Platyna to pierwiastek chemiczny, metal (wzór platyny to Pt), a ponadto bardzo rzadki.
Nie neguje to jednak szerokiego zakresu jego zastosowania – od biżuterii po rozruszniki serca.
Historia odkrycia i pochodzenie nazwy metalu
Pierwsza wzmianka o tej substancji pochodzi z 1557 roku, kiedy włoski lekarz i humanista Julius Caesar Scaliger opisał metal, który znalazł w Ameryce Środkowej. Nie można było stopić tego metalu środkami i metodami, które istniały w tym czasie i były dostępne dla hiszpańskich konkwistadorów. Dlatego Scaliger nazwał nową substancję chemiczną platyną, co można przetłumaczyć jako „małe srebro” lub nawet „srebro”.
Nazwa ta odzwierciedlała zarówno kolor metalu (srebrno-biały), jak i jego praktyczną bezużyteczność dla ludzi tamtej epoki. Dlatego na początku starożytni metalurdzy w Egipcie i Ameryce używali metalu do wyrobu biżuterii i przedmiotów dekoracyjnych, mieszając go z bardziej topliwym złotem.
Być może dlatego przez długi czas metal ten nazywano białym złotem. Analogie były oczywiste – podobnie jak złoto okazało się niezwykle odporne na matowienie i korozję. Z drugiej strony element jest bardzo plastyczny i plastyczny: można go łatwo odkształcić, wciągnąć w drut itp. Wreszcie platyna jest pełnoprawnym metalem szlachetnym, ponieważ nie utlenia się i nie jest narażony na działanie zwykłych kwasów.
Bycie na łonie natury. Izotopy
Światowe rezerwy platyny są niewielkie. Zawartość metalu w skorupie ziemskiej wynosi 5 · 10-7% wag. Występuje zarówno w czystej postaci, jak iw związkach. Najważniejsze minerały to poliksen, który zawiera 6–10% żelaza, a także platynę palladową, żelazoplatynę, irydoplatynę, sperrylit PtAs2 oraz szereg bardziej złożonych związków chemicznych, w tym nikiel, siarkę i pallad.
Najbardziej znanym z tych minerałów jest braggit. Występuje wraz z pirytami miedzi i żelaza w kontakcie z rudą złota, krystalizując w formie kubicznej lub rzadziej oktaedrycznej. Braggite ma metaliczny połysk, a także zawiera śladowe ilości rodu i antymonu.
Do tej pory naukowcy odkryli sporo izotopów tego pierwiastka: 6 naturalnych i 37 sztucznych. Najczęstsze izotopy:
- Pt195 (33,83% całości).
- Pt194 (32,97% całości).
- Pt196 (25,24% całości).
- Pt198 (7,16% całości).
- Pt192 (0,78% całości).
- Pt190 (0,01% całości).
Depozyty
Wydobycie platyny na świecie koncentruje się w Afryce Południowej (80% światowej produkcji), Rosji i Kanadzie. Platyna z Ameryki Łacińskiej dotarła do Europy dopiero w 1735 roku. Metal ten znaleziono również w Brazylii w minerałach sjenitowych, gdzie występuje razem ze złotem.
Gdzie wydobywana jest platyna? Wśród największych złóż:
- Uralne osady aluwialne znalezione w regionie Niżny Tagil;
- Kopalnie w Laponii (Finlandia), gdzie metal jest łączony z diamentami;
- Depozyty w kanadyjskich prowincjach Ontario i Kolumbii Brytyjskiej, a także na rozległych obszarach przylegających do Doliny Jukonu.
Złoża platyny w Rosji, oprócz Uralu, znajdują się również za kołem podbiegunowym, w rejonie Norylska. Niemcy (dolina Renu), Indonezja (wyspa Borneo), Hiszpania, Irlandia, USA, Australia i Nowa Zelandia są również formalnie uznawane za kraje wydobycia platyny. Wielkość produkcji jest tam niewielka i nie ma jeszcze światowego znaczenia gospodarczego.
Z egzotycznych metod pozyskiwania warto wspomnieć o żelazie meteorytowym, które często zawiera ten metal.
Technologie górnicze i produkcyjne
Jak wydobywa się platynę? Sposób wydobycia jest zdeterminowany formą znajdowania w surowcu platyny w naturze. Na przykład większość rudy platyny wydobywanej w Kolumbii Brytyjskiej jest szorstka i ma postać bryłek znalezionych na stosunkowo niewielkich obszarach. Samorodki w swojej wadze rzadko przekraczają pół uncji (14 gramów). Większość metalu występuje w postaci małych ziaren, które producenci platyny rozdzielają na magnetyczne i niemagnetyczne. Te ostatnie stanowią dużą część całości.
Czysty metal często zawiera śladowe ilości niklu, o czym świadczą badania spektrochemiczne próbek z Rosji, Hiszpanii i Ameryki. Na przykład, gdy platyna jest wydobywana w Rosji, próbki z Kitlim zawierają co najmniej 0,1% niklu, a surowce magnetyczne Nizhny Tagil zawierają do 0,75% niklu.
Właściwości fizyczne
Pierwiastek jest jednym z najgęstszych – 21450 kg/m3, czyli ponad 21 razy gęstość wody lub 6 razy gęstość diamentu. Wśród głównych właściwości tego metalu:
- Masa atomowa to 195,1.
- Temperatura topnienia -1768,4 0С.
- Temperatura wrzenia – 3825 0C.
Do zastosowań przemysłowych właściwości magnetyczne danego metalu. Forma niemagnetyczna jest bardziej powszechna, ma zwiększoną gęstość. O właściwościach magnetycznych decyduje obecność żelaza w rudzie. Co ciekawe, niektóre próbki uralskiej platyny przyciągają opiłki żelaza silniej niż zwykły magnes.
Właściwości chemiczne
Pierwsze badania chemiczne przeprowadził już w 1741 r. brytyjski naukowiec Charles Wood. To on jako pierwszy nazwał ten pierwiastek metalem (ósmy wśród znanych w tamtym czasie) i opisał niektóre cechy platyny.
Reaktywność
Historia platyny obejmuje testy na „szlachtę”. Metal przeszedł go dzięki badaniom brytyjskich chemików Williama Wollastona i Smithsona Tennanta. Na początku XIX wieku próbowano rozpuścić oczyszczoną platynę w mieszaninie kwasu azotowego i solnego. Po oddzieleniu metalu od reszty roztworu w odpadach znaleziono pallad, rod, osm, iryd, a później ruten.
Charakterystyczne jest, że współczesne wydobycie prowadzone jest według podobnej technologii: próbki zawierające pierwiastek rozpuszcza się w środowisku kwaśnym, oddziela od reszty roztworu i produktów ubocznych i topi w bardzo wysokich temperaturach w celu uzyskania czystego metalu.
Zastosowanie platyny
Cylindry platynowe od dawna są używane jako międzynarodowy standard pomiaru masy. Teraz metal jest używany do tworzenia części o wysokiej wytrzymałości do różnych maszyn, narzędzi i biżuterii. Ze względu na bardzo niski poziom reaktywności pierwiastek stosowany jest w niektórych lekach przeciwnowotworowych.
Według najnowszych danych około połowa pacjentów z rakiem stosuje leki zawierające platynę, ponieważ właściwości przeciwnowotworowe platyny są już dobrze poznane. Metal jest również stosowany w rozrusznikach serca, koronach dentystycznych i innych urządzeniach ze względu na wysoką odporność na korozję powodowaną przez płyny ustrojowe oraz brak reaktywności na funkcje życiowe.
Gdzie jeszcze używana jest platyna? W połączeniu z kobaltem metal ten służy do tworzenia silnych magnesów trwałych stosowanych w mechanizmach zegarowych, silnikach i sprzęcie medycznym. Około jedna trzecia światowego zużycia platyny jako metalu szlachetnego przypada na biżuterię. W szczególności, większość dużych diamentów jest umieszczana w platynowych kopertach.
Katalizatory
Prawie połowa wydobywanej platyny jest wykorzystywana w katalizatorach – elementach pojazdów, które redukują emisję spalin do akceptowalnego poziomu.
Mogą wytrzymać wysokie temperatury wymagane w reakcjach utleniania, podczas których zmniejsza się toksyczność emisji. Ponadto platyna wykorzystywana jest jako katalizator w produkcji nawozów, tworzyw sztucznych i benzyny.
Funkcje pieniężne. Insygnia
Ponieważ platyna jest metalem szlachetnym, w wielu krajach jest przechowywana w postaci sztabek, które można wykorzystać do płatności międzybankowych. Produkowane są również tablice pamiątkowe. Jednak ze względu na ograniczone rezerwy wielkość produkcji takich przedmiotów w porównaniu ze złotem czy srebrem jest niewielka.
Cena platyny i prognoza
Roczna produkcja nie przekracza 120…130 ton. Aktywność inwestycyjną na rynku determinują znaczne wahania cen. Ile jest warta platyna? Od lutego 2018 r. cena platyny spada i według ekspertów jest prognozowana na poziomie 29…32 dolarów za gram.
Jednak kurs platyny i dynamika cen w ostatnich latach mają charakter sezonowy: do lata cena metalu zwykle rośnie. Prognoza dla platyny na 2018 rok wskazuje, że ryzyko inwestycyjne związane z inwestowaniem jest dość wysokie: w ciągu ostatnich 6 lat cena grama tego metalu spadła prawie o połowę: z 59 do 31 dolarów za gram.
Ciekawe fakty dotyczące platyny
- Największa znaleziona bryłka platyny ważyła 7837 g.
- Wood oparł swoje badania na dokumentach skonfiskowanych przez brytyjską marynarkę wojenną hiszpańskiemu naukowcowi i oficerowi marynarki Antonio de Ulloa, które pochodzą z 1735 roku.
- Pierwiastek został po raz pierwszy odkryty w osadach aluwialnych rzeki Pinto, która przepływa przez terytorium Kolumbii.
