAS-број 7440-06-4
Референци
платинска руда
алхемискиот симбол за платина бил создаден со спојување на симболот на злато и сребро

Платина е хемиски елемент кој се означува со симболот Pt и има атомски број 78. Се наоѓа во 10. група во периодниот систем на елементите. Претставува тежок, драгоцен, сивкасто-бел преоден метал. Отпорен е на корозија и може да се најде во некои руди заедно со никел и бакар, а и други додатоци. Платината, позната и како бело злато, често се користи за изработка на накит. Исто така се користи и во лабораториска опрема, електрични контакти, стоматологијата и во автомобилската индустрија.

Платина[уреди]

Платинската Група Метали ( вклучува платина, паладиум, родиум, иридиум, осмиум и рутениум): Тие обично се наоѓаат заедно во природата и се едни од најоскудните метални елементи. Платината пред се, се користи како катализатор за контрола на автомобилските и индустриските емисии, како катализатор за производство на киселини, органски хемикалии и лекови. Платинската Група Метали (ПГМ) се користи за правење на стаклени влакна кои се користат за фибер-армирана пластика и други усовршени материјали, во електичните контакти, во кондензатори и отпорни филмови кои се користат во електричните кола, во денталните легури кои се користат за правење навлаки и мостови, во изработката на накит. Русија и Јужна Африка ги имаат речиси целокупните резерви. Примерокот на сликата е Сперилит, тој е многу редок но е единственото родно соединение на платина.

Позадина[уреди]

Името платина се однесуа на минерал, елемент и група на метали. Како елемент, платина (со хемиски симбол Pt) е сребрено - сив метал со атомски број 78. Припаѓа на групата елементи составена од метали со слични физички карактеристики. Тие се меѓу најретките елементи на Земјата. Тие имаат висока точка на топење, густи или тешки (минералогистите велат дека тие имаат висока специфична гравитација), и не се активни на другите елементи и јони. Платинската група метали вклучува: рутениум (44), родиум (45), паладиум (46), осмиум (76), иридиум (77) и платина (78). Од овие елементи само платината и паладиумот се наоѓаат чисти во природата. Другите се наоѓаат во природата како природни легури со платина и злато, на пример. Во индустријата луѓето ја сметаат оваа група метали како платинска група метали, или едноставно ПГМ. Како минерал, платината се јавува во темни силикатни камења со минерали кои содржат железо и магнезиум. Обично се наоѓаат како фини зрна или шушки расфрлани низ каменот, а ретко како големи грутки. Кристалните цртежи овде се од многу ретки кристални легури на платина од Русија. Платината е метал и како златото и среброто, ковлива (може да биде кована во различни форми) и еластична (може да се направи жица). Најприродната платина што ја има е всушност смеса од платина и иридиум.

Име[уреди]

Платината била позната и користена уште во антиката во Јужна Америка, каде што користењето на платината било откриено од Антонио де Улоа од Шпанија во 1735 година. Бидејќи има сребрено-сива боја, го добила името од шпанскиот збор за сребро, plata.

Извори[уреди]

Геолошки, платината се наоѓа во тенки слоеви на метални руди наречени сулфиди. Овие сулфидни руди се пронаоѓаат во мафикни огнени камења (односно, темни огнени камења, кои во поголем дел се составени од железо и магнезиум). Во САД, единствените рудници кои содржат платинска група метали се оние што геолозите ги викаат Stillwater Cimplex of Montana (Комплекс на Железнавода на Монтана). Во последните години, старите рудници се проширени и отворен е нов рудник во овој комплекс. Малите количини на ПГМ се надоместени со бакар во Тексас и Јута. Во 1922 година големи количини на платина се пронајдени во Планината Урал во Русија. Русија продолжува да биде важен светски извор на ПГМ до ден денес. Најпродуктивните рудници на ПГМ се во Јужна Африка во геолошкиот регион познат како Бушвелд Комплекс. Канада, Зимбабве и Австралија се исто така производители на ПГМ. Значајни количини на платина годишно се произведуваат од рециклажа. Ова наќин на добивање по пат на рециклирање ќе продолжи да биде важен дел за добивање на ПГМ во иднина.

Употреба[уреди]

Најмногу платината се користи за производство на каталитички конвертори во автомобилските системи за издувни гасови. Целта е да се ограничат хемикалиите кои произведуваат смог кој доаѓа од согорувањето на бензинот. Кога мотор со внатрешно согорување троши бензин, се произведуваат нитроген оксиди (Nox). Издувните гасови одат преку каталитичкиот конвертор кој што содржи платина и иридиум. Гасовите во конверторот се од 0.1 до 0.4 секунди и во тоа многу кратко време, 75% од нитроген оксидот се конвертира во нитроген и оксиген. Повеќе од 95% на карбон моноксидот и други хидрокарбони се оксидираат во издувните гасови. Платината ја намалува потребната енергија за да се предизвикаат хемиските промени. Резултат на тоа е драматично намалување на загадувањето на воздухот. Иако една третина од целата платина се користи во автомобилската индустрија, постојат и неколку други нејзини употреби. Во легура со златото, среброто и бакарот се користи за дентална употреба. ПГМ се користен и во хемотерапијата, особено во борбата против леукемијата. Соединението платина-иридиум се користи за правење биомедицински машини. Легура на платина и осмиум се користи пасмејкери за да ја регулираат функцијата на срцето и во заменувањето на срцевите вентили.

Супститути и алтернативни извори[уреди]

Некои фабрики користат поефтин паладиум во замена на платинаот во каталичките конвертори. Како компонента на каталички конвертор во дизел машините, паладиумот се покажа дека е подобар од платината. Иако платината - содржејќи примеси на злато бил означен како 700 ВС, присуството на овој метал е повеќе непожелно отколку намерно. Референциите на сиви, густи камчиња измешани со алувијални златни депозити биле направени од Исус во 16тиот век. Овие камчиња не можат да бидат мелени посебно но може да се легурираат и флашифицираат со злато до тој опсег шро златните шипки ќе станат кршливи и невозможни да се оформуваат. Камчињата станаа познати како platina del Pinto—односно, гранули од сребрениот материјал од Пинто Ривер, притока на Сан Хуан Ривер во регионот Чоко во Колубија. Ковливиот платина, добиен само преку прочистување до суштински чист метал, најпрво беше произведен од францускиот физичар П.Ф.Чабано во 1789 година; беше иработен пехар кој му беше претставен на Папата Пиус 5ти. Откривањето на паладиумот беше потврдено во 1802 година од Англискиот хемичар Вилијам Воластн, кој го именуваше за астероид Палас. Воластон значајно го потврди откривањето на друг елемент присутен во рудата на платинаот; овој го нарече родиум, според розевата боја на неговите соли. Пронаоѓањето на иридиумот ( наречен според Ирис, Бог на виножитото, заради разнобојноста на своите соли) и осмиумот (од Грчкиот збор за „мирис“, заради хлорниот мирис на својот испарлив оксид) беа потврдени од Англискиот хемичар Сминсон Тенант во 1803 година. Француските хемичари Хиполит-Виктор Колет-Дескотлис, Антоан-Франсоа Фуркроа, и Николас-Луис Вакелин ги идентифицираа двата метали речиси во исто време. Рутениум, последниот елемент кој е изолиран и идентификуван, му беше дадено име базирано на Латинскиот збор за Русија од Рускиот хемичар Карл Карлович Клаус во 1844 година. За разлика од златото и среброто, кои може да бидат изолирани во споредбена чиста состојба со едноставна преработка со оган, платинаските метали бараат комплексно водно хемиско процесирање за нивна изолација и идентификација. Бидејќи овие техники не беа достапни до крајот на 19ти век, идентификацијата и изолацијата на платинаската група заостанува позади среброто и златото со илјадници години. Високите точки на топење на овие метали ги ограничуваат нивните апликации додека истражувачите во Британија, Франција, Германија и Русија развија методи за консолидирање и обработување на платинаот во корисни форми. Модернизирањето на платинаот во фин накит започна околу 1900 година, но, додека оваа апликација останува важно дури до денес, ова беше направено за индустриска употреба. Паладиумот стана многу посакуван метал за контактни точки во телефонијата и други жични комуникативно системи, каде што обезбедува долг живот и високо ниво на релиабилност, и платинаот, бидејќи неговото отпорност на ерозија, беше инкорпорирана во авијацијата за време на Втората Светска Војна. После експанзијата на војната на молекуларни конверзни техники во преработката на петролеумот се создаде голема побарувачка на каталитички размери на платинаските метали. Оваа побарувачка уште повеќе порасна во 1970тите, каде автомотивната емисија се стандардизира во САД и други земји водени од користењето на платинаските метали во каталитичка конверзија на издувните гасови.

Руди[уреди]

Со исклучокот на мали алувијални депозити на платина, паладиум и иридиосмин (легура на иридиум и осмиум), виртуелно не постојат руди во кои поголемиот метал е од платинаската група. Платинаските минерали се обично високо десеминизирани во сулфидни руди, посебно никел минерал пентлантид (Ni,Fe)9Ѕ8. Најпознатата платина –група минерали вклучува лаурит (RuS2), ирарсит(Ir,Ru,Rh,Pt)AsS осмиридиум (Ir,Os), коперит (PtS) и брагит( Pt,Pd)S.

Минирање и концентрирање[уреди]

Најголемите Јужно Африкански и Канадски депозити се истражени со подземно минирање. Виртуелно сите платинаски-групи метали се закрепнати со бакар или никел сулфид минерали, кои се концентрирани со флотациска разделба. Топењето на концентрираните производи, смеса која е составена од бакарни и никелни сулфиди. Солидна смеса содржи 15 до 20 проценти платина-група на метали. Некоѓаш гравитационото раздвојување е приоритет на флотацијата; овие резултати во концентриран состав до 50 проценти платина метали, го прават топењето непотребно.

Екстракција и преработка[уреди]

Хемиското раздвојување на платинаската група на метали е меѓу најсложените и најпредизвикувачки метални раздвојувања. Краток опис на процедурте за изолирање на платинаската група на метали е објаснета подолу, преоследена со опис на техниките.

Индивидуална солубилизација[уреди]

Класичната процедура за раздвојување на платинаските метали започнува со минералниот концентрат изведена како што е опишано погоре. Платинаот е преципитиран од решението со амониум хлоридот и резултитирачката сурова платинаска сол е поткрепена со филтрација и потоа подложена на раставување во правлива метална форма. Паладиумот, кој останува во состојба кога платинаот беше предизвикан, сега е предизвикан со додавањето на амониа. Откако солите на паладиумот се филтрирани, тие се преобразени во форма на чисти соли и ова е претворено во метална форма, обични со хемиско намалување со формичен ацид. Одобрувањето оставено од мешањето на оригиналниот минерален концентрат содрши родиум, иридиум, рутениум и осмиум. Ова е направено со стопен натриум бисулфат за да го претвори родиумот во родиум сулфат. Суровиот родиумски метален производ е конвертиран во сол со реакција на хлорин и натриум хлорид на висока температура, потопени во вода, предизвикани со натриум нитрат, филтрирани, повторно потопени и предизвикани со амониум хлорид. Ова конечно предизвикување е намалено на чиста ,етална прав.

Симултана солубилизација[уреди]

Симултаната солубилизација на платинаските метали може да биде завршена со фузирање на металниот концентрат добиена од бакар и никел сулфидни руди со алуминиумски метал, дисолвирајќи го алуминиумот и третирајќи го одобрувањето со хидрохлориени ацид и хлорин. Индивидуалните состојби на металот потоа се третирани со конвенционални техники за да ги претворат различните метали во чиста состојба.

Консодилација[уреди]

Иреспективноста на користениот процес на хемиско раздвојување, платинаските метали се претворени во фино поделена форма на метален прав. Тие можат да бидат претворени во масвна метална форма со електролитно топење. Металите со пониска точка на топење паладиумот и платинаот може да биде споена со индукција на техниките на топење.

Металите и нивните легури[уреди]

Механичките карактеристики на шесте платинаски метали брзо се шират. Платинаот и паладиумот меки и многу еластични; овие метали и повеќето од нивните легури може да бидат обработувани жешки или ладни. Родиумот е обработуван топло, но ладната обраборка може подоцна да биде направена со фреквентно анеалирање. Иридиумот може да биде топло обработуван како рутениумот, но со потешкотии; ниту еден метал не може да биде ладно-обработен. Осмиумот е најтешкиот елемент во групата и ја има највисоката точка на топење, но неговата оксидација е ограничување. Иридиумот е најотпорен на корозија од платинаските метали, додека родиумот е проценет за задржување на своите карактеристики на високи температури.

Структурална примена[уреди]

Откако прочистениот платина е екстремно мек, и е подложен на гребење и уништување. Со цел да ја подобрат цврстината, легурирано е со други елементи. Платинаскиот накит е многу популарен во Јапонија, каде е наречен „hakkin“, или бело злато. Легурите за накитот вклучуваат 90% платина, 10% паладиум. Додавањето рутениум на платина-паладиум легурите ја зголемува нивната цврстина и ја одржува нивната оксидирачка издржливост. Легурите на платина-паладиум-бакар се користени во многу продукти, откако овие легури се поцврсти од платина-паладиум легури се уште поефтини. Тигелот користен за една-кристална продукција во полупроводничката идустрија бара корозирачка отпорност и стабилност на висока температура. За оваа примена, платинаот, платина-родиумот и иридиумот се најдобро сместени. Платина-родиум легурите се вклучени во производството на тремопарови кои се способни за мерење температура повисока од 1.800 степени. Паладиумот е користен и во чиста и во легурна состојба за различни електрични примени и за дентални легури. Родиумот, рутениумот и осмиумот се легурни елементи за другите платинаски групи метали.