Platino: proprietà e applicazioni

Le sostanze che esistono in natura sono un argomento quasi inesauribile per le storie. Inoltre, non tutti sono ugualmente conosciuti. È indispensabile scoprire, almeno per lo sviluppo generale, i punti principali associati al platino, le sue proprietà e le caratteristiche applicative.

Coloro che si sono diplomati a scuola diversi decenni fa direbbero con sicurezza che il platino è un metallo di un sottogruppo secondario dell'ottavo gruppo della tavola periodica degli elementi di Mendeleev. Tuttavia, questa classificazione è obsoleta e ora il platino appartiene al decimo gruppo di elementi.

È impossibile dire come appare questo metallo in natura. Infatti, nella sua forma pura, può essere ottenuto solo artificialmente. I minerali di platino hanno solo piccole inclusioni della sostanza principale. Dal punto di vista fisico sono miscele isomorfe di Pt con:

• rame;
• ferro da stiro;
• nichel;
• d'argento;
• vari metalli del gruppo del platino.

I minerali di platino sono sparsi ovunque. La maggior parte di loro è concentrata nel Nuovo Mondo. Ecco perchè l'onore della scoperta del platino appartiene agli antichi indiani... Anche gli esperti non sanno quando esattamente hanno iniziato a estrarre questo metallo. Ma dopo la scoperta del platino da parte degli europei, il suo ruolo nell'economia si è rivelato piuttosto negativo.

Non c'è da stupirsi che nel 1735 in Spagna abbiano deciso di vietare l'importazione di platino precedentemente estratto nella metropoli. Ciò che è stato nuovamente estratto in Colombia è stato ordinato di essere accuratamente separato dall'argento e allagato nei fiumi. E tutto ciò che sono riusciti a importare nella stessa Spagna è stato annegato nel mare in un'atmosfera solenne.

Ma è curioso che sia passato meno di mezzo secolo da quando Madrid, al contrario, ha avviato un aumento dell'importazione di materie prime di platino. Quindi hanno iniziato a usarlo su scala nazionale per falsificare monete da altri metalli preziosi. Nel 1820, secondo varie fonti, in Europa c'erano dalle 3 alle 7 tonnellate di platino. Fu da esso che furono realizzati in Francia gli standard del metro e del chilogrammo. Ma ancora non ha avuto alcuna applicazione seria per molto tempo.

Il peso specifico del platino puro è di 21,45 grammi per metro cubo. vedi Si scioglie a una temperatura di circa 1768 gradi Celsius. L'ebollizione (evaporazione) avviene a 3825 gradi. Sono queste caratteristiche di temperatura che per lungo tempo non hanno permesso di non isolare il metallo puro, tanto meno di stabilirne l'uso. Inoltre, il platino è più duro dell'oro e dell'argento ed è piuttosto difficile lavorarlo meccanicamente.

Questo metallo è malleabile e duttile. La sua resistenza alla trazione è piuttosto impressionante.

Si dissolve solo in:

• vodka reale;
• bromo liquido;
• acido solforico riscaldato (ma estremamente lentamente).

Pertanto, non ha senso portarlo su un magnete per separarlo dall'argento o dall'oro. Devi solo capire che non esistono gioielli in platino puro. Possono contenere varie concentrazioni di ferro e nichel, e sono proprio queste impurità che reagiscono abbastanza bene al magnete.

curioso che nel microcosmo, il platino può benissimo avere proprietà magnetiche. I fisici nell'esperimento sono riusciti a trovarli vicino allo strato atomico del metallo; l'apertura è stata annunciata nel 2018. Per conferire proprietà ferromagnetiche a una sostanza, era necessario utilizzare un liquido ionico, un nuovo tipo di sostanza creata appositamente durante la ricerca. Per quanto riguarda il colore del platino, in natura è dipinto in un tono bianco-argenteo. A volte ci sono anche esemplari grigio scuro.

È importante estrarre il minerale di platino dalle viscere della terra, per questo ci sono diversi modi.

Nonostante il ritrovamento originale di giacimenti di platino in Sud America, il più grande deposito al mondo nel 21° secolo si trova in Africa. Per essere più precisi, quindi in Sud Africa. complesso Bushveld - un gigantesco accumulo di metalli del gruppo del platino; si ritiene che sia apparso 2 miliardi di anni fa a causa di processi vulcanici. Nella forma, il campo sudafricano ricorda una "piastra" con un diametro di 370 km. Il complesso è composto da diversi orizzonti che si dirigono verso l'entroterra.

Allo stesso tempo, lo spessore dei depositi in 2 orizzonti su tre è solo di circa 1 m. L'orizzonte di Platrif, attualmente in fase di sviluppo attivo, ha uno spessore di 5-90 m in diversi punti. Viene estratto in modo aperto. Il complesso è stato inaugurato nel 1924. È da qui che di tutto il platino estratto va al mercato mondiale.

Ma anche oggi il nostro paese è incluso nell'elenco dei paesi leader nell'estrazione di minerali di platino. È vero, è già al secondo posto, 5,8 volte dietro al Sudafrica. Il metallo prezioso viene anche esportato dalla Russia. La terza linea della classifica mondiale è occupata dallo Zimbabwe, dove viene estratto circa 3 volte meno platino (9 tonnellate).

E anche il platino viene estratto:

• USA (6000kg);
• Canada (circa 5000 kg);
• altri stati (6100 kg insieme).

Questo metallo può essere estratto sia con metodi aperti che in miniera. Le cave si trovano principalmente dove si trovano i placer secondari. In questi luoghi il platino si è depositato dopo la distruzione meccanica dei depositi primari. Ma i geologi hanno da tempo scoperto che la maggior parte di essa è concentrata negli strati sotterranei di minerali di nichel. L'estrazione mineraria differisce poco dal lavoro con altri minerali metallici; vale la pena notare solo una parte significativa del lavoro manuale.

Dopo l'arricchimento, la sua concentrazione aumenta di 3 ordini di grandezza. Al complesso Bushveld, l'estrazione di 1 kg di platino alla fine (tenendo conto delle perdite tecnologiche) richiede il sollevamento di 500-1500 kg di minerale. Successivamente il semilavorato viene lavorato in forni metallurgici di raffinazione e convertitori speciali; ma il risultato finale si ottiene solo dopo la raffinazione, quando la concentrazione del metallo è del 99,5%.

Il platino è migliore dell'oro perché è più forte. Pertanto, la durata dei prodotti in platino è molto più elevata. È molto più difficile grattarli. Di conseguenza, questi tipi di gioielli (e non solo) hanno meno probabilità di essere riparati. Il platino invecchiato è ancora più diverso dall'oro.

Grazie alla patina acquista un colore grigio con una lucentezza opaca. Molti portatori cercano di eliminare questo effetto e lucidare i loro gioielli. Secondo altre persone, la patina rende il metallo prezioso, se non ancora più prezioso, quindi comunque più interessante. Senza vederlo dal vivo, è improbabile che sarà possibile prendere la decisione giusta. Lo strato di rodio sull'oro bianco si esaurirà gradualmente e diventerà molto più giallo.

Inoltre svaniscono gradualmente e dovranno essere sistematicamente puliti. Dopotutto l'argento è chimicamente attivo e reagirà inevitabilmente con le sostanze più comuni, anche con l'ossigeno atmosferico. Tuttavia, tutta questa differenza a favore del platino è oscurata dal fatto che è notevolmente meno disponibile dell'oro e ancor più dell'argento.

Il tungsteno è simile al platino. Ma è significativamente più economico, mentre anche la forza dei prodotti in tungsteno è elevata. Il problema è che il tungsteno è molto più difficile da trasformare nella sua forma normale. Ridisegnare un anello di tungsteno, regolarne le dimensioni non è un compito facile, anche con la tecnologia del 21° secolo. Le stesse difficoltà sorgono quando si utilizzano imitazioni di titanio.

Esistono diversi tipi di leghe di platino. La maggior parte dei gioielli è realizzata in metallo 950, che contiene il 95% di platino puro. A volte puoi trovare la 900a lega. I suoi ovvi svantaggi non sono il colore troppo saturo e la lucentezza inespressiva. Pertanto, in termini estetici, perde molto rispetto al metallo 950.

Le leghe di platino con iridio sono molto diffuse. Quanto più questo secondo componente, tanto più refrattario sarà il composto. L'intervallo di cristallizzazione delle leghe platino-iridio è relativamente ristretto. Anche la durezza e la resistenza della sostanza aumentano in modo significativo.

Per vari scopi, il platino può anche essere legato con:

• rame;
• rutenio;
• palladio;
• nichel;
• rodio.

Una percentuale molto elevata di platino viene utilizzata nell'industria. I tecnologi apprezzano molto la proprietà di questo metallo di accelerare varie reazioni chimiche senza consumare. Al giorno d'oggi è talvolta utilizzato in medicina, principalmente per le protesi dentarie. Già a metà del secolo scorso, questo uso rappresentava diverse percentuali di tutto il platino estratto. Questo numero sta gradualmente aumentando.

Il suo uso è diffuso anche nella produzione di acido nitrico (come ossidante dell'ammoniaca). È vero, in questo caso, viene utilizzata più spesso una lega di platino-rodio e non un metallo puro. Le ragioni di questa preferenza interessano solo i tecnologi e esulano dallo scopo di questo articolo.Un altro metallo prezioso è utilizzato nella produzione di acido solforico, idrogenazione di idrocarburi, acetilene, chetoni.

Ma il platino è anche ampiamente utilizzato nell'industria della raffinazione del petrolio. È un ottimo catalizzatore per accelerare la produzione di benzina. Nelle colonne di distillazione non viene posta una maglia, come a volte si pensa, ma una polvere di platino finemente dispersa. È più resistente sia del molibdeno che del vanadio. E anche a favore del platino si evidenzia la maggiore efficienza.

Il platino può essere utilizzato nei contatti di resistenza dei forni elettrici. Lo puoi trovare in molti altri contatti elettrici.

La lega platino-cobalto è necessaria per creare magneti che uniscano compattezza e grandi prestazioni.

Molti automobilisti usano implicitamente il platino per se stessi ogni giorno. Nelle automobili, è contenuto principalmente nei catalizzatori. Questo metallo aiuta a ridurre la tossicità dei gas di scarico, migliorando così le condizioni dell'atmosfera urbana. Il rivestimento di platino nel catalizzatore è applicato ad un elemento ceramico monolitico.

Tornando alla medicina, vale la pena notare che gli strumenti chirurgici unici sono realizzati sulla base del platino. Possono essere disinfettati con bruciatori ad alcool senza bisogno di speciali reagenti. I dentisti amano lavorare con strumenti rivestiti con un sottile strato di platino. Gli elettrodi di platino-iridio vengono utilizzati per controllare il ritmo del cuore e per protesi per problemi di udito.

Ma non si può non menzionare il ruolo del "metallo bianco" in altri ambiti.

Così, è molto richiesto nella produzione del vetro... O meglio, non vetri per finestre, ma vetri ottici di alta qualità. Il composto di rodio-platino aiuta a realizzare stampi in fibra di vetro di spessore inferiore a 1 mm. Funziona da molte migliaia di ore ad una temperatura di 1400-1500 gradi, che si sviluppa all'interno dei forni da vetro.

Il vetro ceco Elite, che costa denaro quasi favoloso, è realizzato all'interno di crogioli di platino.

Naturalmente, l'industria chimica non poteva passare da una sostanza così resistente al calore e ai reagenti più caustici. Viene utilizzato per realizzare crogioli in platino, altri utensili per la ricerca e laboratori esperti, per industrie particolarmente pulite.

Quindi, esattamente sulla base di Pt creare alcuni dispositivi utilizzati nella creazione di cristalli semiconduttoriv. Solo al loro interno è possibile creare tali condizioni quando la concentrazione di impurità sarà inferiore a 1 atomo per milione. Anche nei crogioli di platino vengono prodotti cristalli necessari per la creazione di laser e per i contatti nell'ingegneria elettrica a bassa corrente.

Questo metallo va oltre:

• specchi utilizzati all'interno dei laser;
• storte per la produzione di acido fluoridrico e perclorico;
• anodi insolubili per apparecchiature galvaniche;
• termometri a resistenza;
• parti separate di apparecchiature a microonde;
• farmaci che sopprimono alcune forme di cancro;
• produzione di monete e insegne, medaglie e ordini;
• apparecchiature per sintetizzare vitamine e alcuni altri preparati farmacologici.

Fin dall'inizio, devi concentrarti sul prezzo. Il platino con una finezza identica sarà almeno tre volte più costoso dell'oro... Inoltre, non ci sono così tanti gioiellieri che lavorano con esso. La stragrande maggioranza di questi artigiani lavora nell'Europa occidentale. Si consiglia di concentrarsi sui gioielli da lì. Ma non fidarti del cartellino del prezzo e delle parole dei venditori, ma richiedi certificati ufficiali.

L'aggiunta di cobalto e rutenio può aumentare la durata del prodotto. I gioielli con aggiunta di iridio hanno maggiori probabilità di graffiarsi, ma consentono di risparmiare denaro. Il campione deve essere scelto prima di tutto tenendo conto delle tue capacità finanziarie.

E qualche altro consiglio:

• il platino è combinato visivamente con qualsiasi pietra preziosa;
• l'opzione migliore (se i fondi sono disponibili) sarebbe combinarlo con i diamanti;
• le pietre inserite devono corrispondere al concetto generale;
• lettere e disegni incisi possono passare rapidamente di moda;
• e, naturalmente, devi andare in una gioielleria ufficiale, e non nel primo punto vendita che incontri lungo la strada o in un chiosco nel mezzo di un sottopassaggio.

Non ci sono requisiti specifici qui. La pulizia viene solitamente eseguita con detergenti specifici per il platino. Puoi acquistarli nella maggior parte delle gioiellerie. Alcune persone usano acqua saponosa insatura o ammoniaca molto diluita. A volte vengono utilizzati anche detersivi liquidi per piatti; tuttavia, si ritiene che saponi e gel causino una perdita di brillantezza.

Viene eseguito solo da gioiellieri esperti che utilizzano attrezzature speciali. Conserva l'oggetto in platino separatamente dai gioielli realizzati con altri metalli. Questo li proteggerà dalla deformazione quando vengono toccati con un oggetto più duro.

L'alto valore del platino è dovuto non solo alle sue proprietà uniche, ma anche alla sua rarità comparativa. Si stima che anche nei depositi (come nell'intera crosta terrestre) la concentrazione di Pt sia 30 volte inferiore a quella dell'oro. Dal 1828 al 1845 nel nostro Paese furono coniate monete di platino. Il loro valore nominale era di 3, 6 e 12 rubli e la quantità totale di metallo consumato superava le 14 tonnellate. Il platino è entrato nella categoria dei metalli preziosi solo nel 1751 - sono trascorsi circa 200 anni da quando è diventato noto in Europa.

E nel nostro Paese, nei primissimi 10 anni di estrazione, è stato estratto tanto platino quanto in tutta l'America nei secoli precedenti la scoperta dei giacimenti degli Urali. E fu in Russia che furono trovate sia la più grande (generalmente rifusa) che la più grande delle pepite esistenti. Il platino ricevette lo status di elemento chimico nel 1735, quando l'italiano D. Scaliger ne dimostrò l'indissolubilità; in precedenza si pensava fosse una sostanza semplice.

Il platino chimicamente puro fu isolato dal minerale solo 68 anni dopo in Inghilterra. Nella sua forma metallica, è completamente biologicamente neutro. Tuttavia, singoli composti (principalmente con fluoro) possono essere estremamente pericolosi per la vita. E nel 1867, tutte le scorte russe di platino (subito dopo la revoca della moratoria sulle vendite) furono acquistate dall'Inghilterra. Ma anche nei primi anni del Novecento il nostro Paese rappresentava almeno il 90% della produzione mondiale (perché fantastiche riserve nell'Africa meridionale sono state trovate solo a metà degli anni '20).

Non sorprende, quindi, che nel maggio 1918 sia stato creato un istituto speciale per lo studio del platino. Ora fa parte dell'Istituto di Chimica Generale ed Inorganica. Alcuni minerali contenenti platino contengono anche antimonio, arsenico o zolfo, ma sono meno comuni dei composti con metalli. Pertanto, il minerale Norilskite estratto nel nord del territorio di Krasnoyarsk contiene il 25% di ferro e il 26% di nichel. È curioso che in una delle fasi della produzione industriale del platino si possa utilizzare una soluzione zuccherina.

E i nomi di questo metallo sono piuttosto diversi: si chiama sia "oro marcio" che "oro rana". I suoi piccoli cristalli hanno una forma cubica. Inizialmente, nella prima metà del XIX secolo, nel nostro paese venivano realizzati anelli e cerchi per botti in platino. In termini di conduttività elettrica, questo metallo è inferiore al rame, all'alluminio e all'argento. Il platino inizia ad ossidarsi con l'ossigeno atmosferico solo a temperature superiori a 200 gradi.

Per maggiori informazioni sul platino e le sue proprietà, guarda il video.