Металл платина (Platinum), его состав и свойства

Латинское обозначение платины — «Platinum». Это благородный металл, который является более редким и дорогим, чем золото и серебро. Основная трудность связана с его добычей: если для получения унции золота необходимо переработать 3 тонны руды, то для такого же количества платины потребуется до 10 тонн. Сегодня большая часть металла добывается в ЮАР.

Химические и физические свойства

При открытии платины европейские алхимики приписали ей дьявольские свойства из-за невозможности (на тот момент) расплавить. На сегодняшний день о металле известно:

1. Обозначение по таблице Менделеева — Pt (Platinum), атомный номер — 78;
2. Ее цвет серебристо-белый или серый, похожий на серебро. Это инертный металл, тяжелый, но мягкий;
3. Имеет высокую пластичность, поддается ковке;
4. Плотность платины и ее твердость выше, чем у золота;
5. Электропроводимость низкая, ниже, чем у меди, серебра и алюминия;
6. Теплопроводность низкая. Температура плавления составляет 1769 С, кипения — 3800 С;
7. Устойчива к вакууму и может применяться в космической технике;
8. При температуре ниже 200 градусов не окисляется и не взаимодействует с другими веществами;
9. При увеличении температуры поверхность металла окисляется. Самыми популярными разновидностями являются PtO (темно-серого цвета), PtO2 (коричневого оттенка) и PtO3 (коричневый с красным). Скорость окисления зависит от других металлов в сплаве, а также от доступа кислорода к поверхности и его давления;
10. Из кислот взаимодействует только с царской водкой. Другие кислоты металл не берут;
11. Платина помогает ускорить химические реакции, т. к. является отличным катализатором.

Металл по химическим свойствам похож на палладий, но более устойчив. Благодаря этому часто встречается сплав из двух элементов.

Получение и обработка

Платина практически не встречается в чистом виде в природе, только в сплавах с другими металлами. Обычно это палладий, родий, железо, иридий. Для получения чистого вещества необходимо очистить смесь.

Сперва сплавы растворяют в царской водке, затем добавляют сахарный сироп и этанол, чтобы убрать избыток азотной кислоты. После добавляют хлорид аммония, из-за чего выделяется гексахлороплатинат аммония. Остаток прокаливают при температуре 800−1000 градусов.

В итоге получается губчатая платина. Она также подвергается очистке царской водкой, выделению остатка и его прокаливанием. Полученный металл переплавляют в слитки.

История открытия

Первыми металл платину начали добывать и использовать древние египтяне — они создавали украшения из нее. Например, в руинах города Фивы был найден футляр, созданный в VII веке до н. э. В нем содержался кусочек минерала, богатый иридием.

В I веке н. э. испанцы и португальцы начали проявлять повышенный интерес к добыче «белого свинца» или «белого золота». Плиний Старший писал, что металл добывался на северо-западе Испании и в Португалии. Его собирали при промывке обычного золота и плавили отдельно. Но вскоре добыча платины в Европе сошла на нет. После падения Римской империи ее перестали добывать, а ювелиры утратили к ней интерес.

В Новом Свете секретами плавки, очистки и обработки владели племена инков и чибча. Они создавали из материала украшения и другие предметы.

Считается, что первыми европейцами, узнавшими о платине, были конкистадоры, которые прибыли в Южную Америку в середине XVI века. В 1557 году была написана книга, где состоялось первое упоминание металла, который нельзя расплавить.

Платина была воспринята испанскими захватчиками недоверчиво и даже с пренебрежением. Белый металл, похожий на серебро, не поддавался плавке, а потому долгое время не применялся и ценился в 2 раза ниже серебра. Даже само название «Platina» произошло от испанского «Plata» — «серебро», то есть полное название может обозначаться как «маленькое серебро», «серебришко».

В 30-х годах XVIII века испанский король издал указ о запрете на ввоз платины в страну. Причина была проста: ювелиры быстро поняли, что дешевый металл плотнее золота, и начали добавлять его в украшения, создавая подделки. Уже прибывший металл было велено утопить, а попадающийся при добыче золота — сметать в реку. Отменили приказ только через 40 лет: власти Мадрида собирались с помощью платины фальсифицировать серебряные и золотые монеты. Помимо этого, вещество в незначительных количествах применялось в производстве химического оборудования и в роли катализатора.

В Великобританию металл попал с математиком и мореплавателем А. де Ульоа в середине XVIII века. Он же описал платину в своем путешествии. В конце XVIII столетия Лавуазье, основатель современной химии, включил вещество в список простых веществ, а в начале следующего века химик Волластон получил платину в чистом виде.

Добыча в России

В России платину обнаружили еще в 20-х годах XIX века на Урале, недалеко от Екатеринбурга: «белое золото» попадалось вместе с обычным. Она встречалась на Верх-Исетских, Невьянских и Билимбаевских приисках. Добыча развернулась с 1825 года, а на следующий год был открыт новый метод ее добычи — с помощью прессования и выдержки в раскаленном состоянии.

Залежи металла в России оказались крайне велики: только в 1828 году было добыто 1,5 тонны — больше, чем за последние 100 лет в Америке. К концу столетия было добыто в 40 раз больше платины, чем во всем мире. При этом попадались увесистые самородки: один из найденных кусков весил более 9,5 кг.

К середине XIX столетия после проведения исследований Франция и Англия начали закупку платины у Российской империи. Чуть позже покупателями стали Германия и Америка.

Однако применения платине долго не находили. В результате с 1828 года ее использовали в качестве металла для монет в 3, 6 и 12 рублей. Однако стоимость производства таких монет превышала номинал. В итоге к середине века выпуск был прекращен, а все имеющиеся деньги — изъяты. Основная версия этого заключается в повышении цены на платину в Европе, из-за чего стоимость чеканки монет превысила их номинал.

В итоге добыча металла упала в 20 раз, но все же Россия оставалась основным месторождением. Например, в 1915 году на ее долю пришлось 95% от мировой добычи, но все уходило на экспорт.

Долгое время Россия сохраняла первое место по объемам, хотя данные СССР были засекречены. Сегодня лидером является ЮАР, на втором месте — Россия, следом идут Зимбабве, Канада и США.

В РФ основным добытчиком является «Норильский никель». Крупнейшей залежью платины в РФ является прииск Кондёр, который находится в Хабаровском крае. Разработка производится артелью старателей «Амур» (группа компаний «Русская платина»).

Применение в разных отраслях

Считается, что платина — это драгоценный металл, который используют только ювелиры, но это не так. Ей нашли применение в самых разных областях:

1. В ювелирном деле: несмотря на высокую цену, платина довольно популярна во всем мире, но спрос в России составляет менее 1%. При этом украшение может быть сделано как полностью из платины, тогда как золото и серебро требуют добавления примесей, так и из сплавов. Стоит отметить, что название «белое золото» — это не платина, а сплав золота с серебром, никелем или другим металлом, благодаря которому уходит желтый цвет. Платина как элемент является отдельным веществом, которое добывают из руды.
2. В медицине: соединения платины входили в состав противоопухолевых препаратов, применявшихся в противораковой терапии. Сегодня в основном применяют Оксалиплатин и Карбоплатин. Также этот металл применяется в стоматологии.
3. В монетах: в Российской империи из металла чеканились монеты, но после начала экспорта в Европу чеканка быстро прекратилась. В СССР в 1977—1991 гг. были выпущены 11 различных монет, приуроченных к памятным событиям. Сегодня платиновые монеты в разных странах являются предметом инвестиции.
4. В медалях и знаках отличия: в СССР из металла сделаны ордена «Победа», Суворова и Ушакова первых степеней, создано изображение Ленина на одноименном ордене.

Но чаще всего элемент применяется при создании технических устройств. Его используют:

1. В качестве катализатора, например, в нефтепереработке, чаще всего в сплаве с родием и в виде порошка платиновой черни;
2. В сосудах для варки оптических стекол и лабораторной посуде, стойкой к высоким температурам и химическому воздействию;
3. В гальваническом покрытии и нерастворимых анодах гальванической техники;
4. В специальных зеркалах для лазерной техники;
5. В постоянных магнитах с остаточной намагниченностью и высокой коэрцитивной силой;
6. В стабильных и долговечных электрических контактах, например, в электромагнитных реле;
7. В термометрах сопротивления;
8. В элементах нагревания и печах сопротивления;
9. На некоторых покрытиях в СВЧ-технике.

Также платину используют при получении перекиси водорода, хлорной и плавиковой кислот.

На сегодня 40% от всей добычи уходит в производство автомобильных катализаторов, 35% — на производство электроники, стекольной и медицинской промышленности. Ювелиры используют 13%, по 6% приходится на химическую промышленность и инвестиции.

Для многих людей платина — это дорогой благородный металл, который используют только в ювелирных изделиях. На самом же деле ее чаще применяют в производстве электроники, медицинской и химической техники. Это связано с уникальными особенностями металла, который обладает высокой жаропрочностью, практически не окисляется и не взаимодействует с другими веществами.