Физические свойства платины кратко

Обновлено: 02.07.2024

Радиус атома 0, 138 нм, ионный радиус иона Pt 2+ — 0, 074 (координационное число 4), Pt 2+ — 0, 094 (6), Pt 4+ — 0, 0765 (6), Pt 5+ — 0.071 нм (6). Энергии ионизации Pt 0 — Pt + — Pt 2+ — Pt 3+ равны 9, 0, 18, 56, 23, 6 эВ. Электроотрицательность по Полингу 2, 2.

История открытия

Платина известна человечеству с древнейших времен. Изделия, содержащие платину, найдены при раскопках древнеегипетских гробниц и древнеиндейских поселений в Колумбии. Первое описание платины в Европе сделал А. де Ульолоа, который участвовал во французской экспедиции в 1736 с целью определения длины экватора. В его записях упоминается благородный металл platina, найденный в колумбийских золотых рудниках.

Получение

Производство платины в виде порошка началось в 1805 англичанином У. Х. Волластоном из южноамериканской руды.

В настоящее время платину получают из концентрата платиновых металлов. Концентрат растворяют в царской водке, после чего добавляют этанол и сахарный сироп для удаления избытка HNO₃. При этом иридий и палладий восстанавливаются до Ir 3+ и Pd 2+ . Последующим добавлением хлорида аммония выделяют (NH₄)₂PtCl₆. Высушенный осадок прокаливают при 800–1000°C:

Получаемую таким образом губчатую платину подвергают дальнейшей очистке повторным растворением в царской водке, осаждением (NH₄)₂PtCl₆ и прокаливанием остатка. Затем очищенную губчатую платину переплавляют в слитки. При восстановлении платиновых растворов химическим или электрохимическим способом получают мелкодисперсную платину — платиновую чернь.

Нахождение в природе

Платина — один из наиболее редких элементов, ее содержание в земной коре 5·10 –7 % по массе. Она встречается в природе в сульфидных, медно-никелевых и медно-молибденовых рудах, в виде самородков и самородных сплавов с иридием или палладием. Минералы платины: PtAs₂ (сперрилит), PtS (куперит), (Pt, Pd, Ni)S (брэггит).

Физические и химические свойства

Платина — тугоплавкий тяжелый (плотность при 20°C 21, 45 г/см 3 ) серебристо-белый металл. Имеет кубическую гранецентрированную решетку, a = 0, 392 нм. Температура плавления 1769°C, кипения 4170°C. Проявляет свойства парамагнетика. Металлическая платина хорошо поддается прокату и сварке. В ряду стандартных потенциалов платина расположена правее водорода и с неокисляющими кислотами и водой не реагирует.

По химическим свойствам платина похожа на палладий, но проявляет большую химическую устойчивость. Реагирует только с горячей царской водкой:

Платина медленно растворяется в горячей серной кислоте и жидком броме. Она не взаимодействует с другими минеральными и органическими кислотами. При нагревании реагирует со щелочами и пероксидом натрия, галогенами (особенно в присутствии галогенидов щелочных металлов):

При нагревании платина реагирует с серой, селеном, теллуром, углеродом и кремнием. Как и палладий, платина может растворять молекулярный водород, но объем поглощаемого водорода меньше и способность его отдавать при нагревании у платины меньше.

При нагревании платина реагирует с кислородом с образованием летучих оксидов. Выделены следующие оксиды платины: черный PtO, коричневый PtO₂, красновато-коричневый PtO₃, а также Pt₂O₃ и Pt₃O₄.

Для платины известны гидроксиды Pt(OH)₂ и Pt(OH)₄. Получают их при щелочном гидролизе соответствующих хлорплатинатов, например:

Гексафторид PtF₆ — один из сильнейших окислителей, способный окислить молекулы кислорода, ксенона или NO:

C обнаруженного Н. Бартлеттом взаимодействия между Хе и PtF₆, приводящего к образованию XePtF₆, началась химия инертных газов. PtF₆ получают фторированием платины при 1000 °C под давлением.

Тетрахлорид платины (IV) с водой образует гидраты PtCl₄·nH₂O, где n = 1, 4, 5 и 7. Растворением PtCl₄ в соляной кислоте получают платинохлористоводородные кислоты H[PtCl₅] и H₂[PtCl₆].

Для платины характерно образование комплексных соединений состава [PtХ₄] 2– и [PtX₆] 2– . Изучая комплексы платины, А. Вернер сформулировал теорию комплексных соединений и объяснил природу возникновения изомеров в комплексных соединениях.

Применение

Основное применение платина, ее сплавы и соединения находят в автомобилестроении (30-65%), в качестве катализатора для дожигания выхлопных газов автомобилей. 7-12% платины используется в нефтеперерабатывающей промышленности и органическом синтезе (в процессах гидрирования углеводородов), 7-13% — в электротехнике и электронике, 3-17% — в стекольной и керамической промышленности, 2-35% — для изготовления зубных протезов и ювелирных изделий.

Платина (Pt от исп. Platina ) — химический элемент 10-й группы (по устаревшей классификации — побочной подгруппы восьмой группы), 6-го периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 78; блестящий благородный металл серебристо-белого цвета.

тяжёлый, мягкий серебристо-белый металл

Содержание

1 История
2 Происхождение названия
3 Нахождение в природе
- 3.1 Изотопы
- 3.2 Месторождения
- 6.1 Реакционная способность
- 6.2 Катализатор
- 8.1 В технике
- 8.2 В медицине
- 8.3 В ювелирном деле
- 8.4 Монетарная функция
- 8.5 Знаки отличия
История

В 1735 году испанский король издаёт указ, повелевающий платину впредь в Испанию не ввозить. При разработке россыпей в Колумбии повелевалось тщательно отделять её от золота и топить под надзором королевских чиновников в глубоких местах речки Рио-дель-Пинто (приток Рио-Сан-Хуан (англ.) русск. ), которую стали именовать Платино-дель-Пинто. А ту платину, которая уже привезена в Испанию, повелевалось всенародно и торжественно утопить в море. Королевское распоряжение было отменено через 40 лет, когда мадридские власти приказали доставлять платину в Испанию, чтобы самим фальсифицировать золотые и серебряные монеты. В 1820 году в Европу было доставлено от 3 до 7 тонн платины. Здесь с нею познакомились алхимики, считавшие самым тяжёлым металлом золото. Необычайно плотная платина оказалась тяжелее золота, поэтому алхимики посчитали её непригодным металлом и наделили адскими чертами. Некоторое применение платина нашла позже во Франции, когда из неё был изготовлен эталон метра, а позже эталон килограмма.

Согласно некоторым источникам, испанский математик и мореплаватель А. де Ульоа в 1744 году привёз образцы платины в Лондон, он поместил описание платины в своём отчёте о путешествии в Южную Америку, опубликованном в 1748 году. В 1789 А. Лавуазье включил платину в список простых веществ. Впервые в чистом виде из руд платина была получена английским химиком У. Волластоном в 1803 году.

Происхождение названия

Нахождение в природе

Изотопы

Месторождения

Платина является одним из самых редких металлов: её среднее содержание в земной коре (кларк) составляет 5⋅10 −7 % по массе. Даже так называемая самородная платина является сплавом, содержащим от 75 до 92 процентов платины, до 20 процентов железа, а также иридий, палладий, родий, осмий, реже медь и никель.

Основная часть месторождений платины (более 90 %) заключена в недрах пяти стран. К этим странам относятся ЮАР (Бушвелдский комплекс), США, Россия, Зимбабве, Китай.

Получение

Самородную платину добывают на приисках (см. подробнее в статье Благородные металлы), менее богаты рассыпные месторождения платины, которые разведываются, в основном, способом шлихового опробования.

Производство платины в виде порошка началось в 1805 году английским ученым У. Х. Волластоном из южноамериканской руды.

Сегодня платину получают из концентрата платиновых металлов. Концентрат растворяют в царской водке, после чего добавляют этанол и сахарный сироп для удаления избытка HNO₃. При этом иридий и палладий восстанавливаются до Ir 3+ и Pd 2+ . Последующим добавлением хлорида аммония выделяют гексахлороплатинат (IV) аммония (NH₄)₂PtCl₆. Высушенный осадок прокаливают при 800—1000 °C:

Получаемую таким образом губчатую платину подвергают дальнейшей очистке повторным растворением в царской водке, осаждением (NH₄)₂PtCl₆ и прокаливанием остатка. Затем очищенную губчатую платину переплавляют в слитки. При восстановлении растворов солей платины химическим или электрохимическим способом получают мелкодисперсную платину — платиновую чернь.

Физические свойства

Серовато-белый пластичный металл, температуры плавления и кипения — 2041,4 K ( 1768,3 °C ) и 4098 K ( 3825 °C ) соответственно, удельное электрическое сопротивление — 0,098 мкОм·м (при 0 °С ). Платина — один из самых тяжёлых (плотность 21,09—21,45 г/см³ ; атомная плотность 6,62⋅10 22 ат/см³ ) металлов. Твёрдость по Бринеллю — 50 кгс/мм 2 (по Моосу 3,5).

Кристаллическая решётка кубическая гранецентрированная, а = 0,392 нм , Z = 4 , пространственная группа Fm3m .

Платина устойчива к вакууму и может применяться в космической технике.

Химические свойства

По химическим свойствам платина похожа на палладий, но проявляет бо́льшую химическую устойчивость. При комнатной температуре реагирует с царской водкой:

Платина медленно растворяется в горячей концентрированной серной кислоте и жидком броме. Она не взаимодействует с другими минеральными и органическими кислотами. При нагревании реагирует со щелочами и пероксидом натрия, галогенами (особенно в присутствии галогенидов щелочных металлов):

При нагревании платина реагирует с серой, селеном, теллуром, углеродом и кремнием. Как и палладий, платина может растворять молекулярный водород, но объём поглощаемого водорода и способность его отдавать при нагревании у платины меньше.

При нагревании платина реагирует с кислородом с образованием летучих оксидов. Выделены следующие оксиды платины: чёрный PtO, коричневый PtO₂, красновато-коричневый PtO₃, а также Pt₂O₃ и смешанный Pt₃O₄, в котором платина проявляет степени окисления II и IV.

Для платины известны гидроксиды Pt(OH)₂ и Pt(OH)₄. Получают их при щелочном гидролизе соответствующих хлороплатинатов, например:

Эти гидроксиды проявляют амфотерные свойства:

Гексафторид платины PtF₆ является одним из сильнейших окислителей среди всех известных химических соединений, способный окислить молекулы кислорода и ксенона:

Соединение O₂ + [PtF₆] − (гексафтороплатинат(V) диоксигенила) летуче и разлагается водой на фтороплатинат(IV), небольшое количество гидратированного диоксида платины и кислород с примесью озона.

С помощью гексафторида платины, в частности, канадский химик Нейл Бартлетт в 1962 году получил первое настоящее химическое соединение ксенона Xe[PtF₆].

C обнаруженного Н. Бартлеттом взаимодействия между Хе и PtF₆, приводящего к образованию Xe[PtF₆], началась химия инертных газов. PtF₆ получают фторированием платины при 1000 °C под давлением.

Фторирование платины при нормальным давлении и температуре 350—400 °C даёт фторид платины(IV):

Фториды платины гигроскопичны и разлагаются водой.

Тетрахлорид платины с водой образует гидраты PtCl₄· n H₂O, где n = 1, 4, 5 и 7 . Растворением PtCl₄ в соляной кислоте получают платинохлористоводородные кислоты H[PtCl₅] и H₂[PtCl₆].

Синтезированы такие галогениды платины, как PtBr₄, PtCl₂, PtCl₂·2PtCl₃, PtBr₂ и PtI₂.

Для платины характерно образование комплексных соединений состава [PtX₄] 2- и [PtX₆] 2- . Изучая комплексы платины, А. Вернер сформулировал теорию комплексных соединений и объяснил природу возникновения изомеров в комплексных соединениях.

Реакционная способность

Платина является одним из самых инертных металлов. Она нерастворима в кислотах и щелочах, за исключением царской водки. Платина также непосредственно реагирует с бромом, растворяясь в нём.

При нагревании платина становится более реакционноспособной. Она реагирует с пероксидами, а при контакте с кислородом воздуха — с щелочами. Тонкая платиновая проволока горит во фторе с выделением большого количества тепла. Реакции с другими неметаллами (хлором, серой, фосфором) происходят менее активно. При более сильном нагревании платина реагирует с углеродом и кремнием, образуя твёрдые растворы, аналогично металлам группы железа.

В своих соединениях платина проявляет почти все степени окисления от 0 до +6, из которых наиболее устойчивы +2 и +4. Для платины характерно образование многочисленных комплексных соединений, которых известно много сотен. Многие из них носят имена изучавших их химиков (соли Косса, Магнуса, Пейроне, Цейзе, Чугаева и т. д.). Большой вклад в изучение таких соединений внес русский химик Л. А. Чугаев (1873−1922), первый директор созданного в 1918 году Института по изучению платины.

Катализатор

Добыча и производство

1000 кубических сантиметров 99,9%-ной платины общей стоимостью 970 600 долларов США (в ценах на 14 июля 2012 года)

До 1748 г. платина добывалась и производилась только на территории Америки, а в Старом Свете не была известна.

Когда платину стали завозить в Европу, её цена была вдвое ниже серебра. Ювелиры очень быстро обнаружили, что платина хорошо сплавляется с золотом, а так как плотность платины выше, чем у золота, то незначительные добавки платины позволили изготавливать подделки, которые невозможно было отличить от золотых изделий. Такого рода подделки получили столь широкое распространение, что испанский король приказал прекратить ввоз платины, а оставшиеся запасы утопить в море. Этот закон просуществовал до 1778 года. После отмены закона потребность в платине была небольшой, её использовали в основном для создания химического оборудования, приспособлений и в качестве катализаторов. Добываемой в Америке платины для этих целей было достаточно. Ни о каком значимом промышленном производстве говорить не приходилось.

В 1819 году платину впервые обнаружили на Урале близ Екатеринбурга, а в 1824 г. были открыты платиновые россыпи в Нижнетагильском округе. Разведанные запасы платины были столь велики, что Россия почти сразу заняла первое место в мире по добыче этого металла. Только в 1828 году в России было добыто 1,5 т платины — больше, чем за 100 лет в Южной Америке. На Урале появились целые платинодобывающие районы, из которых наиболее важными в промышленном отношении стали Исовской и Тагильский.

К концу XIX века в Российской империи добывалось платины в 40 раз больше, чем во всех остальных странах мира. Причём представлена она была и весьма увесистыми самородками. Например, у одного из найденных на Урале самородков масса составляла 9,639 кг , впоследствии он был переплавлен.

Даже после значительных зарубежных закупок большая часть добываемой Россией платины не находила достойного применения. Поэтому начиная с 1828 года, по предложению министра финансов Егора Канкрина, в Российской империи начали выпускать платиновые монеты номиналом 3, 6 и 12 рублей . При этом 12-рублёвая платиновая монета имела массу 41,41 г , а в рублёвой серебряной монете было 18 г чистого серебра. То есть по стоимости металла платиновые монеты были дороже серебряных в 5,2 раза . С 1828 по 1845 гг. было выпущено 1 372 000 трёхрублёвых монет, 17 582 шестирублёвых и 3303 двенадцатирублёвых общей массой 14,7 т . Основную выгоду от добычи получали владельцы рудников — Демидовы. Только в 1840 было добыто 3,4 т платины. В 1845 году, по настоянию нового министра финансов Фёдора Вронченко выпуск платиновых монет был прекращён, и все они были срочно изъяты из обращения. Основной версией столь поспешного шага считается повышение европейских цен на платину, в результате которого монеты стали стоить дороже номинала. После прекращения чеканки монет добыча платины в Российской империи упала в 20 раз . Все же к 1915 году на долю России приходилось 95 % от мировой добычи платины. Оставшиеся 5 % добычи осуществляла Колумбия. Причём почти вся российская платина поступала на экспорт. Например, в 1867 году Англия скупила весь запас российской платины — более 16 т .

К концу XIX в. Российская империя добывала 4,5 тонны платины в год.

До Первой мировой войны второй после Российской империи страной по объёмам добычи платины была Колумбия; с 1930-х гг. стала Канада, а после Второй мировой войны — Южная Африка.

В 1952 году Колумбия добыла 0,75 т платины, США — 0,88 т , Канада — 3,75 т , а Южно-Африканский Союз — 7,2 т . В СССР данные по добыче платины были засекречены.

В 2014 году в мире была добыта 161 т платины. Лидерами добычи были:
- ЮАР — 110,0 т,
- Россия — 25,0 т,
- Зимбабве — 11,0 т,
- Канада — 7,2 т,
- США — 3,7 т.
Разведанные мировые запасы металлов платиновой группы составляют около 80 000 т и распределены, в основном, между ЮАР (87,5 %), Россией (8,3 %) и США (2,5 %).

Платина — 78 элемент периодической таблицы, атомная масса 195,08; благородный металл серо-стального цвета. В Старом Свете платина не была известна, однако цивилизации Анд (инки и чибча) добывали и использовали её с незапамятных времён. В Европе платина была неизвестна до XVIII века.

В 1735 году испанский король издаёт указ, повелевающей платину впредь в Испанию не ввозить. При разработке россыпей в Колумбии повелевалось тщательно отделять её от золота и топить под надзором королевских чиновников в глубоких местах речки Рио-дель-Пинто, которую стали именовать Платино-дель-Пинто. А ту платину, которая уже привезена в Испанию, повелевалось всенародно и торжественно утопить в море.

В 1748 году испанский математик и мореплаватель А. де Ульоа первым привез на европейский континент образцы самородной платины, найденной в Перу. Впервые в чистом виде из руд платина была получена английским химиком У. Волластоном в 1803 году итальянский химик Джилиус Скалигер в 1835 году открыл неразложимость платины и таким образом доказал, что она является независимым химическим элементом.

Происхождение названия

Получение

Самородную платину добывают на приисках (см. подробнее в статье Благородные металлы)

Производство платины в виде порошка началось в 1805 английским ученым У. Х. Волластоном из южноамериканской руды. Сегодня платину получают из концентрата платиновых металлов. Концентрат растворяют в царской водке, после чего добавляют этанол и сахарный сироп для удаления избытка HNO₃. При этом иридий и палладий восстанавливаются до Ir 3+ и Pd 2+ . Последующим добавлением хлорида аммония выделяют (NH₄)₂PtCl₆. Высушенный осадок прокаливают при 800-1000°C: (NH₄)₂PtCl₆ = N₂ + 6HCl + Pt + H₂. Получаемую таким образом губчатую платину подвергают дальнейшей очистке повторным растворением в царской водке, осаждением (NH₄)₂PtCl₆ и прокаливанием остатка. Затем очищенную губчатую платину переплавляют в слитки. При восстановлении платиновых растворов химическим или электрохимическим способом получают мелкодисперсную платину — платиновую чернь.

Физические свойства

Серовато-белый пластичный металл, температуры плавления и кипения — 1769 °C и 3800 °C, удельное электрическое сопротивление — 0,098 мкОм•м. Платина — один из самых тяжелых (плотность 21,5 г/см³; атомная плотность 6.62•10 22 ат/см³) и самых редких металлов: среднее содержание в земной коре 5•10 −7 % по массе.

Химические свойства

По химическим свойствам платина похожа на палладий, но проявляет большую химическую устойчивость. Реагирует только с горячей царской водкой: 3Pt + 4HNO₃ + 18HCl = 3H₂[PtCl₆] + 4NO + 8H₂O

Платина медленно растворяется в горячей серной кислоте и жидком броме. Она не взаимодействует с другими минеральными и органическими кислотами. При нагревании реагирует со щелочами и пероксидом натрия, галогенами (особенно в присутствии галогенидов щелочных металлов): Pt + 2Cl₂ + 2NaCl = Na₂[PtCl₆]. При нагревании платина реагирует с серой, селеном, теллуром, углеродом и кремнием. Как и палладий, платина может растворять молекулярный водород, но объем поглощаемого водорода меньше и способность его отдавать при нагревании у платины меньше.

При нагревании платина реагирует с кислородом с образованием летучих оксидов. Выделены следующие оксиды платины: черный PtO, коричневый PtO₂, красновато-коричневый PtO₃, а также Pt₂O₃ и Pt₃O₄.

Для платины известны гидроксиды Pt(OH)₂ и Pt(OH)₄. Получают их при щелочном гидролизе соответствующих хлорплатинатов, например: Na₂PtCl₄ + 2NaOH = 4NaCl + Pt(OH)₂I, Na₂PtCl₆ + 4NaOH = 6NaCl + Pt(OH)₄I. Эти гидроксиды проявляют амфотерные свойства: Pt(OH)₂ + 2NaOH = Na₂[Pt(OH)₄], Pt(OH)₂ +4HCl = H₂[PtCl₄] + 2H₂O, Pt(OH)₄ + 6HCl = H₂[PtCl₆] + 4H₂O, Pt(OH)₄ + 2NaOH = Na₂[Pt(OH)₆]. Гексафторид PtF₆ — один из сильнейших окислителей, способный окислить молекулы кислорода, ксенона или NO: O₂ + PtF₆ = O₂+[PtF₆] - .

C обнаруженного Н. Бартлеттом взаимодействия между Хе и PtF₆, приводящего к образованию XePtF₆, началась химия инертных газов. PtF₆ получают фторированием платины при 1000 °C под давлением. Фторирование платины при нормальным давлении и температуре 350—400 °C даёт фторид Pt(IV): Pt + 2F₂ = PtF₄ Фториды платины гигроскопичны и разлагаются водой. Тетрахлорид платины (IV) с водой образует гидраты PtCl₄·nH₂O, где n = 1, 4, 5 и 7. Растворением PtCl₄ в соляной кислоте получают платинохлористоводородные кислоты H[PtCl₅] и H₂[PtCl₆]. Синтезированы такие галогениды платины как PtBr₄, PtCl₂, PtCl₂·2PtCl₃, PtBr₂ и PtI₂. Для платины характерно образование комплексных соединений состава [PtX₄]₂— и [PtX₆]₂-. Изучая комплексы платины, А. Вернер сформулировал теорию комплексных соединений и объяснил природу возникновения изомеров в комплексных соединениях.

Реакционная способность

Платина является одним из самых инертных металлов. Она нерастворима в кислотах и щелочах, за исключением царской водки. Платина также непосредственно реагирует с бромом, растворяясь в нём.

При нагревании платина становится более реакционноспособной. Она реагирует с пероксидами, а при контакте с кислородом воздуха — с щелочами. Тонкая платиновая проволока горит во фторе с выделением большого количества тепла. Реакции с другими неметаллами (хлором, серой, фосфором) происходят менее охотно. При более сильном нагревании платина реагирует с углеродом и кремнием, образуя твёрдые растворы, аналогично металлам группы железа.

В своих соединениях платина проявляет почти все степени окисления от 0 до +8, из которых наиболее устойчивы +2 и +4. Для платины характерно образование многочисленных комплексных соединений, которых известно много сотен. Многие из них носят имена изучавших их химиков (соли Косса, Магнуса, Пейроне, Цейзе, Чугаева и т. д.). Большой вклад в изучение таких соединений внес русский химик Л. А. Чугаев (1873−1922), первый директор созданного в 1918 году Института по изучению платины.

Гексафторид платины PtF₆ является одним из сильнейших окислителей среди всех известных химических соединений. С помощью него, в частности, канадский химик Нейл Бартлетт в 1962 году получил первое настоящее химическое соединение ксенона XePtF₆.

Катализатор

Производство

До 1748 г. платина добывалась и производилась только на территории Америки и в Старом Свете не была известна.

Когда платину стали завозить в Европу её цена была вдвое ниже серебра. Ювелиры очень быстро обнаружили, что платина хорошо сплавляется с золотом, а так как плотность платины выше чем у золота, то незначительные добавки серебра позволила изготавливать подделки, которые невозможно было отличить от золотых изделий. Такого рода подделки получили столь широкое распространение, что испанский король приказал прекратить ввоз платины, а оставшиеся запасы утопить в море. Этот закон просуществовал до 1778 года. После отмены закона потребность в платине была небольшой, её использовали в основном для создания химического оборудования, приспособлений и в качестве катализаторов. Добываемой в Америке платины для этих целей было достаточно. Ни о каком значимом промышленном производстве говорить не приходится.

В 1819 году платину впервые обнаружили на Урале близ Екатеринбурга, а в 1824 г. были открыты платиновые россыпи в Нижнетагильском округе. Разведанные запасы платины были столь велики, что Россия почти сразу заняла первое место в мире по добыче этого метала. Только в 1828 году в России было добыто 1,5 т платины — больше, чем за 100 лет в Южной Америке. К концу XIX века в России добывалось платины в 40 раз больше чем во всех остальных странах мира. Причем, представлена она была и весьма увесистыми самородками. Например, один из найденных на Урале самородков весил 9,6 кг.

Даже после значительных зарубежных закупок, большая часть добываемой Россией платины не находила достойного применения. Поэтому, начиная с 1828 года, по предложения министра финансов Егора Канкрина, в России начали выпускать платиновые монеты номиналом 3,6 и 12 рублей. При этом, 12-рублевая платиновая монета имела массу 41,41 г, а в рублевой серебряной монете было 18 г чистого серебра. То есть по стоимости металла платиновые монеты были дороже серебряных в 5,2 раза. С 1828 по 1845 гг. было выпушено 1 372 000 трехрублевых монет, 17 582 шестирублевых и 3 303 двенадцатирублевых общей массой 14,7 т. Основную выгоду от добычи получали владельцы рудников — Демидовы. Оцените, — только в 1840 было добыто 3,4 т платины. В 1845 году, по настоянию министра финансов Фёдора Вронченко выпуск платиновых монет был прекращён и все они были срочно изъяты из обращения. Основной версией столь поспешного шага считается повышение европейских цен на платину, в результате которого монеты стали дороже номинала. После прекращения чеканки монет производство платины в России упало в 20 раз и к 1915 году на долю России приходилось лишь 95 % от мирового производства платины. Оставшиеся 5 % производила Колумбия. Причем, почти вся российская платина поступала на экспорт. Например, в 1867 году Англия скупила весь запас российской платины — более 16 т.

К концу XIX в. Россия производила 4,5 т. платины в год.

До Первой мировой войны второй после России страной по объемам добычи платины была Колумбия; с 1930-х гг. стала Канада, а после Второй мировой войны — Южная Африка.

В 1952 году Колумбия добыла 0,75 т платины, США — 0,88 т, в Канада — 3,75 т, а Южно-Африканский Союз — 7,2 т. В СССР данные по добыче платины были засекречены.

В 2007 году в мире было добыто 213 т платины, а в 2008 году — 200 т. Лидерами добычи были: ЮАР (в 2007 году добыто 166,0 т, а в 2008 году — 153,0 т), Россия (27,0/25,0), Канада (6,2/7,2), Зимбабве (5,3/5,6), США (3,9/3,7), Колумбия (1,4/1,7). [3]

Разведанные мировые запасы металлов платиновой группы составляют около 80 000 т и распределены, в основном, между Южной Африкой (87,5 %), Россией (8,3 %) и США (2,5 %).

Применение

В технике
- С первой четверти XIX века применялась в России в качестве легирующей добавки для производства высокопрочных сталей [4]
- Платина применяется как катализатор (чаще всего в сплаве с родием, а также в виде платиновой черни — тонкого порошка платины, получаемой восстановлением ее соединений).
- Платина применяется в ювелирном и зубоврачебном деле, а также в медицине.
- Изготовление стойкой химически и к нагреванию лабораторной посуды.
- Изготовление миниатюрных магнитов огромной силы (сплав платина-кобальт, ПлК-78).
- Специальные зеркала для лазерной техники.
- Чрезвычайно долговечные и стабильные электроконтакты и сплавы для радиотехники (ПлИ-10, ПлИ-20, ПлИ-30 (платина-иридий).
- Гальванические покрытия.
- Перегонные реторты для производства плавиковой кислоты.
- Электроды для получения перхлоратов, перборатов, перкарбонатов, пероксодвусерной кислоты (фактически на платине держится все мировое производство перекиси водорода: электролиз серной кислоты — пероксодвусерная кислота — гидролиз — отгонка перекиси водорода).
- Нерастворимые аноды в гальванотехнике.
- Анодные штанги для защиты от коррозии корпусов подводных лодок.
- Нагревательные элементы печей сопротивления.
В медицине

В ювелирном деле

Платина и её сплавы широко используются для производства ювелирных изделий.

Ежегодно мировая ювелирная промышленность потребляет около 50 тонн платины. До 2001 года большая часть ювелирных изделий из платины потреблялась в Японии. С 2001 года на долю Китая приходится примерно 50 % мировых продаж. В 1980 г. Китай потреблял около 1 % ювелирных изделий из платины. В настоящее время в Китае ежегодно продаётся около 10 млн изделий из платины общей массой около 25 тонн.

Российский спрос на ювелирную платину составляет 0,1 % от мирового уровня.

Монетарная функция

Платина, золото и серебро — основные металлы, выполняющие монетарную функцию. Однако платину стали использовать для изготовления монет на несколько тысячелетий позже золота и серебра.

В 1846 г. чеканка платиновой монеты была прекращена, хотя к этому году добыча уральской платины составила около 2000 пудов или 32 000 кг, из которых в монету было перечеканено 14 669 кг. Громадной количество платины, скопившейся на Петербургском монетном дворе частью в виде монеты, а частью в необработанном виде (по разным данным от 720 до 2000 пудов), было продано английской фирме Джонсон, Маттэ и Ко. В результате Англия, которая не добывала ни одного грамма платины, долго была в этой отрасли монополистом. [5]

Блестящий благородный металл серебристо-белого цвета является одним из четырех драгоценных металлов на которые ставится проба. Самородную платину добывают на приисках. Впервые металл из руды в виде порошка началось в 1805 году английским учёным У. Х. Волластоном.

Платиновая чернь — тонкий порошок платины, получаемый восстановлением её соединений.

Физические свойства
Температуры плавления платины – 1768,3 °C, кипения — 3825 °C.
Платина один из самых тяжёлых металлов, его плотность 21,09—21,45 г/см³ (атомная плотность 6,62⋅1022 ат/см³).
Твёрдость по Бринеллю — 50 кгс/мм² (по Моосу 3,5).
Удельное электрическое сопротивление — 0,098 мкОм·м (при 0 °C).

Химические свойства
Платина более химически устойчива в сравнении с палладием, является одним из самых инертных металлов. При комнатной температуре реагирует с царской водкой, медленно растворяется в горячей концентрированной серной кислоте и жидком броме, но не взаимодействует с другими минеральными и органическими кислотами.

При нагревании платина реагирует с галогенами (особенно в присутствии галогенидов щелочных металлов), пероксидом натрия, щелочами, серой, селеном, теллуром, углеродом и кремнием.
При нагревании платина реагирует с кислородом и образует летучие оксиды.

В своих соединениях платина проявляет почти все степени окисления от 0 до +6, из которых наиболее устойчивы +2 и +4. Характерно образование многочисленных комплексных соединений, многие из которых носят имена изучавших их химиков – соли Косса, Магнуса, Пейроне, Цейзе, Чугаева и т. д. Большой вклад в изучение соединений платины внес русский химик Л. А. Чугаев (1873−1922) – первый директор созданного в 1918 году Института по изучению платины.

Платина, как и палладий, способна растворять молекулярный водород, но объём поглощаемого водорода и способность его отдавать при нагревании у платины меньше.

При щелочном гидролизе хлороплатинатов получают гидроксиды платины, проявляющие амфотерные свойства.

Гексафторид платины – один из сильнейших окислителей среди всех известных химических соединений, способный окислить молекулы кислорода и ксенона. Соединение получают под давлением при температуре 1000 °C. Фторирование платины при нормальным давлении и температуре 350—400 °C даёт фторид платины (IV).

Именно с помощью гексафторида платины канадский химик Нейл Бартлетт в 1962 году получил первое настоящее химическое соединение ксенона (Xe[PtF6]). Это открытие положило начало химии инертных газов.

Платина является активным катализатором многих химических реакций. Это свойство широко используется в химической промышленности.

Самородок платины

Монетарная функция платины
Платина, золото и серебро — основные металлы, выполняющие монетарную функцию. Однако платину стали использовать для изготовления монет на несколько тысячелетий позже золота и серебра. Первые в мире платиновые монеты были выпущены и находились в обращении в Российской империи с 1828 по 1845 год.

В 1846 году чеканка платиновой монеты была прекращена, хотя к этому году добыча уральской платины составила около 2 000 пудов или 32 000 кг, из которых в монету было перечеканено 14 669 кг. Громадное количество платины, скопившееся на Петербургском монетном дворе частью в виде монеты, а частью в необработанном виде (по разным данным от 720 до 2 000 пудов), было продано английской фирме Джонсон, Маттэ и Ко. В результате Англия, которая не добывала ни одного грамма платины, долго была в этой отрасли монополистом.

В Советском Союзе выпуск памятных юбилейных монет из платины производился в период с 1977 по 1991 годы. Всего было выпущено 11 различных монет номиналом 150 рублей. Первый выпуск был приурочен к Олимпиаде-80 в Москве. Выпускаемые разными странами в настоящее время платиновые монеты являются инвестиционными.

В период с 1992 по 1995 год инвестиционные платиновые монеты номиналами 25, 50 и 150 рублей выпускал Банк России.

Биологическая роль и физиологическое действие
Как и все платиноиды, платина не играет ярко выраженной биологической роли в организме человека. В чистом виде металл нетоксичен, однако некоторые его соединения (например, гексафторид платины), очень ядовиты.

Добыча и производство
В Старом Свете платина не была известна и до 1748 года добывалась и производилась только на территории Америки. Привозимая в Европу платина стоила вдвое ниже серебра, так как не имел широкого применения.

Ювелиры вскоре научились сплавлять дешевую тогда платину с золотом, а так как плотность платины выше, чем у золота, то незначительные добавки платины позволили изготавливать подделки, которые невозможно было отличить от золотых изделий. Такого рода подделки получили столь широкое распространение, что испанский король приказал прекратить ввоз платины, а оставшиеся запасы утопить в море. Этот закон просуществовал до 1778 года.

Впрочем, некоторые современные ювелиры возражают против этой версии, аргументируя тем, что получать сплав платины с температурой плавления 1768°C и легкоплавкого золота (1064,18°C) – не такая уж простая задача. Однако температура кипения золота (2856°C) значительно выше температуры плавления платины, так что даже не специалисту очевидно – процесс нельзя считать совершенно не возможным. Скорее наши современники недооценивают уровень мастерства ювелиров прошлого.

После отмены закона потребность в платине была небольшой, её использовали в основном для создания химического оборудования, приспособлений и в качестве катализаторов. Добываемой в Америке платины для этих целей было достаточно. Ни о каком значимом промышленном производстве говорить не приходилось.

В 1819 году платину впервые обнаружили на Урале близ Екатеринбурга, а в 1824 году были открыты платиновые россыпи в Нижнетагильском округе. Разведанные запасы платины были столь велики, что Российская империя почти сразу заняла первое место в мире по ее добыче. А к концу века в России добывалось платины в 40 раз больше, чем во всех остальных странах мира. Причём представлена она была и весьма увесистыми самородками. Например, у одного из найденных на Урале самородков масса составляла 9,639 кг (впоследствии был переплавлен).

К концу XIX века Российская империя добывала 4,5 тонны платины в год.

Даже когда сформировался активный экспорт платины, большая часть добываемой Россией платины не находила достойного применения. Поэтому начиная с 1828 года, по предложению министра финансов Егора Канкрина, в Российской империи начали выпускать платиновые монеты номиналом 3, 6 и 12 рублей. При этом 12-рублёвая платиновая монета имела массу 41,41 г, а в рублёвой серебряной монете было 18 г чистого серебра. То есть по стоимости металла платиновые монеты были дороже серебряных в 5,2 раза. С 1828 по 1845 год было выпущено 1 372 000 трёхрублёвых монет, 17 582 шестирублёвых и 3303 двенадцатирублёвых общей массой 14,7 тонн. Основную выгоду от добычи получали владельцы рудников — Демидовы.

В 1845 году, по настоянию нового министра финансов Фёдора Вронченко выпуск платиновых монет был прекращён, и они были изъяты из обращения. Основной версией этих срочных мер считают повышение европейских цен на платину, в результате которого стоимость металла в монетах стала ощутимо превышать их номинал. После прекращения чеканки платиновых монет добыча металла в России упала в 20 раз. Тем не менее к 1915 году на долю Российской империи приходилось 95% мировой добычи платины, а оставшиеся 5% добывала Колумбия. Причём почти вся российская платина поступала на экспорт. Например, в 1867 году Англия скупила весь запас российской платины (более 16 тонн).

В 1930-х годах вторым по объему производителем платины в мире стала Канада, а после Второй мировой войны эту позицию заняла Южная Африка, на территории которой находятся основные разведанные на сегодня запасы мировой платины – около девяноста процентов.

В 2014 году в мире была добыта 161 тонна платины. Лидеры добычи:
ЮАР — 110,0 т,
Россия — 25,0 т,
Зимбабве — 11,0 т,
Канада — 7,2 т,
США — 3,7 т.

Использование
Еще в первой четверти XIX века платину в России стали применять в качестве легирующей добавки для производства высокопрочных сталей.

Платина широко используется в качестве катализатора. Чаще всего в сплаве с родием, а также в виде платиновой черни.

Из платины изготавливают сосуды и мешалки, используемые при варке оптических стёкол, стойкую к химическому воздействию и сильному нагреву лабораторную посуду (тигли, ложки и пр.), перегонные реторты для производства кислот, специальные зеркала для лазерной техники.

Для изготовления постоянных магнитов с высокой коэрцитивной силой и остаточной намагниченностью (сплав трёх частей платины и одной части кобальта ПлК-78).

Для изготовления долговечных и стабильных электрических контактов в виде сплавов с иридием, например, контактов электромагнитных реле (сплавы ПлИ-10, ПлИ-20, ПлИ-30).
Гальванические покрытия.

Из платины изготавливают: термометры сопротивления, нагревательные элементы печей сопротивления, нерастворимые аноды (в гальванотехнике), покрытия для элементов СВЧ-техники (волноводы, аттенюаторы, элементы резонаторов), электроды для получения перхлоратов, перборатов, перкарбонатов, пероксодвусерной кислоты. Фактически использование платины обуславливает все мировое производство перекиси водорода: электролиз серной кислоты — пероксодвусерная кислота — гидролиз — отгонка перекиси водорода.

Драгоценный металл применяется в ювелирном и зубоврачебном деле.

Соединения платины (преимущественно, амминоплатинаты) применяются как цитостатики при терапии различных форм рака. Первым в клиническую практику был введён цисплатин (цис-дихлородиамминплатина(II)), однако в настоящее время применяются более эффективные карбоксилатные комплексы диамминплатины — карбоплатин и оксалиплатин.

Читайте также: