Платина — химический элемент, металл (формула платины – Pt), и притом очень редкий.
Впрочем, это не отменяет широкого спектра его применения — от ювелирных изделий до кардиостимуляторов. Платина – драгоценный металл, который входит в так называемую переходную группу, составляя компанию золоту, серебру и меди. По своей атомной структуре платина способна легко связываться с другими элементами.
История открытия и происхождение названия металла
Первое упоминание о данном веществе относится к 1557 году, когда итальянский врач и гуманист Юлий Цезарь Скалигер описал металл, найденный им в Центральной Америке. Расплавить этот металл существовавшими в те времена средствами и способами, которые были доступны испанским конкистадорам, не удалось. Поэтому Скалигер назвал новое химическое вещество платиной, что можно перевести как «маленькое серебро» или даже «серебришко».
В этом названии были отражены как цвет металла (серебристо-белый), так и его практическая бесполезность людям той эпохи. Поэтому вначале древние металлурги в Египте и Америке использовали металл для изготовления ювелирных и декоративных изделий, смешивая его с более легкоплавким золотом. Возможно, поэтому металл довольно долго называли белым золотом. Аналогии были очевидными — он, как и золото, оказался чрезвычайно устойчивым к потускнению и коррозии. С другой стороны, элемент является весьма пластичным и податливым: его легко можно деформировать, протягивать в проволоку и т.д. Наконец, платина — полноправный благородный металл, поскольку не окисляется, и не подвергается воздействию обычных кислот.
Нахождение в природе. Изотопы
Мировые запасы платины невелики. Содержание металла в земной коре составляет 5 · 10-7 мас.%. Он встречается как в чистом виде, так и в соединениях. Наиболее важными минералами являются поликсен, который содержит 6…10 % железа, а также палладиевая платина, ферроплатина, иридоплатина, сперрилит PtAs2, а также ряд более сложных химических соединений, включающих в себя никель, серу, палладий. Наиболее известным из таких минералов является брэггит. Он встречается вместе с медными и железными пиритами в контакте с золотой рудой, кристаллизуясь в кубической или, что реже, в октаэдрической форме. Брэггит обладает металлическим блеском и содержит также следы родия и сурьмы.
К настоящему времени учёными открыто довольно много изотопов данного элемента: 6 природных и 37 искусственных. Наиболее распространенные изотопы:
- Pt195 (33,83 % от общего количества).
- Pt194 (32,97 % от общего количества).
- Pt196 (25,24 % от общего количества).
- Pt198 (7,16 % от общего количества).
- Pt192 (0,78 % от общего количества).
- Pt190 (0,01 % от общего количества).
Месторождения
Добыча платины в мире сосредоточена в Южной Африке (80 % от общемирового объёма добычи), России и Канаде. В Европу латиноамериканская платина попала только в 1735 году. Металл также был обнаружен в Бразилии в минерале сиенит, где он находится вместе с золотом.
Где добывают платину? Среди наиболее крупных месторождений:
- Уральские аллювиальные отложения, обнаруженные в районе Нижнего Тагила;
- Лапландские копи (Финляндия), где металл находится в связанном состоянии вместе с алмазами;
- Месторождения в канадских провинциях Онтарио и Британская Колумбия, а также на обширных территориях, примыкающих к долине реки Юкон.
Месторождения платины в России, кроме Урала, имеются также за Полярным кругом, в районе Норильска. Странами по добыче платины формально считаются также Германия (долина Рейна), Индонезия (остров Борнео), в Испания, Ирландия, США, Австралия и Новая Зеландия. Объём добычи там невелик и пока не имеет мирового экономического значения.
Из экзотических способов получения стоит упомянуть метеоритное железо, в котором часто содержится данный металл.
Технологии добычи и получения
Как добывают платину? Способ добычи определяется формой нахождения платины в природе, в исходном сырье. Например, преобладающая часть платиновой руды, добываемой в Британской Колумбии — грубая и имеет вид самородков, которые обнаруживаются на сравнительно небольших площадях. Самородки в своём весе редко превышают половину унции (14 граммов). Большая часть металла встречается в небольших зернах, которые производителями платины разделяются на магнитные и немагнитные. Последние составляют большую долю от общего количества.
Чистый металл часто содержит следы никеля, о чем свидетельствуют спектрохимические исследования образцов из России, Испании и Америки. Например, при добыче платины в России образцы из Китлима содержат не менее 0,1% никеля, а в нижнетагильском магнитном сырье присутствует до 0,75% никеля.
Физические свойства
Элемент является одним из самых плотных – 21 450 кг/м3, что более чем в 21 раз превышает плотность воды или в 6 раз — плотность алмаза. Среди основных свойств данного металла:
- Атомный вес — 195,1.
- Температура плавления -1768,4 0С.
- Температура кипения — 3825 0C.
Для промышленного применения имеют значение магнитные свойства данного металла. Немагнитная форма встречается чаще, она обладает повышенной плотностью. Магнитные свойства определяются наличием железа в руде. Интересно, что некоторые образцы уральской платины притягивают железные опилки сильнее, чем обычный магнит.
Химические свойства
Первые химические исследования были проведены ещё в 1741 году британским ученым Чарльзом Вудом. Именно он впервые назвал данный элемент металлом (восьмым по счёту среди известных к тому времени), и описал некоторые характеристики платины.
Реакционная способность
История платины включает проверку на «благородность». Металл прошёл её благодаря исследованиям британских химиков Уильяма Уолластона и Смитсона Теннанта. В начале XIХ века они попытались растворить очищенную платину в смеси азотной и соляной кислот. После того, как металл была отделён от остальной части раствора, в отходах были обнаружены палладий, родий, осмий, иридий, а позже – и рутений. Характерно, что и в наши дни добыча ведётся по аналогичной технологии: образцы, содержащие элемент, растворяют в кислотной среде, отделяют от остальной части раствора и побочных продуктов и плавят при очень высоких температурах для получения чистого металла.
Применение платины
Платиновые цилиндры долго использовались в качестве международного стандарта для измерения веса. Ныне металл применяется для создания высокопрочных деталей для различных машин, инструментов и ювелирных изделий. Вследствие очень низкого уровня реактивности элемент используется в некоторых противораковых препаратах.
Согласно последним данным, около половины онкопациентов используют платиносодержащие препараты, поскольку противоопухолевые свойства платины уже хорошо изучены. Металл также используется в кардиостимуляторах, зубных коронках, и других устройствах из-за своей высокой стойкости к коррозии от жидкостей, образующихся в организме человека, и отсутствия реактивности к функциям жизнедеятельности.
Где ещё используется платина? В сочетании с кобальтом этот металл применяется для создания сильных постоянных магнитов, которые используются в часовых механизмах, двигателях, медицинском оборудовании.
Примерно треть мирового объёма потребления платины как драгметалла приходится на ювелирное дело. В частности, большинство крупных алмазов вставляются именно в платиновые корпуса.
Катализаторы
Почти половина добываемой платины используется в каталитических конвертерах — узлах автомобиля, которые уменьшают токсичность выхлопных газов до приемлемых значений. Они могут выдерживать высокие температуры, необходимые для реакций окисления, в ходе протекания которых и снижается токсичность выбросов. Кроме того, платина используется в качестве катализатора при производстве удобрений, пластмасс и бензина.
Монетарные функции. Знаки отличия
Поскольку платина – драгоценный металл, то во многих странах её хранят в форме слитков, которые можно использовать в целях межбанковских платежей. Производятся также памятные знаки. Вместе с тем, из-за ограниченности запасов объём производства таких предметов, в сравнении с золотом или серебром, невелик.
Цена платины и прогноз
Годовая добыча не превышает 120…130 т. Инвестиционная активность на рынке определяется значительными ценовыми колебаниями (см. Куда инвестировать деньги?). Сколько стоит платина? Начиная с февраля 2018 г. стоимость платины падает, и, по оценкам специалистов, прогнозируется на уровне 29…32 долларов США за грамм. Впрочем, курс платины и динамика цен в течение последних лет носят сезонный характер: к лету стоимость металла обычно возрастает. Прогноз по платине на 2018 год свидетельствует, что инвестиционные риски от вложения средств достаточно высоки: за последние 6 лет цена грамма данного металла снизилась почти вдвое: с 59 до 31 долларов США за грамм.
Интересные факты о платине
- Самый большой, найденный когда-либо самородок платины весил 7837 г.
- В своих исследованиях Вуд опирался на конфискованные британским флотом документы испанского ученого и военно-морского офицера Антонио де Уллоа, которые датируются 1735 годом.
- Впервые элемент обнаружили в аллювиальных отложениях реки Пинто, которая протекает по территории Колумбии.
