Metale i stopy szlachetne – Platyna
I. Metale i stopy metali szlachetnych
Metale szlachetne to zwyczajowa nazwa metali odpornych chemicznie, do których zaliczyć można:
· platynowce (ruten, rod, pallad, osm, iryd i platynę),
· srebro,
· złoto.
Do metali szlachetnych zalicza się także miedź, jednak jest ona określana jako metal "półszlachetny" ze względu na większą reaktywności niż inne metale "szlachetne".
Metale szlachetne:
o bardzo słabo reagują z innymi pierwiastkami przez co prawie nie ulegają korozji,
o nie rozpuszczają się też w większości kwasów,
o nie reagują z wodą,
o nie reagują z gorącą parą wodną,
o są odporne na działanie stężonego kwasu solnego i innych kwasów beztlenowych,
o większość z nich można jednak rozpuścić w wodzie królewskiej (jest to mieszanina stężonego kwasu solnego i stężonego kwasu azotowego w stosunku 3:1),
o posiadają dużą gęstość i dobrą plastyczność,
o posiadają wysoką temperaturę topnienia za wyjątkiem srebra i złota,
o należą do grupy metali ciężkich.
Stop metali – mieszanina metali lub metalu z pierwiastkami niemetalicznymi, o właściwościach metalu. Stopy uzyskuje się przez stopienie składników i następnie schłodzenie. Stop najczęściej posiada odmienne właściwości od jego elementów składowych, w niektórych przypadkach nawet niewielkie dodatki wpływają znacznie na własności stopu.
Stopami metalu szlachetnego nazywamy stopy, w których średnia zawartość metali szlachetnych jest większa niż 10%.
II. Platyna
Platyna (Pt, łac. platinum) - pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych, leżący w 10 grupie (niklowce), 6 okresie, w triadzie platynowców ciężkich. Liczba atomowa 78, masa atomowa 195,08, o gęstości 21,5 g/cm3 i temperaturze topnienia 1772,5C. Znane są 37 izotopy platyny, w tym 6 trwałych. Struktura krystalograficzna: regularna płasko centrowana. Ma zdolność pochłaniania gazów.Występuje w skorupie ziemskiej w ilościach 0,001 ppm,( to przyjęty na świecie sposób wyrażania stężenia bardzo rozcieńczonych roztworów związków chemicznych. Stężenie to jest pochodną ułamka molowego i określa ile cząsteczek związku chemicznego przypada na 1 milion cząsteczek roztworu), w postaci rudy oraz jako znieczyczenie rud niklu i miedzi.
Nazwa pochodzi od hiszpańskiego słowa platina, zdrobnienia słowa oznaczającego srebro. Pierwiastek ten był znany w Ameryce jeszcze w czasach prekolumbijskich. Do Europy został sprowadzony w 1750 roku przez Hiszpanów, którzy sądzili, że jest to tylko odmiana srebra. Jako odrębny pierwiastek wyodrębniona po raz pierwszy 1738 przez A. de Ulloa; światowe wydobycie platynowców (łącznie z palladem, irydem i osmem) w 1990 szacowano na 286,8 ton, z czego:
· RPA 138.5,
· kraje b. ZSRR – 125.0,
· Kanadę – 11.2,
· USA – 7.7,
· Japonię 2.4,
· Australię – 0.5.
(w/w dane podane zostały w tonach). Głównymi użytkownikami były USA i Japonia (po 35%). Wykorzystanie zwłaszcza do katalizatorów spalin, części elektronicznych i biżuterii.
1. WŁAŚCIWOŚCI
W postaci czystej:
· srebrzystobiały metal,
· kowalny,
· łatwo ciągliwy.
· rozszerzalność platyny jest zbliżona do rozszerzalności szkła
Zaliczany do metali szlachetnych
· nie reaguje z wodą,
· nie reaguje powietrzem,
· nie reaguje większością kwasów i zasad,
· reaguje tylko z wodą królewską, fluorowodorem i innymi tzw. superkwasami.
2. WYSTĘPOWANIE I OTRZYMYWANIE
W przyrodzie platyna występuje w stanie wolnym (platyna rodzima) oraz w minerałach, m.in. w:
· perrylicie PtAs2
· cooperyt
· braggicie (Pt, Pd, Ni)S2.
Platyna jest otrzymywana przez rafinację z:
z francuskiego: oczyszczanie i uszlachetnianie substancji naturalnych lub produktów przemysłowych (np. metali, ropy naftowej i produktów jej przerobu, cukru) w celu nadania im odpowiednich właściwości (np. dużej czystości, barwy, zapachu). Rafinację prowadzi
się metodami fizycznymi lub chemicznymi, np.:
o destylacja,
o ekstrakcja,
o utlenianie
o w metalurgii rafinacja ogniowa,
o wymrażanie.
o elektroliza.
· platyny rodzimej,
· szlamu po elektrolizie niklu i miedzi,
· złomu platynowego.
3. ZWIĄZKI ZNACZENIE I ZASTOSOWANIE
Najważniejsze związki platyny:
· kwas heksachloroplatynowy,
· chlorek platyny ,
· wywodzące się z tych związków kompleksy metaloorganiczne, które są masowo wykorzystywane jako katalizatory wielu przemysłowo stosowanych reakcji chemicznych,
· platyna także wiąże się łatwo z fluorowcami, tworząc halogenki (oróżnych barwach np. zielone, czerwone lub żółte)
Znaczenie biologiczne (brak):
· nietoksyczny,
· nierakotwórczy,
· niektóre jego związki (fluorek platyny i pochodne) są wykorzystywane w chemioterapii do zwalczania niektórych rodzajów raka.
Platyna jest stosowana do wyrobu:
o leków przeciwnowotworowych,
o aparatury chemicznej:
· elementy urządzeń pomiarowych (np. jest składnikiem elektrod II rodzaju, m.in. w pH-metrach i w ogniwach paliwowych),
· rezystory stosowane do pomiaru temperatury ze względu na ich stabilność,
· kotły;
o ozdób jubilersich,
o w dentystyce,
o fotografice np. K2[PtCl4]
Ze stopów platyny wykonuje się także:
· niektóre typy termopar(druty termopar – 10% i 30% Rh),
· uzwojenia piecyków grzewczych,
· wyroby jubilerskie (stop z miedzią o próbie 950).
Czysta platyna stosowana jest w przemyśle technicznym jako katalizator, także do wyrobu:
· tygli,
· parownic,
· elektrod.
W postaci czerni platynowej (metaliczna platyna silnie rozdrobniona, wykazująca dużą aktywność katalityczną. Do celów katalitycznych stosowana na odpowiednim nośniku - azbeście lub żelu krzemionkowym. Czerń platynowa osadzona na blaszce platynowej jest wykorzystywana w elektrochemii jako elektroda platynowa), gąbki oraz siatek drucianych platyna jest stosowana jako katalizator:
· podczas produkcji amoniaku,
· kwasu cyjanowodorowego,
· podczas przetwarzania ropy naftowej.
Użycie platyny w dopalaczach samochodowych sprawia, że staje się ona jednym z elementów zanieczyszczenia środowiska, niebezpiecznym dla zdrowia ludzi.
III. Podsumowanie
Metale szlachetne choć najczęściej kojarzą się nam z wyrobami jubilerskimi to równie często, jak nie częściej, wykorzystywane są również w przemyśle. Platyna jako jeden z pierwiastków należących do grupy metali szlachetnych, spełnia wszystkie jej „założenia” (tzn. ma określone właściwości chemiczne). Jest wykorzystywana powrzechnie w przemyśle (szczególnie tym związanym z elektroniką), ale także znalzła swoje miejsce w dentystyce czy fotografice.
Jest to jeden z najdrorzszych metali szlachetnych na dzisiejszym rynku.Obecnie cena uncji platyny na świecie kształtuje się na poziomie: 1329.00 USD. W porównaniu cena uncji złota to: 686.90 USD.
I choć cena nie jest zachęcająca to jest to powszechnie wykorzystywany pierwiastek we współczesnym świecie.