البلاتين عنصر كيميائي ، معدن (صيغة البلاتين هي Pt) ، وعلاوة على ذلك ، نادر جدًا.
ومع ذلك ، فإن هذا لا ينفي نطاقًا واسعًا من تطبيقاته – من المجوهرات إلى أجهزة تنظيم ضربات القلب.
تاريخ الاكتشاف وأصل اسم المعدن
يعود أول ذكر لهذه المادة إلى عام 1557 ، عندما وصف الطبيب الإيطالي وعالم الإنسان يوليوس قيصر سكاليجر المعدن الذي وجده في أمريكا الوسطى. لم يكن من الممكن صهر هذا المعدن بالوسائل والطرق التي كانت موجودة في ذلك الوقت والتي كانت متاحة للغزاة الإسبان. لذلك ، أطلق سكاليجر على المادة الكيميائية الجديدة البلاتين ، والتي يمكن ترجمتها على أنها “فضية صغيرة” أو حتى “فضية”.
يعكس هذا الاسم لون المعدن (الفضي – الأبيض) وعدم نفعه العملي لشعب تلك الحقبة. لذلك ، في البداية ، استخدم علماء المعادن القدامى في مصر وأمريكا المعدن في صنع المجوهرات والأغراض الزخرفية ، وخلطه مع المزيد من الذهب القابل للانصهار.
ولعل هذا هو سبب تسمية المعدن بالذهب الأبيض لفترة طويلة. كانت المقارنات واضحة – فقد ثبت أنه ، مثل الذهب ، مقاوم للغاية للبهتان والتآكل. من ناحية أخرى ، يكون العنصر بلاستيكيًا ومرنًا للغاية: يمكن تشويهه بسهولة ، وسحبه إلى سلك ، وما إلى ذلك. وأخيرًا ، يعد البلاتين معدنًا نبيلًا كامل الأهلية ، لأنه لا يتأكسد ولا يتعرض للأحماض الشائعة.
التواجد في الطبيعة. النظائر
احتياطيات العالم من البلاتين صغيرة. المحتوى المعدني في قشرة الأرض هو 5 · 10-7 وزن٪. تم العثور عليها في شكل نقي وفي مركبات. أهم المعادن هي البوليكسين ، الذي يحتوي على 6-10٪ من الحديد ، وكذلك البلاديوم البلاتيني ، والفيروبلاتينيوم ، والإريدوبلاتينيوم ، والسبريلايت PtAs2 ، وعدد من المركبات الكيميائية الأكثر تعقيدًا ، بما في ذلك النيكل والكبريت والبلاديوم.
وأشهر هذه المعادن هو البراغيت. تحدث مع البيريتات النحاسية والحديدية الملامسة لخام الذهب ، وتتبلور في شكل مكعب أو ثماني السطوح نادرًا. يحتوي Braggite على بريق معدني ويحتوي أيضًا على آثار من الروديوم والأنتيمون.
حتى الآن ، اكتشف العلماء عددًا غير قليل من النظائر لهذا العنصر: 6 نظائر طبيعية و 37 نظيرًا اصطناعيًا. أكثر النظائر شيوعًا:
- نقطة 195 نقطة (33.83٪ من الإجمالي).
- نقطة 194 (32.97٪ من الإجمالي).
- نقطة 196 (25.24٪ من الإجمالي).
- نقطة 198 نقطة (7.16٪ من الإجمالي).
- نقطة 192 (0.78٪ من الإجمالي).
- نقطة 190 (0.01٪ من الإجمالي).
الودائع
يتركز تعدين البلاتين في العالم في جنوب إفريقيا (80٪ من إنتاج العالم) وروسيا وكندا. وصل البلاتين في أمريكا اللاتينية إلى أوروبا فقط في عام 1735. كما تم العثور على المعدن في البرازيل في معدن سينيت ، حيث يوجد جنبًا إلى جنب مع الذهب.
أين يتم تعدين البلاتين؟ من بين أكبر الودائع:
- رواسب الأورال الغرينية الموجودة في منطقة نيجني تاجيل ؛
- مناجم لابلاند (فنلندا) ، حيث يتم ربط المعدن مع الماس ؛
- الودائع في مقاطعات أونتاريو الكندية وكولومبيا البريطانية ، وكذلك في المناطق الشاسعة المتاخمة لوادي يوكون.
توجد رواسب البلاتين في روسيا ، بالإضافة إلى جبال الأورال ، خارج الدائرة القطبية الشمالية ، في منطقة نوريلسك. تعتبر ألمانيا (وادي الراين) وإندونيسيا (جزيرة بورنيو) وإسبانيا وأيرلندا والولايات المتحدة الأمريكية وأستراليا ونيوزيلندا رسميًا دولًا لاستخراج البلاتين. حجم الإنتاج هناك صغير وليس له أهمية اقتصادية عالمية حتى الآن.
من الطرق الغريبة للحصول على الحديد النيزكي الذي يحتوي غالبًا على هذا المعدن.
تقنيات التعدين والإنتاج
كيف يتم تعدين البلاتين؟ يتم تحديد طريقة الاستخراج من خلال شكل العثور على البلاتين في الطبيعة ، في المواد الأولية. على سبيل المثال ، فإن معظم خام البلاتين المستخرج في كولومبيا البريطانية يكون خشنًا وفي شكل شذرات توجد في مناطق صغيرة نسبيًا. نادرًا ما يتجاوز وزن الناجتس نصف أونصة (14 جرامًا). يوجد معظم المعدن في حبيبات صغيرة ، يتم فصلها بواسطة منتجي البلاتين إلى مغناطيسية وغير مغناطيسية. تشكل الأخيرة نسبة كبيرة من الإجمالي.
غالبًا ما يحتوي المعدن النقي على آثار من النيكل ، كما يتضح من الدراسات الطيفية الكيميائية لعينات من روسيا وإسبانيا وأمريكا. على سبيل المثال ، عندما يتم استخراج البلاتين في روسيا ، تحتوي عينات Kitlim على 0.1٪ نيكل على الأقل ، وتحتوي المواد الخام المغناطيسية من Nizhny Tagil على ما يصل إلى 0.75٪ من النيكل.
الخصائص الفيزيائية
يعتبر العنصر من أكثر العناصر كثافة – 21،450 كجم / م 3 ، وهو أكثر من 21 مرة كثافة الماء أو 6 أضعاف كثافة الماس. من بين الخصائص الرئيسية لهذا المعدن:
- الوزن الذري 195.1.
- نقطة الانصهار -1768.4 0 درجة مئوية.
- نقطة الغليان – 3825 درجة مئوية
للتطبيقات الصناعية ، الخصائص المغناطيسية لمادة معدنية معينة. الشكل غير المغناطيسي أكثر شيوعًا ، وله كثافة متزايدة. يتم تحديد الخصائص المغناطيسية من خلال وجود الحديد في الخام. ومن المثير للاهتمام أن بعض عينات بلاتين الأورال تجذب برادة حديدية بقوة أكبر من المغناطيس العادي.
الخواص الكيميائية
تم إجراء الدراسات الكيميائية الأولى في وقت مبكر من عام 1741 من قبل العالم البريطاني تشارلز وود. كان هو أول من أطلق على هذا العنصر معدنًا (الثامن بين أولئك المعروفين في ذلك الوقت) ، ووصف بعض خصائص البلاتين.
التفاعل
يتضمن تاريخ البلاتين اختبار “النبل”. مرت المعدن بفضل أبحاث الكيميائيين البريطانيين وليام ولاستون وسميثسون تينانت. في بداية القرن التاسع عشر ، حاولوا إذابة البلاتين النقي في خليط من أحماض النيتريك والهيدروكلوريك. بعد فصل المعدن عن باقي المحلول ، تم العثور على البلاديوم والروديوم والأوزميوم والإيريديوم والروثينيوم لاحقًا في النفايات.
من المميزات أن التعدين اليوم يتم وفقًا لتقنية مماثلة: تذوب العينات التي تحتوي على العنصر في بيئة حمضية ، ويتم فصلها عن باقي المحلول والمنتجات الثانوية ، ويتم صهرها في درجات حرارة عالية جدًا للحصول على معدن نقي.
تطبيق البلاتين
لطالما استخدمت الأسطوانات البلاتينية كمعيار دولي لقياس الوزن. الآن يتم استخدام المعدن لإنشاء أجزاء عالية القوة لمختلف الآلات والأدوات والمجوهرات. نظرًا لمستوى التفاعل المنخفض جدًا ، يتم استخدام العنصر في بعض الأدوية المضادة للسرطان.
وفقًا لأحدث البيانات ، يستخدم حوالي نصف مرضى السرطان الأدوية التي تحتوي على البلاتين ، نظرًا لأن خصائص البلاتين المضادة للورم مفهومة جيدًا بالفعل. يستخدم المعدن أيضًا في أجهزة تنظيم ضربات القلب وتيجان الأسنان وغيرها من الأجهزة نظرًا لمقاومته العالية للتآكل من سوائل الجسم وقلة التفاعل مع الوظائف الحيوية.
في أي مكان آخر يستخدم البلاتين؟ بالاشتراك مع الكوبالت ، يتم استخدام هذا المعدن لإنشاء مغناطيس دائم قوي يستخدم في صناعة الساعات ، والمحركات ، والمعدات الطبية. ما يقرب من ثلث استهلاك العالم من البلاتين كمعدن ثمين يقع على المجوهرات. على وجه الخصوص ، يتم إدخال معظم الماس الكبير في علب البلاتين.
المحفزات
يستخدم ما يقرب من نصف البلاتين المستخرج في المحولات الحفازة – مكونات السيارة التي تقلل انبعاثات العادم إلى مستويات مقبولة.
يمكنهم تحمل درجات الحرارة العالية المطلوبة لتفاعلات الأكسدة ، والتي يتم خلالها تقليل سمية الانبعاثات. بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم البلاتين كعامل مساعد في إنتاج الأسمدة والبلاستيك والبنزين.
الوظائف النقدية. شارة
نظرًا لأن البلاتين معدن ثمين ، يتم تخزينه في العديد من البلدان على شكل قضبان يمكن استخدامها للمدفوعات بين البنوك. كما يتم إنتاج اللافتات التذكارية. ومع ذلك ، وبسبب الاحتياطيات المحدودة ، فإن حجم إنتاج هذه العناصر ، مقارنة بالذهب أو الفضة ، صغير.
سعر وتوقعات البلاتين
الإنتاج السنوي لا يتجاوز 120… 130 طن. يتم تحديد نشاط الاستثمار في السوق من خلال التقلبات الكبيرة في الأسعار. كم هي قيمة البلاتين؟ اعتبارًا من فبراير 2018 ، بدأت تكلفة البلاتين في الانخفاض ، ووفقًا للخبراء من المتوقع أن تكون عند مستوى 29… 32 دولارًا أمريكيًا للجرام.
ومع ذلك ، فإن سعر صرف البلاتين وديناميات الأسعار في السنوات الأخيرة موسمية: بحلول الصيف ، عادة ما يرتفع سعر المعدن. تشير توقعات البلاتين لعام 2018 إلى أن مخاطر الاستثمار من الاستثمار مرتفعة للغاية: على مدار السنوات الست الماضية ، انخفض سعر جرام من هذا المعدن إلى النصف تقريبًا: من 59 إلى 31 دولارًا أمريكيًا للجرام.
حقائق مثيرة للاهتمام حول البلاتين
- أكبر كتلة صلبة من البلاتين تم العثور عليها على الإطلاق تزن 7837 جرامًا
- استند وود في بحثه إلى المستندات التي صادرتها البحرية البريطانية من العالم والضابط البحري الإسباني أنطونيو دي أولوا ، والتي يعود تاريخها إلى عام 1735.
- تم اكتشاف العنصر لأول مرة في الرواسب الغرينية لنهر بينتو ، الذي يتدفق عبر أراضي كولومبيا.
