Хим свойства платины. Платина свойства, добыча и применение

Серебристо - белого цвета, плотность 21,45 г/см 3 , температура плавления 1773,5 °C, температура кипения - 4410 °C. По твердости превосходит золото и серебро. Обозначается символом Pt. Название происходит от испанского слова plata – «cеребро»; platina – уменьшительная форма, буквально «маленькое серебро» или «серебришко».

Платина легко поддается обработке давлением (ковке, прокатке, волочению). Отличается повышенной химической стойкостью: растворяется только в горячей "царской водке", цианистом калии и расплавленных щелочах. В отдельности ни одна из кислот на этот металл не воздействует. Платина не окисляется на воздухе даже при сильном накаливании, а при остывании сохраняет свой естественный цвет.

Платина один из наиболее редких элементов, ее средняя концентрация в земной коре 5 10 -7 % по массе. Встречается в самородном виде, в виде сплавов и соединений. До XVIII века в Европе платина была неизвестна. В 1748 году испанский математик и мореплаватель А. де Ульоа первым привез на европейский континент образцы самородной платины, найденной в Перу. Итальянский химик Джилиус Скалигер в 1735 году открыл неразложимость платины и таким образом доказал, что она является независимым химическим элементом. Впервые в чистом виде из руд платина была получена английским химиком У. Волластоном в 1803 году.

СВОЙСТВА ПЛАТИНЫ

Физические свойства платины. Кристаллизуется в гранецентрированные кубические решетки. При воздействии на растворы солей восстановителями металл может быть получен в виде “черни”, обладающей высокой дисперсностью.

Платина способна абсорбировать на поверхности некоторые газы, особенно водород и кислород. Склонность к абсорбции значительно возрастает у металла, находящегося в тонкодисперсном и коллоидном состоянии. Сильно поглощает кислород платиновая чернь: 100 объемов кислорода на один объем платиновой черни.

Характеристика платины:
- цвет серовато - белый, блестящий;
- радиус атома, нм 0.138;
- параметры кристаллической решетки при 20 °С, нм а = 0.392;
- плотность при 20 °С, кг/дм 3 21.45;
- температура плавления, °С 1773,5;
- температура кипения, °С 4410;
- удельная теплоемкость, Дж/(моль/К) 25.9;
- теплопроводность при 25 °С, Вт/(м К) 74.1;
- удельное электросопротивление при 0 °С, мкОм см 9.85;
- твердость по Бринеллю, МПа 390 - 420;
- модуль упругости, ГПа 173.

Химические свойства платины. Полноценно реагирует только с горячей царской водкой:
3Pt + 4HNO 3 + 18HCl = 3H 2 + 4NO + 8H 2 O.
Крайне медленно протекает растворение ее в нагретой до определенной температуры серной кислоте и в броме.

При нагревании реагирует со щелочами и пероксидом натрия, галогенами (особенно в присутствии галогенидов щелочных металлов):
Pt + 2Cl 2 + 2NaCl = Na 2 .

При нагревании платина реагирует с кислородом с образованием летучих оксидов. Выделены следующие оксиды платины: черный PtO, коричневый PtO 2 , красновато-коричневый PtO 3 , Pt 2 O 3 и Pt 3 O 4 .

Металлическая платина токсического действия на организм человека не оказывает, однако, примеси, содержащиеся в платиновой черни (в первую очередь, теллур), ядовиты и при попадании в желудочно-кишечный тракт возникают: некрозы участков слизистой ЖКТ, зернистая дистрофия гепатоцитов, набухание эпителия извитых канальцев почки, а также “общая интоксикация”.

Целебные свойства платины. Наночастицы металла способны беспрепятственно проникать непосредственно в клетки тела и положительно воздействовать на процессы жизнедеятельности. Наиглавнейшей функцией платины по праву считается уничтожение свободных радикалов, замедляя, таким образом, процесс преждевременного старения. Платина также входит в состав некоторых препаратов, применяющихся для лечения онкологических заболеваний.

Магические свойства платины. По своим магическим свойствам это металл светлый и чистый, не несущий в себе никакого зла, не хранящий, в отличие от золота, негативную память. Платина имеет четкую связь с космосом. Миссия платины – нести людям добро и мудрость, озарение души и просветление ума. Изделие из платины следует сделать своим талисманом медперсоналу, а также людям тех профессий, где центральное место занимает проявление чуткости к окружающим. Украшения из редкого металла способны увеличить во сто крат всё то позитивное, что есть в человеке, а отрицательное нейтрализовать. Они обострят интуицию, укажут своему хозяину правильный путь и защитят от негативных внешних влияний, разрушающих его энергетическую оболочку.

ИСТОРИЯ ПЛАТИНЫ В РОССИИ

В России платина была впервые найдена на Урале, в Верх-Исетском округе, в 1819 году. При промывке золотоносных пород в золоте заметили белые блестящие зерна, которые не растворялись даже в самых сильных кислотах.

В 1823 году В.В. Любарский, Берг-пробирер лаборатории Петербургского горного корпуса, исследовал эти зерна и установил, что загадочный «сибирский металл принадлежит к особому роду сырой платины, содержащей знатное количество иридия и осмия».

В 1824 году на Урале были открыты чисто платиновые россыпи. Эти месторождения были исключительно богаты и сразу же вывели Россию на первое место в мире по добыче платины.

В 1826 году, выдающийся инженер своего времени, П.Г. Соболевский вместе с В.В. Любарским разработал простой и надежный способ получения ковкой платины.

21 марта 1827 года в конференц-зале Петербургского горного кадетского корпуса на многолюдном торжественном собрании Ученого комитета по горной и соляной части были показаны изготовленные новым методом первые изделия из русской платины – проволока, чаши, тигли, медали, слиток весом в 6 фунтов.

С 1828 года в России стали выпускать платиновые монеты 3-, 6- и 12-рублевого достоинства.

В 1843 году добыли уже 3500 кг платины. Это сказалось на цене, платина стала дешевле.

1845 году по специальному указу, из-за боязни подделки и ввоза платиновых монет из-за границы, вся платиновая монета в шестимесячный срок была изъята из обращения.

В 1867 году царский указ упразднил государственную монополию на платину и разрешил беспошлинный вывоз ее за границу. Воспользовавшись благоприятной конъюнктурой, Англия скупила все запасы этого металла – более 16 тонн.

Перед первой мировой войной добыча платины в России составляла 90...95% от мировой добычи.

В мае 1918 года был создан Институт по изучению платины, влившийся позже в Институт общей и неорганической химии АН СССР, носящий ныне имя академика Н.С. Курнакова.

Добыча платины

Чистая платина в природе встречается очень редко. Основная форма нахождения ее в руде - это собственные минералы, которых известно около 90. Минерал поликсен содержит 80...88% Pt и 9...10% Fe; купроплатина – 65...73% Pt, 12...17% Fe и 7,7...14% Cu; в никелистую платину входят также железо, медь и никель. Известны природные сплавы платины только с палладием или только с иридием. Есть еще и немногочисленные минералы – соединения платины с серой, мышьяком, сурьмой.

Промышленное использование технически возможно и экономически целесообразно, если руды содержат платиновые металлы:
- в коренных собственно месторождениях от 2 - 5 г/т до единиц кг/т;
- в коренных комплексных - от десятых долей до сотен (изредка тысяч) г/т;
- в россыпных месторождениях - от десятков мг/м 3 до сотен г/м 3 .
Значительные скопления руды в виде месторождений встречаются очень редко.

Добыча руды ведется открытым и подземным способами. Открытым способом разрабатывается большинство россыпных и часть коренных месторождений. Подземный способ добычи является основным при разработке коренных месторождений; иногда он используется для отработки богатых погребенных россыпей.

После мокрого обогащения руды получают шлих "сырой" - концентрат с 70 - 90% минералов металлов. Такой концентрат отправляется на аффинаж. Обогащение комплексных сульфидных руд осуществляется флотацией с последующей многооперационной пирометаллургической, электрохимической переработкой.

Основная часть месторождений платины (более 90 %) заключена в недрах пяти стран. К ним относятся ЮАР, США, Россия, Зимбабве, Китай.

В 2008 году в мире было добыто 200 тонн платины. Лидерами добычи были: ЮАР - 153,0 тонны, Россия - 25,0 тонн, Канада - 7,2 тонны, Зимбабве - 5,6 тонны, США - 3,7 тонны, Колумбия - 1,7 тонны.

Лидером добычи платины в России является ГМК «Норильский никель». Самые крупные самородки платины, демонстрируемые на выставке Алмазного фонда СССР, весят 5918,4 и 7860,5 грамм.

Разведанные мировые запасы металлов платиновой группы составляют около 80 000 тонн и распределены, в основном, между ЮАР (87,5 %), Россией (8,3 %) и США (2,5 %).

Производство платины

С приисков сырая платина поступает на аффинажный завод. Здесь ее подвергают длительному нагреву в фарфоровых котлах с царской водкой. В результате почти вся платина и палладий, частично родий, иридий, рутений и основная масса неблагородных металлов переходят в раствор.

Платина в растворе находится в виде двух комплексов:
H 2 – большая часть и
(NO) 2 .
Добавляя в раствор HCl, разрушают комплекс (NO) 2 , чтобы вся платина превратилась в комплекс H 2 .

Далее присутствующие в растворе иридий, палладий, родий переводят в соединения, не осаждаемые хлористым аммонием, а затем раствор «доводят», прогревая его с кислотами (серной или щавелевой) или (по способу Черняева) с раствором сахара.

Теперь можно вводить нашатырь и осаждать платину в виде хлорплатината аммония. Раствор хлористого аммония вводят на холоду. При этом основная часть платины в виде мелких ярко - желтых кристаллов (NH 4) 2 выпадает в осадок. Осадок дополнительно очищают раствором нашатыря и сушат. Сухой осадок помещают в печь. После нескольких часов прокаливания при 800...1000°C получают губчатую платину в виде спекшегося порошка серо - стального цвета.

Полученную губку измельчают и еще раз промывают соляной кислотой и водой. Затем ее плавят в кислородно - водородном пламени или в высокочастотной печи. Так получают платиновые слитки.

Когда платину добывают из сульфидных медно-никелевых руд, в которых ее содержание не превышает нескольких граммов на тонну руды, источником платины и ее аналогов служат шламы цехов электролиза меди и никеля. Шламы обогащают обжигом, вторичным электролизом и другими способами. В полученных концентратах содержание платины и ее извечных спутников – платиноидов – достигает 60%, и их можно извлекать из концентратов тем же путем, что и из сырой платины.

ПРИМЕНЕНИЕ ПЛАТИНЫ

За последние 20...25 лет спрос на платину увеличился в несколько раз и продолжает расти. До второй мировой войны более 50% платины использовалось в ювелирном деле. Сейчас около 90% потребляемой платины используется в промышленности и науке. Растет применение платины и в медицине.

Кислотостойкость, термостойкость и постоянство свойств при прокаливании, сделали платину совершенно незаменимой в производстве лабораторного оборудования. Из платины делают: тигли, чашки, стаканы, ложечки, лопатки, шпатели, наконечники, фильтры, электроды. Платиновой посудой пользуются при особо точных и ответственных аналитических операциях.

Применение платины в технике

Важнейшими областями применения платины стали химическая и нефтеперерабатывающая промышленность. В качестве катализаторов различных реакций сейчас используется около половины всей потребляемой платины.

Платина – лучший катализатор реакции окисления аммиака до окиси азота NO в одном из главных процессов производства азотной кислоты.

Платиновые катализаторы используют при синтезе витаминов и некоторых фармацевтических препаратов.

Платиновые катализаторы ускоряют многие другие практически важные реакции: гидрирование жиров, циклических и ароматических углеводородов, олефинов, альдегидов, ацетилена, кетонов, окисление SO 2 в SO 3 в сернокислотном производстве.

С помощью платиновых катализаторов на установках каталитического риформинга получают высокооктановый бензин, ароматические углеводороды и технический водород из бензиновых и лигроиновых фракций нефти.

Автомобильная промышленность использует каталитические свойства этого металла – для дожигания и обезвреживания выхлопных газов.

Платина незаменима для современной электротехники, автоматики и телемеханики, радиотехники и точного приборостроения. Из нее делают электроды топливных элементов.

Из сплава платины с родием делают фильеры для производства стеклянного волокна.

Платина и ее сплавы в химическом машиностроении служат превосходным коррозионностойким материалом. Аппаратура для получения многих особо чистых веществ и различных фторсодержащих соединений изнутри покрыта платиной, а иногда и целиком сделана из нее.

Платина и ее сплавы также применяются для изготовления:
- специальных зеркал для лазерной техники;
- нагревательных элементов печей сопротивления;
- анодных штанг для защиты от коррозии корпусов подводных лодок;
- нерастворимых анодов в гальванотехнике;
- гальванические покрытия;
- постоянных магнитов с высокой коэрцитивной силой и остаточной намагниченностью (сплав платина - кобальт ПлК-78).
- электродов для получения перхлоратов, перборатов, перкарбонатов, пероксодвусерной кислоты (фактически, использование платины обуславливает все мировое производство перекиси водорода).

Применение платины в медицине

Незначительная часть платины идет в медицинскую промышленность. Из платины и ее сплавов изготавливают хирургические инструменты, которые, не окисляясь, стерилизуются в пламени спиртовой горелки. Сплавы платины с палладием, серебром, медью, цинком, никелем служат отличным материалом для зубных протезов.

Инертность платины к любым соединениям, ее электропроводимость и неаллергенность позволяют активно использовать ее в биомедицине как компонент электростимуляторов, катетеров и другого медицинского оборудования.

Определенные платиновые комплексы используются в химиотерапии и показывают хорошую деятельность антиопухоли для небольшого количества опухолей.

Применение платины в ювелирнрм деле

Ежегодно мировая ювелирная промышленность потребляет около 50 тонн платины. Большинство платиновых ювелирных предметов торговли содержат 95% чистой платины. В ней минимум примесей, поэтому она настолько чистая, что не тускнеет, не меняет цвет и сохраняет блеск на долгие годы.

Яркий блеск платины лучше всего отражает истинное сияние бриллиантов, является прекрасной оправой для драгоценных камней и сочетается с натуральными желтыми оттенками золота. Благодаря чистоте она не раздражает кожу, так как в отличие от некоторых других металлов не содержит аллергенных примесей.

Самой важной чертой платины является прочность. Ювелирные изделия из серебра и золота могут износиться, и их придется отдавать в ремонт, чтобы заменить износившуюся часть новым металлом. Изделия из платины не изнашиваются, они практически неподвластны времени.

ИНВЕСТИЦИИ В ПЛАТИНУ

Редкость платины и высокий спрос на нее делают этот металл привлекательным для инвестирования. Инвестиции в платину – мощный финансовый инструмент, который при умелом использовании может существенно увеличить Ваш капитал. Это дорогой статусный металл, который при этом широко используется в промышленности. Именно нарастающая потребность в платине – основная причина уверенного роста цен на нее.

Платина является биржевым товаром: она торгуется на Лондонской бирже металлов и Нью-Йоркской фондовой бирже . Помимо платины с немедленной поставкой, существуют фьючерсные контракты. Цены указываются в тройских унциях.

Платина с точки зрения инвестирования представляет собой определенную альтернативу сбережениям средств в той или иной валюте. В России инвестирование в драгоценные металлы, в т. ч. в платину, своим клиентам предлагает целый ряд банков - Сбербанк, НОМОС-Банк, СМП Банк и др. Возможно совершение операций с физическими слитками и с использованием обезличенных металлических счетов. Для осуществления таких операций для своих клиентов банкам по российскому законодательству требуется особая лицензия.

График изменения цены на платину в течении 2013 года. Цена на платину в рублях за грамм рассчитывается Центральным банком России ежедневно.

Открытие обезличенных металлических счетов (ОМС).

ОМС может быть открыт как путём внесения на этот счёт физического металла (слитков), так и путём приобретения у банка обезличенного металла за наличные рубли или путём списания средств с текущего счёта или счёта по вкладу. Исходя из срока функционирования ОМС, различают текущие и депозитные счета.

ОМС до востребования (текущие). Доход формируется исходя из роста курсовой стоимости драгоценного металла на счете. Вкладчик может как снимать средства, так и пополнять счет. При таком варианте у него есть возможность маневрировать и управлять своим доходом, но это требует определенных аналитических навыков.

ОМС срочные (депозитные). Срок хранения сбережений на депозитном ОМС фиксирован, он оговаривается при открытии счета и варьируется у различных банков. Доход формируется за счет процентов, которые начисляются в граммах драгметалла и динамики котировок драгоценных металлов на мировых рынках за этот период. Может получиться так, что в срок истечения договора цены на рынке изменятся в неблагоприятную сторону, и это может принести Вам убытки.

Банки взыскивают с клиентов комиссионные вознаграждения за отдельные операции по счету, а именно:
- за зачисление драгоценного металла на счет при физической поставке слитков;
- за выдачу драгоценного металла с обезличенного металлического счета в физической форме;
- доход, полученный от изменений котировок драгметалла, облагается НДФЛ по ставке 13%, ответственность по декларированию и уплате налога ложиться на инвестора.

Самым серьезным недостатком данного инструмента инвестирования и в то же время большим риском для инвестора является отсутствие обязательного страхования ОМС. Этот факт требует особо тщательно выбирать банк для ведения ОМС.

Покупка драгоценных монет.

Налоговое законодательство РФ причисляет платиновые монеты РФ и СССР к памятным, поэтому при покупке этих монет необходимо заплатить НДС, который составит 18 % от стоимости монеты. Доход от вложений в драгоценные монеты исчисляется как разница между ценой первоначальной покупки монет у банка и ценой их последующей продажи банку.

В Советском Союзе выпуск памятных юбилейных монет из платины производился в период с 1977 по 1991 годы. В России платиновые монеты выпускались с 1992 по 1996 год. Платиновые монеты выпускаются и другими государствами.

Стоит отметить, что платиновые монеты являются большой редкостью, их достаточно сложно найти в продаже, не говоря уже о возможности их перепродажи в отделении банков.

Покупка мерных слитков.

Крупнейшие банки России разрабатывают и утверждают свои правила купли-продажи мерных слитков. Эти правила более детально описывают требования по соответствию мерных слитков стандартам допустимости их загрязнения, а также чистоте и целостности сопровождающей их документации. Перед покупкой слитков необходимо внимательно изучить эти правила.

Если Вы не планируете выносить купленный у банка слиток из сертифицированного хранилища, а желаете передать его на хранение этому же банку, оформив металлический счет ответственного хранения, то законодательство позволяет не уплачивать сумму НДС от покупки.

Многие эксперты считают, что платина это как раз тот инвестиционный инструмент, которому можно доверять и иметь 10 - 15% платины в своем инвестиционном портфеле из драгоценных металлов будет совсем не лишним. Но только сам инвестор решает, может ли этот вид драгоценного металла быть полезен ему или нет.

«Сей металл с начала света до сих времен совершенно оставался неизвестным, что без сомнения весьма удивительно. Дон Антонио де Ульоа, испанский математик, который сотовариществовал французским академикам, посланным от короля в Перу... есть первый, который упомянул об ней в известиях своего путешествия, напечатанных в Мадриде в 1748 г. Заметим, что вскоре по открытии платины, или белого золота, думали, что она не особенный металл, но смесь из двух известных металлов. Славные химики рассматривали сие мнение, и опыты их истребили оное...»
Так говорилось о платине в 1790 г. на страницах «Магазина натуральной истории, физики и химии», издававшегося известным русским просветителем Н. И. Новиковым.

Сегодня платина не только драгоценный металл, но - что значительно важнее - один из важных материалов технической революции. Один из организаторов советской платиновой промышленности, профессор Орест Евгеньевич Звягинцев, сравнивал значение платины со значением соли при приготовлении пищи - нужно немного, но без нее не приготовить обеда...
Ежегодная мировая добыча платины - меньше 100 т (в 1976 г. - около 90), но самые разнообразные области современной науки, техники и промышленности без платины существовать не могут. Она незаменима во многих ответственных узлах современных машин и приборов. Она - один из главных катализаторов современной химической промышленности. Наконец, изучение соединений этого металла - одна из главных «ветвей» современной химии координационных (комплексных) соединений.

Белое золото

«Белое золото», «гнилое золото», «лягушачье золото»... Под этими названиями платина фигурирует в литературе XVIII в. Этот металл известен давно, его белые тяжелые зерна находили при добыче золота. Но их никак не могли обработать, и оттого долгое время платина не находила применения.

Вплоть до XVIII в. этот ценнейший металл вместе с пустой породой выбрасывали в отвал, а на Урале и в Сибири зерна самородной платины использовали как дробь при стрельбе.
В Европе платину стали изучать с середины XVIII в., когда испанский математик Антонио де Ульоа привез образцы этого металла с золотоносных месторождений Перу.
Крупинки белого металла, не плавящиеся и не раскалывающиеся при ударах на наковальне, он привез в Европу как некий забавный феномен... Потом были исследования, были споры - простое ли вещество платина или «смесь двух известных металлов - золота и железа», как считал, например, известный естествоиспытатель Бюффои.
Первое практическое применение этому металлу уже в середине XVIII в. нашли фальшивомонетчики.
В то время платина ценилась в два раза ниже, чем серебро . А плотность ее велика - около 21,5 г/см 3 , и с золотом и серебром она хорошо сплавляется. Пользуясь этим, стали подмешивать платину к золоту и серебру, сначала в украшениях, а затем и в монетах. Дознавшись об этом, испанское правительство объявило борьбу платиновой «порче». Был издан королевский указ, предписывающий уничтожать всю платину, добываемую попутно с золотом. В соответствии с этим указом чиновники монетных дворов в Санта-Фе и Папаяне (испанские колонии в Южной Америке) торжественно при многочисленных свидетелях периодически топили накопившуюся платину в реках Боготе и Науке.
Только в 1778 г. этот закон был отменен, и испанское правительство, приобретая платину по очень низким ценам, стало само подмешивать ее к золоту монет... Переняли опыт!
Полагают, что чистую платину первым получил англичанин Уотсон в 1750 г. В 1752 г. после исследований Шеффера она была признана новым элементом. В 70-х годах XVIII в. были изготовлены первые технические изделия из платины (пластины, проволока, тигли). Эти изделия, разумеется, были несовершенны. Их готовили, прессуя губчатую платину при сильном нагреве. Высокого мастерства в изготовлении платиновых изделий для научиых целей достиг парижский ювелир Жанпети (1790 г.). Он сплавлял самородную платину с мышьяком в присутствии извести или щелочи, а затем при сильном прокаливании выжигал избыток мышьяка. Получался ковкий металл, пригодный для дальнейшей переработки.
В первое десятилетие XIX в. высококачественные изделия из платины делал английский химик и инженер Волластон - первооткрыватель родия и палладия. В 1808-1809 гг. во Франции и Англии (практически одновременно) были изготовлены платиновые сосуды почти в пуд весом. Они предназначались для получения концентрированной серной кислоты.
Появление подобных изделий и открытие ценных свойств элемента № 78 повысило спрос на него, цена на платину выросла, а это в свою очередь стимулировало новые исследования и поиски.

Химия платины № 78

Платину можно считать типичным элементом VIII группы. Этот тяжелый серебристо-белый металл с высокой температурой плавления (1773,5°С), большой тягучестью и хорошей электропроводностью недаром отнесли к разряду благородных. Он не корродирует в большинстве агрессивных сред, в химические реакции вступает нелегко и всем своим поведением оправдывает известное изречение И. И. Черняева: «Химия платины - это химия ее комплексных соединений».
Как и положено элементу VIII группы, платппа может проявлять несколько валентностей: 0 , 2+ , 3+ , 4+ , 5+ , 6+ и 8+ . Но, когда речь идет об элементе № 78 и его аналогах, почти так же, как валентность, важна другая характеристика - координационное число. Оно означает, сколько атомов (или групп атомов), лигандов, может расположиться вокруг центрального атома в молекуле комплексного соединения. Наиболее характерная степень окисления платины в ее комплексных соединениях 2+ и 4+ ; координационное число в этих случаях равно соответственно четырем или шести. Комплексы двухвалентной платины имеют плоскостное строение, а четырехвалентной -октаэдрическое.
На схемах комплексов с атомом платины посредине буквой А обозначены лиганды. Лигандами могут быть различные кислотные остатки (Cl - , Br - , I - , N0 2 , N03 - , CN - , С 2 04~, CNSH -), нейтральные молекулы простого и сложного строения (Н 2 0, NH 3 , C 5 H 5 N, NH 2 OH, (CH 3) 2 S, C 2 H 5 SH) и многие другие неорганические и органические группы. Платина способна образовывать даже такие комплексы, в которых все шесть лигандов различны.
Химия комплексных соединений платины разнообразна и сложна. Не будем обременять читателя многозначительными частностями. Скажем только, что и в этой сложной области знаний советская наука неизменно шла и идет впереди. Характерно в этом смысле высказывание известного американского химика Чатта.
«Возможно, не случайно было и то, что единственная страна, которая посвятила значительную часть своих усилий в области химических исследований в 20-х и 30-х годах разработке координационной химии, была и первой страной, пославшей ракету на Луну».
Здесь же уместно напомнить о высказывании одного из основоположников советской платиновой промышленности и науки - Льва Александровича Чугаева: «Каждый точно установленный факт, касающийся химии платиновых металлов, рано или поздно будет иметь свой практический эквивалент».

Потребность в платине

За последние 20-25 лет спрос на платину увеличился в несколько раз и продолжает расти. До второй мировой войны более 50% платины использовалось в ювелирном деле. Из сплавов платины с золотом, палладием, серебром, медью делали оправы для бриллиантов , жемчуга, топазов ... Мягкий белый цвет оправы из платины усиливает игру камня, он кажется крупнее и изящнее, чем в оправе из золота или серебра . Однако ценнейшие технические свойства платины сделали ее применение в ювелирном деле нерациональным.
Сейчас около 90% потребляемой платины используется в промышленности и науке, доля ювелиров намного меньше. «Виной» тому - комплекс технически ценных свойств элемента № 78.
Кислотостойкость, термостойкость и постоянство свойств при прокаливании давно сделали платину совершенно незаменимой в производстве лабораторного оборудования. «Без платины, - писал Юстус Либих в середине прошлого века - было бы невозможно во многих случаях сделать анализ минерала... состав большинства минералов оставался бы неизвестным». Из платины делают тигли, чашки, стаканы, ложечки, лопатки, шпатели, наконечники, фильтры, электроды. В платиновых тиглях разлагают горные породы - чаще всего, сплавляя их с содой или обрабатывая плавиковой кислотой. Платиновой посудой пользуются при особо точных и ответственных аналитических операциях...
Важнейшими областями применения платины стали химическая и нефтеперерабатывающая промышленность. В качестве катализаторов различных реакций сейчас используется около половины всей потребляемой платины.
Платина - лучший катализатор реакции окисления аммиака до окиси азота N0 в одном из главных процессов производства азотной кислоты. Катализатор здесь предстает в виде сетки из платиновой проволоки диаметром 0,05-0,09 мм. В материал сеток введена добавка родия (5-10%). Используют и тройной сплав -93% Pt, 3% Rh и 4% Pd. Добавка родия к платине повышает механическую прочность и увеличивает срок службы сотки, а палладий немного удешевляет катализатор и немного (на 1-2%) повышает его активность. Срок службы платиновых сеток - год-полтора. После этого старые сетки отправляют на аффинажный завод на регенерацию и устанавливают новые. Производство азотной кислоты потребляет значительные количества платины.
Платиновые катализаторы ускоряют многие другие практически важные реакции: гидрирование жиров, циклических и ароматических углеводородов, олефинов, альдегидов, ацетилена, кетонов, окисление S0 2 в S0 3 в серно-кислотном производстве. Их используют также при синтезе витаминов и некоторых фармацевтических препаратов. Известно, что в 1974 г. на нужды химической промышленности в США было израсходовано около 7,5 т платины.

Не менее важны платиновые катализаторы в нефтепе-рерабатывающей промышленности. С их помощью на установках каталитического риформинга получают высокооктановый бензин, ароматические углеводороды и технический водород из бензиновых и лигроиновых фракций нефти. Здесь платину обычно используют в виде мелко-дисперсного порошка, нанесенного на окись алюминия, керамику, глину, уголь. В этой отрасли работают и другие катализаторы (алюминий, молибден), по у платиновых - неоспоримые преимущества: большая активность и долговечность, высокая эффективность. Нефтеперерабатывающая промышленность США закупила в 1974 г. около 4 т платины.
Еще одним крупным потребителем платины стала автомобильная промышленность, которая, как это ни странно, тоже использует именно каталитические свойства этого металла - для дожигания и обезвреживания выхлопных газов.
Для этих целей автомобильная промышленность США закупила в 1974 г. 7,5 т платины - почти столько же, сколько химическая и нефтеперерабатывающая отрасли, вместе взятые.
Четвертым и пятым по масштабам потребления покупателями платины в 1974 г. в США были электротехника и стекольное производство.
Стабильность электрических, термоэлектрических и механических свойств платины плюс высочайшая коррозионная и термическая стойкость сделали этот металл незаменимым для современной электротехники, автоматики и телемеханики, радиотехники, точного приборостроения. Из платины делают электроды топливных элементов. Такие элементы применены, например, на космических кораблях серии «Аполлон».
Из сплава платины с 5-10% родия делают фильеры для производства стеклянного волокна. В платиновых тиглях плавят оптическое стекло, когда особенно важно ничуть не нарушить рецептуру.
В химическом машиностроении платина и ее сплавы служат превосходным коррозиониостойкнм материалом. Аппаратура для получения многих особо чистых веществ и различных фторсодержащих соединений изнутри покрыта платиной, а иногда и целиком сделана из нее.
Очень незначительная часть платины идет в медицинскую промышленность. Из платины и ее сплавов изготавливают хирургические инструменты, которые, не окисляясь, стерилизуются в пламени спиртовой горелки; это преимущество особенно ценно при работе в полевых условиях. Сплавы платины с палладием, серебром, медью, цинком, никелем служат также отличным материалом для зубных протезов.
Спрос науки и техники на платину непрерывно растет и далеко не всегда бывает удовлетворенным. Дальнейшее изучение свойств платины еще больше расширит области применения и возможности этого ценнейшего металла.

«СЕРЕБРИШКО»? Современное название элемента № 78 происходит от испанского слова plata - серебро. Название «платина» можно перевести как «серебришко» или «сребрецо».
ЭТАЛОН КИЛОГРАММА. Из сплава платины с иридием в нашей стране изготовлен эталон килограмма, представляющий собой прямой цилиндр диаметром 39 мм и высотой тоже 39 мм. Он хранится в Ленинграде, во Всесоюзном научно-исследовательском институте метрологии им. Д. И. Менделеева. Раньше был эталоном и платино-иридиевый метр.
МИНЕРАЛЫ ПЛАТИНЫ. Сырая платина - это смесь различных минералов платины. Минерал поликсен содержит 80-88% Pt и 9-10% Ее; купроплатииа - 65-73% Pt, 12-17% Fe и 7,7-14% Сu; в никелистую платину вместе с элементом № 78 входят железо, медь и никель. Известны также природные сплавы платины только с палладием или только с иридием - прочих платиноидов следы. Есть еще и немногочисленные минералы - соединения платины с серой, мышьяком, сурьмой. К ним относятся сперрилит PtAs 2 , куперит PtS, брэггит (Pt, Pd, Ni)S.
САМЫЕ КРУПНЫЕ. Самые крупные самородки платины , демонстрируемые на выставке Алмазного фонда России весят 5918,4 и 7860,5 г.
ПЛАТИНОВАЯ ЧЕРНЬ. Платиновая чернь - мелкодисперсный порошок (размеры крупинок 25-40 мкм) металлической платины, обладающий высокой каталитической активностью. Ее получают, действуя формальдегидом или другими восстановителями на раствор комплексной гексахлорплатиновой кислоты Н 2 [РtСl 6 ].
ИЗ «СЛОВАРЯ ХИМИЧЕСКОГО», ИЗДАННОГО В 1812 ГОДУ. «Профессор Снядецкий в Вильне открыл в платине новое металлическое существо, которое названо им Бестий»...
«Фуркруа читал в Институте сочинение, в коем извещает, что платина содержит железо, титан, хром, медь и металлическое существо, доселе еще неизвестное»...
«Золото хорошо соединяется с платиною, но когда количество сей последней превышает 1/47, то белеет золото, не умножая чувствительно тяжести своей и тягучести. Испанское правительство, опасавшееся сего состава, запретило выпуск платины, потому что не знало средств доказать подлога»...

ОСОБЕННОСТИ ПЛАТИНОВОЙ ПОСУДЫ. Казалось бы, посуда из платины в лаборатории пригодна на все случаи жизни, но это не так. Как ни благороден этот тяжелый драгоценный металл, обращаясь с ним, следует помнить, что при высокой температуре платина становится чувствительной к многим веществам и воздействиям. Нельзя, например, нагревать платиновые тигли в восстановительном и тем более коптящем пламени: раскаленная платина растворяет углерод и от этого становится ломкой. В платиновой посуде не плавят металлы: возможно образование относительно легкоплавких сплавов и потери драгоценной платины. Нельзя также плавить в платиновой посуде перекиси металлов, едкие щелочи, сульфиды, сульфиты и тиосульфаты: сера для раскаленной платины представляет определенную опасность, так же, как фосфор, кремний, мышьяк, сурьма , элементарный бор. А вот соединения бора, наоборот, полезны для платиновой посуды. Если надо как следует вычистить ее, то в ней плавят смесь равных количеств KBF 4 и Н 3 ВО 3 . Обычно же для очистки платиновую посуду кипятят с концентрированной соляной или азотной кислотой.

Платина (англ. Platinum, франц. Platine, нем. Platin), вероятно, была известна еще в древности. Первое описание платины как металла весьма огнестойкого, который можно расплавить лишь с помощью "испанского искусства", сделал итальянский врач Скалингер в 1557 г. По-видимому, тогда же металл получил и свое название "платина". Оно отображает пренебрежительное отношение к металлу, как мало к чему пригодному и не поддающемуся обработке. Слово "платина" произошло от испанского названия серебра - плата (Plata) и представляет собой уменьшительную форму этого слова, которое по-русски звучит, как серебрецо, серебришко (по Менделееву - серебрец). Интересно отметить, что слово платина созвучно русскому "плата" (платить, оплата и пр.) и близко ему по смыслу. В XVII в. платина называлась Platina del Pinto, так как она добывалась в золотистом песке реки Пинто в Южной Америке; существовало и другое название подобного рода - Platina del Tinto от реки Rio del Tinto в Андалузии. Более подробно платину описал в 1748 г. де Уоллоа - испанский математик, мореплаватель и торговец. Начиная со второй половины XVIII в. платиной, ее свойствами, методами переработки и использования стали интересоваться многие химики-аналитики и технологи, в том числе и ученые Петербургской академии наук. Наиболее важные работы в этой области в первой половине XIX в.- это создание методов получения ковкой платины (Соболевский, Волластон и др.), открытие ее некоторых соединений (Мусин-Пушкин и др.) и металлов платиновой группы.

Обозначается знаком Pt.

История платины

Древний мир уже знал металлическую платину. При археологических раскопках в Египте в руинах древних Фив был найден художественной работы футляр, относимый специалистами к VII в. до н. э. В этой реликвии древнего мира находилось зерно богатой иридием платины.

В начале I в. н. э. промывальщики золотоносных песков в Испании и Португалии стали проявлять заметный интерес к полезному использованию «белого свинца», или «белого золота», как тогда называли платину. По свидетельству римского писателя Плиния Старшего (автора 37-томной книги «Естественная история»), «белый свинец » добывался из золотых россыпей Валиссии (Северо-западная Испания) и Лузитании (Португалия). Плиний рассказывает, что «белый свинец» собирался при промывке вместе с золотом на дно корзин и плавился отдельно.

Задолго до захвата Южной Америки испанскими и португальскими конкистадорами - платина добывалась культурным туземным народом - инками, не только владевшими секретом очистки и ковки этого драгоценного металла, но и умевшими искусно выделывать из него различные предметы и украшения.

Эпоха падения Римской империи знаменуется исчезновением из обихода ювелиров и торговцев драгоценностями из платины. Прошло много столетий, и только во второй половине XVIII в. платиной и ее физико-химическими свойствами начали интересоваться ученые.

В 1735 году испанский математик Антонио де-Ульоа, находясь в Экваториальной Колумбии, обратил внимание на частое нахождение совместно с золотом неизвестного ему металла, блеск которого несколько напоминал блеск серебра, но всеми прочими качествами более походившего на золото . Этот диковинный металл заинтересовал де-Ульоа, и он привез в Испанию образцы колумбийской платины.

В XVIII столетии, когда платина еще не имела промышленного применения, ее подмешивали к золоту и к золотым и серебряным изделиям. Об этой «порче» драгоценных металлов узнало испанское правительство. Опасаясь возможности массовой подделки золотой монеты, оно решило уничтожать всю платину, добываемую совместно с золотом в колониальных владениях королевства. В 1735 году был издан декрет, предписывавший уничтожать всю добывающуюся в Колумбии платину. Этот декрет действовал несколько десятилетий. Специальные чиновники в присутствии свидетелей периодически бросали наличные запасы платины в реку.

В конце XVIII в. испанские короли сами стали «портить» золотую монету, подмешивая к ней платину.

Техническое использование платины

В 1752 году директор шведского монетного двора Шеффер объявил об открытии им нового химического элемента - платины. Спутники платины - палладий, иридий, родий, рутений и осмий - были открыты значительно позднее, в XIX веке. Шесть перечисленных химических элементов, стоящих в восьмой группе периодической системы Менделеева, составляют группу, именуемую платиновыми металлами. Все эти металлы обладают многими сходными физическими и химическими свойствами и встречаются в природе большей частью совместно.

На заре внедрения платины в технику ученые занимались ею большей частью из одного любопытства, но по мере углубленного изучения свойств платины она довольно быстро начала находить широкое применение, особенно в химической промышленности. Оказалось, что платина растворима только в царской водке, нерастворима в кислотах и постоянна при накаливании.

Вслед за появлением первых образцов химической посуды, изготовленной из платины, ее начали применять для изготовления перегонных аппаратов для серной кислоты. С этого момента стал резко увеличиваться рост обработки платины, так как ею стали пользоваться в производстве кислотоупорной и жароустойчивой лабораторной химической аппаратуры, инструментов и различных приборов (тиглей, колб, котлов, щипцов и т. д).

В пирометрии используют исключительную устойчивость платины и ее сплавов к высоким температурам.

Ценные, а порой незаменимые свойства платины и палладия уже давно используются в каталитических процессах. Значительное количество платины расходуется на изготовление контакта для сернокислотных заводов, где она служит катализатором при окислении сернистого газа в серный ангидрид. Платина в виде сетки служит катализатором при окислении аммиака в аппаратах различных систем. Многочисленные органические синтезы также требуют применения платинового катализатора. Палладиевый катализатор применяется в производстве синтетического аммиака и при получении некоторых органических препаратов. В производстве синтетического аммиака по Габеру-Росеннолю применяется также осмий.

В электротехнике платиновые металлы, как правило, применяются в виде сплавов. Вот далеко не полный список деталей электроаппаратов, где используются платиновые сплавы: иглы для выжигания, приборы для электрических измерений, электроды (катоды и антикатоды для рентгеновских трубок), проволоки и ленты для сопротивлений электрических печей, контакты магнето (автомобили, двигатели внутреннего сгорания), контактные точки (телеграфия, телефония), наконечники громоотводов и т. д.

В электрохимии платина применяется при получении различных электролитических продуктов. Медицина и зубоврачевание являются одними из старейших потребителей платины. Отметим также применение платины для хирургии в виде наконечников приборов, служащих для прижигания, шприцев для впрыскивания и вливания и т. п.

Ювелирное искусство занимает ведущее положение как потребитель платины в виде сплавов. Платиновые оправы для драгоценных камней дают лучший блеск и более чистую воду, чем оправы из других благородных металлов.

Наконец, в виде солей платина и ее спутники требуются для фотографии, для изготовления лекарственных препаратов (соли родия и рутения) и для приготовления красок по фарфору (родий, иридий - черная краска, палладий - серебристая).

Платина используется и в военном доле, например для изготовления контактов, служащих для производства детонации при взрыве мин, и т. п.

Применение платины

Добыча платины

Первое место в мировой добыче платины принадлежит району Онтарио в Канаде. Здесь в 1856 году были открыты крупные месторождения медно-никелевых руд Сюдбери, в которых на ряду с золотом и серебром присутствует и платина.

До первой мировой войны канадская платина не привлекала к себе внимания, и практический интерес к ней возник только в 1919 году, когда вследствие гражданской войны на Урале добыча русской платины сильно упала, и мировой рынок стал ощущать большой недостаток в этом ценном металле. С 1919 года шламы медно-никелевого производства Сюдбери стали подвергать тщательной переработке с целью извлечения металлов платиновой группы, тем более что себестоимость попутной добычи платины и ее спутников очень низка.

Второе место в мире по добыче платины занимает Россия. Заметные количества платины добываются в Колумбии. Из других стран, производящих платину, можно указать Эфиопию и Конго. Добытая непосредственно из недр платина, а также платина, полученная из руд, подвергается специальной обработке или аффинажу. Аффинаж состоит из обычных процессов, применяемых в небольших масштабах в практике аналитических лабораторий - растворения, выпаривания, фильтрования, осаждения и т. д. В результате этих операций получается чистая платина и раздельно ее спутники.

Добыча платины

Месторождения платины в России

Главной платиноносной провинцией Урала является западная зона глубинных изверженных пород, непрерывно прослеживающихся на протяжении 300 км в области Среднего Урала. Месторождения платины в этой зоне связаны, главным образом, с изверженными породами. При выветривании и разрушении этих пород и при перемывании продуктов выветривания реками образуются чисто платиновые россыпи, представляющие исключительную особенность Урала и давшие главную массу добытой до сих пор платины.

В области восточной зоны глубинных изверженных пород находится ряд менее ценных месторождений платины. Здесь платина встречается совместно с золотом и осмистым иридием. Благодаря разрушению и размыванию этих пород образуются смешанные золото-платиновые и золото-осмисто-иридиево-платиновые россыпи, менее ценные с точки зрения добычи платины, которая является здесь лишь примесью к золоту.

Уральская платина до войны 1914-1918 гг. занимала первое место на мировом рынке. В первой половине XIX в. (с 1828 по 1839 г.) в России из уральской платины чеканилась монета. Однако чеканка такой монеты была прекращена вследствие неустойчивости курса на платину и ввоза в Россию поддельной монеты.

Несмотря на то, что в России аффинажем платины начали заниматься тотчас же после открытия на Урале платиновых месторождений. до революции количество перерабатывавшейся в нашей стране платины составляло всего 10-13% добываемого металла. Большая часть сырой платины и полупродукты аффинажа вывозились за границу.

В Москве уже боле 100 лет существует аффинажный завод, где занимаются механической переработкой аффинированной платины и сплавов. Здесь же производят ковку, прокатку, протяжку проволоки, изготовление химической посуды, сетки электродов, контактов, пирометров, электронагревательных приборов и других изделий.

Московский аффинажный завод