Platina: savybės ir pritaikymas

Gamtoje egzistuojančios medžiagos yra beveik neišsemiama istorijų tema. Be to, ne visi jie vienodai žinomi. Būtina išsiaiškinti, bent jau bendram vystymuisi, pagrindinius dalykus, susijusius su platina, jos savybes ir taikymo ypatybes.

Prieš kelis dešimtmečius mokyklą baigusieji drąsiai pasakytų, kad platina – Mendelejevo periodinės elementų lentelės 8-osios grupės šoninio pogrupio metalas. Tačiau ši klasifikacija yra pasenusi ir dabar platina priklauso 10-ai elementų grupei.

Neįmanoma pasakyti, kaip šis metalas atrodo gamtoje. Iš tiesų gryna forma jį galima gauti tik dirbtinai. Platinos rūdos turi tik nedidelius pagrindinės medžiagos intarpus. Fiziniu požiūriu tai yra izomorfiniai Pt mišiniai su:

• varis;
• geležies;
• nikelis;
• sidabras;
• įvairių platinos grupės metalų.

Platinos rūdos yra išsibarsčiusios visur. Dauguma jų susitelkę Naujajame pasaulyje. Štai kodėl platinos atradimo garbė priklauso senovės indėnams... Netgi ekspertai nežino, kada tiksliai jie pradėjo kasti šį metalą. Tačiau europiečiams atradus platiną, jos vaidmuo ekonomikoje pasirodė gana neigiamas.

Nenuostabu, kad 1735 m. Ispanijoje jie nusprendė uždrausti įvežti į didmiestį anksčiau išgautą platiną. Tai, kas vėl buvo iškasama Kolumbijoje, buvo įsakyta atsargiai atskirti nuo sidabro ir užtvindyti upėmis. Ir viskas, ką jiems pavyko įvežti į pačią Ispaniją, iškilmingoje atmosferoje paskendo jūroje.

Tačiau smalsu, kad praėjo mažiau nei pusė amžiaus nuo tada, kai Madridas, priešingai, pradėjo platinos žaliavų importą. Tada jie pradėjo jį naudoti nacionaliniu mastu, kad padirbtų monetas iš kitų tauriųjų metalų. Iki 1820 m., remiantis įvairiais šaltiniais, Europoje buvo nuo 3 iki 7 tonų platinos. Būtent iš jo Prancūzijoje buvo pagaminti metro ir kilogramo etalonai. Tačiau jis ilgą laiką neturėjo jokio rimto taikymo.

Grynos platinos savitasis svoris yra 21,45 gramo kubiniame metre. žr. Jis lydosi maždaug 1768 laipsnių Celsijaus temperatūroje. Virimas (garavimas) vyksta 3825 laipsnių temperatūroje. Būtent šios temperatūros charakteristikos ilgą laiką neleido neišskirti gryno metalo, juo labiau nustatyti jo naudojimo. Be to, platina yra kietesnė už auksą ir sidabrą, ją gana sunku apdirbti mechaniškai.

Šis metalas yra kalus ir lankstus. Jo atsparumas tempimui yra gana įspūdingas.

Jis tirpsta tik:

• karališkoji degtinė;
• skystas bromas;
• kaitinama sieros rūgštis (bet itin lėtai).

Todėl nėra prasmės nešti jį prie magneto, kad atskirtumėte nuo sidabro ar aukso. Jums tereikia suprasti, kad grynų platinos papuošalų nėra. Juose gali būti įvairios koncentracijos geležies ir nikelio, o būtent šios priemaišos gana gerai reaguoja į magnetą.

Įdomu tai mikrokosme platina gali turėti magnetinių savybių. Fizikams eksperimente pavyko juos rasti šalia atominio metalo sluoksnio; atidarymas buvo paskelbtas 2018 m. Norint suteikti medžiagai feromagnetines savybes, reikėjo naudoti joninį skystį – naujo tipo medžiagą, specialiai sukurtą atliekant tyrimus. Kalbant apie platinos spalvą, gamtoje ji nudažyta sidabriškai baltu tonu. Kartais pasitaiko ir tamsiai pilkų egzempliorių.

Platinos rūdą svarbu išgauti iš žemės žarnų, nes tam yra keli būdai.

Nepaisant pirminio platinos telkinių radimo Pietų Amerikoje, didžiausias XXI amžiaus telkinys pasaulyje yra Afrikoje. Tiksliau, tada Pietų Afrikoje. Bushveld kompleksas – milžiniška platinos grupės metalų sankaupa; manoma, kad jis atsirado prieš 2 milijardus metų dėl vulkaninių procesų. Savo forma Pietų Afrikos laukas primena „lėkštę“, kurios skersmuo siekia 370 km. Kompleksą sudaro keli horizontai, nukreipti į vidų.

Tuo pačiu metu nuosėdų storis 2 horizontuose iš trijų yra tik apie 1 m. Šiuo metu aktyviai plėtojamo Platrifo horizonto storis įvairiose vietose siekia 5-90 m. Jis kasamas atviru būdu. Kompleksas buvo atidarytas 1924 m. Būtent iš čia ¾ visos iškasamos platinos patenka į pasaulinę rinką.

Tačiau ir šiandien mūsų šalis yra įtraukta į pirmaujančių platinos rūdos gavybos šalių sąrašą. Tiesa, ji jau antroje vietoje, 5,8 karto atsilieka nuo Pietų Afrikos. Taurieji metalai taip pat eksportuojami iš Rusijos. Trečią pasaulio reitingo eilutę užima Zimbabvė, kurioje išgaunama apie 3 kartus mažiau platinos (9 tonos).

Taip pat išgaunama platina:

• JAV (6000 kg);
• Kanada (apie 5000 kg);
• kitos valstybės (kartu 6100 kg).

Šį metalą galima išgauti tiek atviruoju, tiek kasykliniu būdu. Karjerai daugiausia yra ten, kur randami antriniai telkiniai. Šiose vietose platina buvo nusodinta po mechaninio pirminių nuosėdų sunaikinimo. Bet geologai jau seniai išsiaiškino, kad didžioji jo dalis yra susitelkusi požeminiuose nikelio rūdų sluoksniuose. Kasyba mažai skiriasi nuo darbo su kitais metaliniais mineralais; verta atkreipti dėmesį tik į didelę fizinio darbo dalį.

Po sodrinimo jo koncentracija pakyla 3 dydžiais. Bushveldo komplekse norint išgauti 1 kg platinos galiausiai (atsižvelgiant į technologinius nuostolius) reikia iškelti 500–1500 kg rūdos. Tada pusgaminis apdorojamas rafinavimo metalurginėse krosnyse ir specialiuose konverteriuose; bet galutinis rezultatas pasiekiamas tik po rafinavimo, kai metalo koncentracija yra 99,5%.

Platina yra geresnė už auksą, nes yra stipresnė už ją. Todėl platinos gaminių tarnavimo laikas yra daug didesnis. Juos subraižyti daug sunkiau. Dėl to tokio tipo papuošalai (ir ne tik) yra rečiau taisomi. Pasendinta platina dar labiau skiriasi nuo aukso.

Patinos dėka įgauna pilką spalvą su matiniu blizgesiu. Daugelis nešiojančių bando atsikratyti šio efekto ir nublizginti savo papuošalus. Kitų žmonių teigimu, patina taurųjį metalą padaro jei ne dar vertingesnį, tai bet kokiu atveju įdomesnį. Nematant gyvai, vargu ar pavyks priimti teisingą sprendimą. Rodžio sluoksnis ant baltojo aukso palaipsniui nusidėvės ir jis taps daug geltonesnis.

Jie taip pat palaipsniui blunka, todėl juos reikės sistemingai valyti. Po visko sidabras yra chemiškai aktyvus ir neišvengiamai reaguos su dažniausiai pasitaikančiomis medžiagomis, net su atmosferos deguonimi. Tačiau visą šį skirtumą platinos naudai užgožia tai, kad jos yra pastebimai mažiau nei aukso ir juo labiau sidabro.

Volframas yra panašus į platiną. Tačiau jis yra žymiai pigesnis, o volframo gaminių stiprumas taip pat yra didelis. Problema ta, kad volframą daug sunkiau perdirbti į normalią formą. Perdaryti volframo žiedą, sureguliuoti jo dydį nėra lengva užduotis, net ir naudojant XXI amžiaus technologijas. Tie patys sunkumai kyla naudojant titano imitacijas.

Yra nemažai platinos lydinių tipų. Dauguma papuošalų pagaminti iš 950 metalo, kuriame yra 95% grynos platinos. Kartais galite rasti 900-ąjį lydinį. Akivaizdūs jo trūkumai – ne per daug prisotinta spalva ir neišraiškingas blizgesys. Todėl estetiniu požiūriu jis daug praranda iki 950 metalo.

Plačiai paplitę platinos ir iridžio lydiniai. Kuo daugiau šio antrojo komponento, tuo junginys bus atsparesnis ugniai. Platinos ir iridžio lydinių kristalizacijos diapazonas yra gana siauras. Taip pat žymiai padidėja medžiagos kietumas ir stiprumas.

Įvairiais tikslais platina taip pat gali būti legiruojama su:

• varis;
• rutenis;
• paladis;
• nikelis;
• rodis.

Labai didelė platinos dalis naudojama pramonėje. Technologai labai vertina šio metalo savybę pagreitinti įvairias chemines reakcijas nenaudojant. Šiais laikais jis kartais naudojamas medicinoje, pirmiausia dantų protezavimui. Jau praėjusio amžiaus viduryje šis panaudojimas sudarė kelis procentus visos išgaunamos platinos. Šis skaičius palaipsniui didėja.

Jis taip pat plačiai naudojamas gaminant azoto rūgštį (kaip amoniako oksidatorių). Tiesa, šiuo atveju dažniau naudojamas platinos-rodžio lydinys, o ne grynas metalas. Šios pirmenybės priežastys domina tik technologus ir nepatenka į šio straipsnio taikymo sritį.Kitas taurusis metalas naudojamas sieros rūgšties gamyboje, angliavandenilių hidrinimo, acetileno, ketonų gamyboje.

Bet platina taip pat plačiai naudojama naftos perdirbimo pramonėje. Tai puikus katalizatorius, paspartinantis benzino gamybą. Į distiliavimo kolonėles dedama ne tinklelis, kaip kartais manoma, o smulkiai išsklaidyti platinos milteliai. Jis yra patvaresnis už molibdeną ir vanadį. Taip pat platinos naudai liudija padidėjęs efektyvumas.

Platina gali būti naudojama elektrinių krosnių varžos kontaktuose. Jį galite rasti daugelyje kitų elektros kontaktų.

Platinos-kobalto lydinys reikalingas magnetams, kurie derina kompaktiškumą ir puikų našumą, sukurti.

Daugelis vairuotojų kasdien netiesiogiai naudoja sau platiną. Automobiliuose jo daugiausia yra katalizatoriuose. Šis metalas padeda sumažinti išmetamųjų dujų toksiškumą, taip pagerindamas miesto atmosferos būklę. Katalizatoriuje esanti platinos danga dedama ant monolitinio keraminio elemento.

Grįžtant prie medicinos, verta paminėti, kad unikalūs chirurginiai instrumentai gaminami platinos pagrindu. Juos galima dezinfekuoti spiritiniais degikliais, nereikalaujant specialių reagentų. Odontologai mėgsta dirbti su instrumentais, padengtais plonu platinos sluoksniu. Platinos-iridžio elektrodai naudojami širdies ritmui reguliuoti, protezavimui esant klausos sutrikimams.

Tačiau negalima nepaminėti „baltojo metalo“ vaidmens kitose srityse.

Taigi, ji labai paklausi stiklo gamyboje... O tiksliau ne langų stiklai, o kokybiški optiniai stiklai. Rodžio-platinos junginys padeda gaminti mažesnius nei 1 mm storio stiklo pluošto štampelius. Jau daug tūkstančių valandų veikia 1400-1500 laipsnių temperatūroje, kuri vystosi stiklinių krosnių viduje.

Elitinis čekiškas stiklas, kainuojantis kone pasakiškus pinigus, gaminamas platininių tiglių viduje.

Žinoma, chemijos pramonė negalėjo aplenkti tokios medžiagos, kuri yra tokia atspari karščiui ir labiausiai šarminiams reagentams. Joje iš platinos gaminami tigliai, kiti indai, skirti tyrimams ir ekspertinėms laboratorijoms, ypač švarioms pramonės šakoms.

Taigi, tiksliai Pt pagrindu sukurkite kai kuriuos prietaisus, naudojamus kuriant puslaidininkių kristalusv. Tik jų viduje galima sukurti tokias sąlygas, kai priemaišų koncentracija bus mažesnė nei 1 atomas milijonui. Netgi platininiuose tigliuose susidaro kristalai, reikalingi lazeriams kurti ir kontaktams silpnos srovės elektrotechnikoje.

Šis metalas apima toliau:

• Lazerių viduje naudojami veidrodžiai;
• retortos vandenilio fluorido ir perchloro rūgštims gaminti;
• netirpūs anodai galvanizavimo įrangai;
• varžos termometrai;
• atskiros mikrobangų įrangos dalys;
• vaistai, slopinantys kai kurias vėžio formas;
• monetų ir skiriamųjų ženklų, medalių ir ordinų gamyba;
• vitaminų ir kai kurių kitų farmakologinių preparatų sintezės įranga.

Nuo pat pradžių reikia orientuotis į kainą. Tokios pat prabos platina bus bent tris kartus brangesnė už auksą... Be to, su juo dirba ne tiek daug juvelyrų. Didžioji dauguma tokių meistrų dirba Vakarų Europoje. Patartina sutelkti dėmesį į papuošalus iš ten. Tačiau nepasitikite kainų etikete ir pardavėjų žodžiais, o reikalaukite oficialių pažymų.

Pridėjus kobalto ir rutenio, gali pailgėti produkto naudojimo trukmė. Papuošalai, kurių sudėtyje yra iridžio, labiau subraižo, tačiau taip sutaupoma pinigų. Imtis turi būti parenkama pirmiausia atsižvelgiant į jūsų finansines galimybes.

Ir dar keli patarimai:

• platina vizualiai derinama su bet kokiais brangakmeniais;
• geriausias variantas (jei yra lėšų) būtų jį derinti su deimantais;
• įterpti akmenys turi atitikti bendrą koncepciją;
• graviruotos raidės ir dizainai gali greitai išeiti iš mados;
• ir, žinoma, reikia eiti į oficialią juvelyrinių dirbinių parduotuvę, o ne į pirmą pakeliui pasitaikiusią prekybos vietą ar į kioską viduryje požeminės perėjos.

Čia nėra jokių specialių reikalavimų. Paprastai valymas atliekamas naudojant platinai būdingus preparatus. Jų galite nusipirkti daugelyje juvelyrinių dirbinių parduotuvių. Kai kurie žmonės naudoja neprisotintą muiluotą vandenį arba labai praskiestą amoniaką. Kartais naudojami ir skysti indų plovikliai; tačiau manoma, kad muilai ir geliai praranda blizgesį.

Tai atlieka tik patyrę juvelyrai naudodami specialią įrangą. Platinos gaminį laikykite atskirai nuo papuošalų iš kitų metalų. Tai apsaugos juos nuo deformacijos palietus kietesnį daiktą.

Didelę platinos vertę lemia ne tik jos unikalios savybės, bet ir palyginus retumas. Skaičiuojama, kad net telkiniuose (kaip ir visoje žemės plutoje) Pt koncentracija yra 30 kartų mažesnė už aukso koncentraciją. Nuo 1828 iki 1845 metų mūsų šalyje buvo gaminamos platininės monetos. Jų nominali vertė – 3, 6 ir 12 rublių, o bendras suvartoto metalo kiekis viršijo 14 tonų. Į tauriųjų metalų kategoriją platina pateko tik 1751 metais – praėjo apie 200 metų nuo tada, kai ji tapo žinoma Europoje.

O mūsų šalyje per pirmuosius 10 kasybos metų jie atgavo tiek platinos, kiek ir visoje Amerikoje per šimtmečius iki Uralo telkinių atradimo. IR būtent Rusijoje buvo rasta ir didžiausia (paprastai perlydyta), ir didžiausia iš išlikusių grynuolių. Cheminio elemento statusą platina gavo 1735 m., kai italas D. Scaligeris įrodė savo neišardomumą; anksčiau buvo manoma, kad tai paprasta medžiaga.

Chemiškai gryna platina iš rūdos buvo išskirta tik po 68 metų Anglijoje. Metalinės formos jis yra visiškai biologiškai neutralus. Tačiau atskiri junginiai (pirmiausia su fluoru) gali būti itin pavojingi gyvybei. O 1867 m. visas Rusijos platinos atsargas (iš karto po pardavimo moratoriumo panaikinimo) nupirko Anglija. Bet net pirmaisiais XX amžiaus metais mūsų šalyje buvo pagaminta ne mažiau kaip 90% pasaulio produkcijos (nes fantastiški draustiniai pietų Afrikoje buvo rasti tik XX a. 2 dešimtmečio viduryje).

Todėl nenuostabu, kad 1918 m. gegužę buvo sukurtas specialus platinos tyrimo institutas. Dabar jis yra Bendrosios ir neorganinės chemijos instituto narys. Kai kuriuose platinos turinčiuose mineraluose taip pat yra stibio, arseno ar sieros, tačiau jie yra mažiau paplitę nei junginiai su metalais. Taigi Krasnojarsko krašto šiaurėje išgaunamas mineralas Norilskis turi 25% geležies ir 26% nikelio. Įdomu, kad viename iš platinos pramoninės gamybos etapų gali būti naudojamas cukraus tirpalas.

O šio metalo pavadinimai gana įvairūs: jis vadinamas ir „supuvusiu auksu“, ir „varlių auksu“. Jo maži kristalai yra kubinės formos. Iš pradžių, XIX amžiaus pirmoje pusėje, mūsų šalyje iš platinos buvo gaminami žiedai ir lankai statinėms. Pagal elektros laidumą šis metalas yra prastesnis už varį, aliuminį ir sidabrą. Platina pradeda oksiduotis su atmosferos deguonimi tik esant aukštesnei nei 200 laipsnių temperatūrai.

Daugiau informacijos apie platiną ir jos savybes rasite vaizdo įraše.