Платина тяжелый или легкий металл

Обновлено: 22.01.2025

В прошлом номере (ТрВ-Наука, №246 [1]) рассказывалось о трех основных монетных металлах — золоте, серебре и меди, из которых чеканили монеты в течение тысяч лет. Другие металлы использовались в прошлые столетия для чеканки монет редко. Однако был в истории России период — с 1828 по 1845 год, когда были выпущены для обращения платиновые монеты достоинством 3, 6 и 12 руб., причем большими тиражами — всего было отчеканено почти 1,5 млн монет, что уникально для мировой практики.

Платина — один из самых тяжелых и дорогих металлов. Ее среднее содержание в земной коре всего 5 мг на тонну. По плотности (21,45 г/см 3 ) платина лишь немногим уступает самым тяжелым металлам — осмию и иридию: кирпич, сделанный из платины, весил бы более 40 кг!

Платина была известна аборигенам Южной Америки с древних времен. Крупинки этого тяжелого белого металла находили вместе с золотом в россыпях. Расплавить металл не удавалось в самом сильном пламени: платина плавится лишь при температуре 1769°С. В Европе платина стала известна только в XVI веке; ее привезли испанцы из своих американских владений. Они назвали металл платиной; по-испански plata — серебро, а platina — уменьшительное от plata, «маленькое серебро», «серебришко». Действительно, цветом платина напоминала серебро; Б. Л. Пастернак сравнивал с цветом платины первый снег, «когда он платиной из тигля просвечивает сквозь листву. ».

Научное описание платины впервые дал в 1740 году работавший в Перу испанский геодезист и астроном Антонио де Ульоа (1716–1795). Вскоре образцы этого металла были изучены химиками в Англии и Швеции. Долгое время платина не находила применения и ценилась намного ниже, чем золото. Этим воспользовались недобросовестные ювелиры, которые подмешивали платину к золоту. Оба металла легко сплавляются, причем при 20-процентном содержании платины температура плавления снижается на 450°С по сравнению с чистой платиной, а при 10% платины — уже на 550°С. Снаружи изделие золотили.

Фальшивомонетчики помещали платиновый диск в центр золотой монеты. Обнаружить такие подделки было очень трудно: плотности золота и платины близки. В результате испанское правительство отдало распоряжение прекратить ввоз в страну платины, все ее запасы утопить в море, а в дальнейшем при разработке золотых россыпей в Колумбии тщательно отделять платину от золота и топить под надзором королевских чиновников в колумбийских реках Боготе и Кауке.

Так продолжалось до второй половины XVIII века, когда платину научились очищать и обрабатывать, а химики нашли ей применение: платина исключительно устойчива к агрессивным химическим кислотам и щелочам. В 1784 году был изготовлен первый платиновый тигель, в 1809 году — платиновая реторта массой 13 кг; такие реторты использовали для концентрирования серной кислоты. Изделия из платины делали путем ковки или горячего прессования, поскольку электропечей, дающих достаточно высокую температуру, тогда не было. Со временем научились расплавлять платину в пламени гремучего газа. На Всемирной выставке 1862 года в Лондоне можно было видеть образцы платины массой до 200 кг. Несмотря на внушительную массу, такой образец, если бы он был в виде куба, имел бы размер чуть больше 20 см.

В России впервые обнаружили платину близ Екатеринбурга на Урале в 1819 году, а в 1824 году в Нижнетагильском округе были открыты платиновые россыпи. На горе Соловьёва в районе Нижнего Тагила только за три года было найдено около ста самородков массой до 9 кг. Многие из них хранятся в коллекциях Алмазного фонда. В 1904 году на Урале был найден самый большой в мире (из сохранившихся) самородок платины массой 8395 г.

Уральские месторождения были настолько богатыми, что Россия быстро заняла первое место в мире по добыче этого металла. Так, в одном лишь 1828 году в России было добыто более 1,5 т платины — больше, чем за 100 лет в Южной Америке. А к концу XIX века добыча платины в России в 40 раз превышала суммарную добычу во всех остальных странах. До 1914 года второй после России страной по масштабам добычи платины была Колумбия. В 1930-е годы в лидеры вышла Канада, а после Второй мировой войны — Южная Африка (в СССР данные по добыче платины, как и других стратегических материалов, были засекречены)

В 1826 году металлурги П. Г. Соболевский и В. В. Любарский изобрели метод получения ковкой платины с помощью прессования и последующей выдержки в раскаленном добела состоянии. В 1828 году по предложению министра финансов Российской империи графа Егора Францевича (Георга Людвига) Канкрина (1774–1845) начался выпуск платиновых монет. Канкрин был блестящим профессионалом. Образование он получил на своей родине, в Германии. Будучи во время Отечественной войны 1812 года генерал-интендантом русских войск, Канкрин совершил невероятное в истории России: из 425 млн руб., ассигнованных на ведение войны, в 1812–1814 годы было израсходовано менее 400 млн и ни копейки не украдено!

Канкрин провел успешную финансовую реформу. Он имел мужество отказывать императору Николаю I в деньгах, предназначавшихся, как считал министр, на ненужные расходы. Егор Францевич много сделал для исследования геологии России, поспособствовав привлечению в экспедиции иностранных ученых, в числе которых был Александр фон Гумбольдт. В честь Канкрина назван род растений канкриния, а также найденный на Урале минерал канкринит.

Граф Канкрин доказал выгодность выпуска платиновых монет. Платины на уральских рудниках добывали много, промышленного применения в России она не находила. Владельцы же уральских рудников Демидовы извлекали большую выгоду от продажи платины правительству.

Размер выпускавшихся трех- , шести- и 12-рублевых платиновых монет (23,3, 28,5 и 35,95 мм) соответствовал серебряным монетам с номиналом 25 и 50 коп. и 1 руб (рис. 1). Но так как платина была тогда в шесть раз дороже серебра (в конце 2017 года — в 50 раз!), номинал на монетах получился необычный.

В 1844 году Канкрин ушел в отставку по болезни и возрасту. И в 1845 году по настоянию нового министра финансов Ф. П. Вронченко выпуск платиновых монет был прекращен, а все монеты были срочно изъяты из обращения. Причины этой панической меры называют разные. По одной версии, боялись подделки этих монет за границей (где платина была якобы дешевле) и их тайного ввоза в Россию. Однако ни одной поддельной монеты среди изъятых не обнаружили.

По более правдоподобной версии, спрос на платину и ее цена в Европе выросли настолько, что металл в российских монетах стал дороже их номинала. Но тогда уже следовало бояться другого: тайного вывоза монет из России и их переплавки. Интересно, что знаменитый английский физик Майкл Фарадей на своей популярной лекции о платине, прочитанной в Лондоне 22 февраля 1861 года, показывал русские платиновые монеты. Проанализировав их состав, он нашел, что в монетах содержится 96,1%, платины, 1,2% иридия, 0,5% рутения, 0,25% палладия, 1,55% железа и 0,4% меди. Фарадей отдал должное российским мастерам, сумевшим отчеканить монеты из недостаточно очищенной и потому довольно хрупкой платины.

Современные более точные исследования состава этих монет провел эксперт Государственного исторического музея Андрей Владимирович Будников. Их целью было уточнить состав и выяснить, чем подлинные монеты 1828–1845 годов отличаются от множества качественных подделок. Исследование химического состава проводилось рентгено-флуоресцентным методом; глубина анализируемого слоя — десятые доли миллиметра. Были проведены сотни замеров.

Оказалось, что примесей в подлинных платиновых монетах 1828–1845 годов может быть немало: железа — 5,62%, меди — 2,24%, никеля — 0,55%, иридия — 2,55%, родия — 0,6%, палладия — 1,54%, рутения — 0,15%. Как пишет автор исследования, «распределение примесей неравномерное как в пределах кружка, так и между ними независимо от года выпуска и номинала монеты. Эта неоднородность внешне подчеркнута часто встречающейся «полосчатостью» на поверхности монет, наличием сварных швов между отдельными порциями платины (рис. 2).

Рис. 2. Одна из наиболее редких российских платиновых монет. Ее тираж всего 115 штук, в 2016 году такая монета была продана на аукционе за 44 000 евро

Современные подделки, в большинстве случаев изготовленные из литой платины, этим признаком не обладают. Платина подлинных и поддельных монет отличается по плотности. У монет из металла, полученного по способу Соболевского и Любарского, плотность имеет пониженное значение (иногда менее 20 г/см 3 ) против 21,46 г/см 3 , характерной для чистой литой платины. Подлинные платиновые монеты в большинстве случаев обладают магнитными свойствами, иногда сильными: кружок притягивается к магниту».

Чеканка платиновых монет возобновилась в СССР в 1977 году и продолжалась по 1991 год. Так, в период подготовки к Олимпиаде 1980 года было отчеканено пять монет номиналом 150 руб. из платины 999-й пробы тиражом от 7820 до 24 160 экз (рис. 3).

В 1988 году в серии, посвященной тысячелетию крещения Руси, была выпущена платиновая монета «Слово о полку Игореве» (рис. 4). Чеканка юбилейных и памятных платиновых монет продолжалась и в постсоветское время. Они имеют номинал 25, 50 и 150 руб. и массу 1/10, ¼ и ½ унции. Платиновые монеты выпускались в сериях «Эпоха просвещения», «Русский балет» (рис. 5) и др.

Рис. 5. Современная платиновая российская монета из серии «Русский балет» (масса — ¼ унции, проба — 999)

Выпускают платиновые монеты и другие страны. Среди них США (рис. 6), Канада, Великобритания (рис. 7), Китай, Франция, Португалия, Эстония и др.

Рис. 6. Американская платиновая монета «Орел» (2014 год; номинал — 100 долл., масса — 1 унция, проба — 999,5)

Рис. 7. Платиновая монета Великобритании «Британский лев» (2017 год; номинал — 100 фунтов, масса — 1 унция, проба — 999,5)

Широко используют дорогую платину и в ювелирном деле. Не все, например, знают, что платина при содержании всего 8,4% делает золотой сплав совершенно белым.

10 самых тяжелых металлов в мире по плотности

Мы все любим металлы. Машины, велосипеды, кухонная техника, банки для напитков и множество других вещей - все они состоят из металла. Металл - краеугольный камень нашей жизни. Но иногда он бывает очень тяжелым.

Когда мы говорим о тяжести того или иного метала, то обычно имеем в виде его плотность, то есть соотношение массы к занимаемому объёму.

Еще одним способом измерения «веса» металлов является их относительная атомная масса. Самыми тяжелыми металлами по относительной атомной массе являются плутоний и уран.

Если вы хотите узнать, какой металл самый тяжелый, если рассматривать его плотность, то мы рады вам помочь. Вот топ-10 самых тяжелых металлов на Земле с указанием их плотности на кубический см.

10. Тантал - 16,67 г/см³

Десятую строчку в рейтинге занимает синевато-серый, очень твердый металл со сверхвысокой температурой плавления. Несмотря на свою твердость он пластичен, как золото.

Тантал является важным компонентом во многих современных технологиях. В частности, он используется для производства конденсаторов, которые применяются в компьютерной технике и мобильных телефонах.

9. Уран - 19,05 г/см³

Это самый тяжелый элемент на Земле, если учитывать его атомную массу - 238,0289 г/моль. В чистом виде уран представляет собой серебристо-коричневый тяжелый металл, который почти вдвое плотнее свинца.

Как и плутоний, уран служит необходимым компонентом для создания ядерного оружия.

8. Вольфрам - 19,29 г/см³

Считается одним из самых плотных элементов в мире. В дополнение к своим исключительным свойствам (высокая теплопроводность и электропроводность, очень высокая стойкость к воздействию кислот и истиранию) вольфрам также отличается тремя уникальными свойствами:

После углерода он имеет самую высокую температуру плавления - плюс 3422 ° C. А его температура кипения - плюс 5555 ° C, эта температура примерно сопоставима с температурой поверхности Солнца.

Сопровождает оловянные руды, однако препятствует выплавке олова, переводя его в пену шлаков. За это и получил свое название, которое в переводе с немецкого означает «волчьи сливки».
Вольфрам имеет самый низкий коэффициент линейного расширения при нагревании из всех металлов.

7. Золото - 19,29 г/см³

С давних времен люди покупают, продают и даже убивают за этот драгоценный металл. Да что люди, целые страны занимаются скупкой золота. Лидером государств с самыми крупными запасами золота на данный момент является Америка. И вряд ли наступит пора, когда в золоте не будет нужды.

Говорят, что деньги не растут на деревьях, но золото - растет! Небольшое количество золота можно найти в листьях эвкалипта, если тот находится на золотоносной почве.

6. Плутоний - 19,80 г/см³

Шестой самый тяжелый металл в мире - один из самых нужных компонентов для ядерных держав мира. А еще он - настоящий хамелеон в мире элементов. Плутоний демонстрирует красочное состояние окисления в водных растворах, при этом их цвет варьируется от светло-фиолетового и шоколадного до светло-оранжевого и зеленого. Цвет зависит от степени окисления плутония и солей кислот.

5. Нептуний - 20,47 г/см³

Этот металл с серебристым блеском, названный в честь планеты Нептун, был открыт химиком Эдвином Макмилланом и геохимиком Филиппом Абельсоном в 1940 году. Он используется для получения шестого номера в нашем списке, плутония.

4. Рений - 21,01 г/см³

Слово «Рений» происходит от латинского Rhenus, что означает «Рейн». Нетрудно догадаться, что этот металл был обнаружен в Германии. Честь его открытия принадлежит немецким химикам Иде и Вальтеру Ноддакам. Это последний из открытых элементов, у которого есть стабильный изотоп.

Из-за очень высокой температуры плавления рений (в виде сплавов с молибденом, вольфрамом и другими металлами) применяется для создания компонентов ракетной техники и авиации.

3. Платина - 21,40 г/см³

Один из самых драгоценных металлов в этом списке (кроме Осмия и Калифорния-252) используется в самых разных областях - от ювелирного дела до химической промышленности и космической техники. В России лидером по добыче платинового металла является ГМК «Норильский никель». В год в стране добывается около 25 тонн платины.

2. Осмий - 22,61 г/см³

Хрупкий и при этом крайне твердый металл редко используется в чистом виде. В основном его смешивают с другими плотными металлами, такими как платина, для создания очень сложного и дорогого хирургического оборудования.

Название «осмий» происходит от древнегреческого слова «запах». При растворении щелочного сплава осмиридия в жидкости появляется резкое амбре, похожее на запах хлора или подгнившей редьки.

И осмий и иридий (первое место рейтинга) весят примерно в два раза больше свинца (11,34 г/см³).

1. Иридий - 22,65 г/см³ – самый тяжелый металл

Этот металл с полным правом может претендовать на звание элемента с наибольшей плотностью. Однако споры о том, какой же металл тяжелее - иридий или осмий, все-таки ведутся. А все дело в том, что любая примесь может снизить плотность этих металлов, а их получение в чистом виде - очень тяжелая задача.

Теоретическая расчетная плотность иридия составляет 22,65 г/см³. Он почти втрое тяжелее, чем железо (7,8 г/см³). И почти вдвое тяжелее, чем самый тяжелый жидкий металл - ртуть (13,6 г/см³).

Как и осмий, иридий был открыт английским химиком Смитсоном Теннантом в начале 19 века. Любопытно, что Теннант нашел иридий вовсе не целенаправленно, а случайно. Он был обнаружен в примеси, оставшейся после растворения платины.

Иридий в основном используется в качестве отвердителя платиновых сплавов для оборудования, которое должно выдерживать высокие температуры. Он перерабатывается из платиновой руды и является побочным продуктом при добыче никеля.

Название «иридий» переводится с древнегреческого как «радуга». Это объясняется наличием в металле солей разнообразной окраски.

Самый тяжелый металл в периодической таблице Менделеева очень редко встречается в земных веществах. Поэтому его высокая концентрация в образцах породы - маркер их метеоритного происхождения. За год во всем мире добывают около 10 тысяч килограмм иридия. Крупнейший его поставщик - Южная Африка.

Самые прочные металлы в мире: топ-10

Можете ли вы представить, что произошло, если бы наши предки не обнаружили важные металлы, такие как серебро, золото, медь и железо? Наверное, мы бы до сих пор жили в хижинах, используя камень в качестве основного инструмента. Именно крепость металла сыграла важную роль в формировании нашего прошлого и теперь работают как основа, на которой мы строим будущее.

Некоторые из них очень мягкие и буквально тают в руках, как самый активный металл в мире. Другие - настолько твердые, что их невозможно согнуть, поцарапать или сломать без применения спецсредств.

А если вам интересно, какие металлы самые твердые и прочные в мире, мы ответим на этот вопрос, учитывая различные оценки относительной твердости материалов (шкала Мооса, метод Бринелля), а также такие параметры как:

Модуль Юнга: учитывает эластичность элемента при растяжении, то есть способность объекта к сопротивлению при упругой деформации.
Предел текучести: определяет максимальный предел прочности материала, после которого он начинает проявлять пластичное поведение.
Предел прочности при растяжении: предельное механическое напряжение, после которого материал начинает разрушаться.

10. Тантал

У этого металла сразу три достоинства: он прочный, плотный и очень устойчив к коррозии. Кроме того, этот элемент относится к группе тугоплавких металлов, таких как вольфрам. Чтобы расплавить тантал вам придется развести огонь температурой 3 017 °C.

Тантал в основном используется в секторе электроники для производства долговечных, сверхмощных конденсаторов для телефонов, домашних компьютеров, камер и даже для электронных устройств в автомобилях.

9. Бериллий

А вот к этому металлическому красавцу лучше не приближаться без средств защиты. Потому что бериллий высокотоксичен, и обладает канцерогенным и аллергическим действием. Если вдыхать воздух, содержащий пыль или пары бериллия, то возникнет заболевание бериллиоз, поражающее легкие.

Однако бериллий несет не только вред, но и благо. Например, добавьте всего 0,5 % бериллия в сталь и получите пружины, которые будут упругими даже если довести их до температуры красного каления. Они выдерживают миллиарды циклов нагрузки.

Бериллий применяют в аэрокосмической промышленности для создания тепловых экранов и систем наведения, для создания огнеупорных материалов. И даже вакуумная труба Большого Адронного Коллайдера сделана из бериллия.

8. Уран

Это естественное радиоактивное вещество очень широко распространено в земной коре, но сконцентрировано в определенных твердых скальных образованиях.

Один из самых твердых металлов в мире имеет два коммерчески значимых применения - ядерное оружие и ядерные реакторы. Таким образом, конечной продукцией урановой промышленности являются бомбы и радиоактивные отходы.

7. Железо и сталь

Как чистое вещество железо не такое твердое по сравнению с другими участниками рейтинга. Но из-за минимальных затрат на добычу оно часто комбинируется с другими элементами для производства стали.

Сталь - это очень прочный сплав из железа и других элементов, таких как углерод. Это наиболее часто используемый материал в строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности. И даже если вы не имеете к ним никакого отношения, то все равно используете сталь каждый раз, когда режете продукты ножом (если он, конечно, не керамический).

6. Титан

Титан - это практически синоним прочности. Он обладает впечатляющей удельной прочностью (30-35 км), что почти вдвое выше, чем аналогичная характеристика легированных сталей.

Будучи тугоплавким металлом, титан обладает высокой устойчивостью к нагреву и истиранию, поэтому является одним из самых популярным сплавов. Например, он может быть легирован железом и углеродом.

Если вам нужна очень твердая и при этом очень легкая конструкция, то лучше чем титан металла не найти. Это делает его выбором номер один для создания различных деталей в авиа- и ракетостроении и судостроении.

5. Рений

Это очень редкий и дорогой металл, который хотя и встречается в природе в чистом виде, обычно идет «довеском»-примесью к молибдениту.

Если бы костюм Железного человека был сделан из рения, он мог бы выдержать температуру в 2000 ° C без потери прочности. О том, что стало бы с самим Железным человеком внутри костюма после такого «фаер-шоу» мы умолчим.

Россия - третья страна в мире по природным запасам рения. Этот металл используется в нефтехимической промышленности, электронике и электротехнике, а также для создания двигателей самолетов и ракет.

4. Хром

По шкале Мооса, которая измеряет устойчивость химических элементов к царапинам, хром находится в пятерке лучших, уступая лишь бору, алмазу и вольфраму.

Хром ценится за высокую коррозионную стойкость и твердость. С ним легче обращаться, чем с металлами платиновой группы, к тому же он более распространен, поэтому хром является популярным элементом, используемым в сплавах, таких, как нержавеющая сталь.

А еще один из прочнейших металлов на Земле используется при создании диетических добавок. Конечно, вы будете принимать внутрь не чистый хром, а его пищевое соединение с другими веществами (например, пиколинат хрома).

3. Иридий

Как и его «собрат» осмий, иридий относится к металлам платиновой группы, и по внешнему виду напоминает платину. Он очень твердый и тугоплавкий. Чтобы расплавить иридий, вам придется развести костер температурой выше 2000 °C.

Иридий считается одним из самых тяжелых металлов на Земле, а также одним из самых устойчивых к коррозии элементов.

2. Осмий

Этот «крепкий орешек» в мире металлов относится к платиновой группе и обладает высокой плотностью. Фактически это самый плотный природный элемент на Земле (22,61 г/см3). По этой же причине осмий не плавится до 3033 ° C.

Когда он легирован другими металлами платиновой группы (такими как иридий, платина и палладий), он может использоваться во многих различных областях, где необходимы твердость и долговечность. Например, для создания емкостей для хранения ядерных отходов.

1. Вольфрам

Самый прочный металл, который только есть в природе. Этот редкий химический элемент также самый тугоплавкий из металлов (3422 ° C).

Впервые он был обнаружен в форме кислоты (триоксида вольфрама) в 1781 году шведским химиком Карлом Шееле. Дальнейшие исследования привели двух испанских ученых - Хуана Хосе и Фаусто д'Эльхуяра - к открытию кислоты из минерала вольфрамита, из которого они впоследствии изолировали вольфрам с помощью древесного угля.

Помимо широкого применения в лампах накаливания, способность вольфрама работать в условиях сильной жары делает его одним из наиболее привлекательных элементов для оружейной промышленности. Во время Второй мировой войны этот металл сыграл важную роль в инициировании экономических и политических отношений между европейскими странами.

Вольфрам также используется для изготовления твердых сплавов, а в аэрокосмической промышленности - для изготовления ракетных сопел.

Таблица предела прочности металлов

Металл	Обозначение	Предел прочности, МПа
Свинец	Pb	18
Олово	Sn	20
Кадмий	Cd	62
Алюминий	Al	80
Бериллий	Be	140
Магний	Mg	170
Медь	Cu	220
Кобальт	Co	240
Железо	Fe	250
Ниобий	Nb	340
Никель	Ni	400
Титан	Ti	600
Молибден	Mo	700
Цирконий	Zr	950
Вольфрам	W	1200

Сплавы против металлов

Сплавы представляют собой комбинации металлов, и основной причиной их создания является получение более прочного материала. Наиболее важным сплавом является сталь, которая представляет собой комбинацию железа и углерода.

Чем выше прочность сплава - тем лучше. И обычная сталь тут не является «чемпионом». Особенно перспективными представляются металлургам сплавы на основе ванадиевой стали: несколько компаний выпускают варианты с пределом прочности до 5205 МПа.

А самым прочным и твердым из биосовместимых материалов на данный момент является сплав титана с золотом β-Ti3Au.

Платина: характеристики металла — свойства — месторождения

Платина (производная от испанского слова Platino) – высокой плотности, относительно редкий и потому дорогостоящий химический элемент серебристо-белого цвета. Для большей части людей это, пожалуй, исчерпывающие сведения о платине. Однако если рассматривать металл в химическом контексте, здесь всё намного сложнее.

Платина — редкий и дорогой природный ресурс

Платина быстро снискала применение в конструкциях каталитических нейтрализаторов. Этот металл также обрёл популярность в сферах:

стоматологии,
научного оборудования,
производства ювелирных изделий.

Применительно к полезным ископаемым, платина занимает 72-е место порядка существующих химических элементов природного ресурса. Учитывая существование в таблице Менделеева только 94 природных элементов, становится понятным статус платины как «редкого» элемента.

Соответственно, редкость платины порождает высокую стоимость на коммерческом рынке. На момент публикации стоимость килограмма платины составляла 1 760 000 руб. Это самый низкий показатель коммерческой цены за последние десять лет. Помимо стоимости, редкому металлу присущ ещё целый ряд уникальных свойств.

Таким выглядит редкий дорогой металл, добытый и сформированный в слитки на месторождениях, расположенных на территории России – страны, занимающей второе место в рейтинге добычи

Структура платины очень плотная, поэтому, к примеру, болванка металла, величина которой эквивалентна величине средней комплектности человека, по весу будет в 25 раз тяжелее. Вес такой платиновой болванки составит примерно 2000-2500 кг.

Платина — групповая принадлежность в таблице Менделеева

Платина располагается под номер 78 в таблице Менделеева и принадлежит группе VII среди элементов, объединённых общей категорией переходных металлов. Ближайшими соседями платины выступают:

Эти пять химических элементов вместе с платиной относят к металлам платиновой группы (МПГ). Набор хорошо известен своими каталитическими свойствами — ускорением химических реакций без изменения самих процессов. Каталитические свойства платины известны с 1820-х годов. Тогда присущие металлу свойства впервые обнаружил немецкий химик Иоганн Вольфганг Доберейнер.

Моменты, связанные с открытием и добычей платины

Несмотря на открытие платины только вначале 18 века, платиновые металлы (платиносодержащие сплавы) получили известность намного раньше. Впрочем, есть версия первой характеристики платины, датируемой 1557 годом, составление которой принадлежит итальянскому химику Юлию Скалигеру.

Металл, добытый практически в чистом виде на месторождениях Зимбабве – одной из стран, входящих в число лидеров по разработке платиносодержащих месторождений

Реально же породу обнаружили (достаточно большими залежами) испанские разработчики серебряных рудников в 1750 году на территории Рио-Пинто а Колумбии. Обнаруженную породу испанцы назвали «малым серебром» («белым золотом»).

Если сравнивать многие другие элементы, платина характерна доступом в чистой металлической форме. Обычно в чистом виде попадают самородки, легированные другими платиновыми металлами. Также существует форма минеральной руды — сперрилит (арсенид платины).

Добыча осуществляется по всему миру, однако крупнейшими производителями (по порядку объёмов) являются:

Южная Африка (самая богатая добыча),
Россия,
Канада,
Зимбабве.

На пятой позиции по объёмам добычи остаются Соединенные Штаты. Американцами разрабатываются два выделенных платиновых рудника на территории южной и центральной части штата Монтаны (Стиллуотер и Восточный Боулдер).

Крупнейшие в мире запасы платины (около 63 млн. кг) находятся на территории Южно-Африканского Бушвелдского комплекса. В частности, отмечаются три минеральных региона:

Меренский риф (Merensky Reef).
Риф Верхней группы 2 (UG2).
Платриф (Platreef).

Цифры запасов меняются год от года, но примерно около 60–70% металлов платиновой группы и непосредственно платины приходят именно из этого источника.

Продукт переработки и особенности добычи

Небольшая доля платины также производится как побочный продукт переработки меди. Например, такой процесс задействован на рудниках американских штатов Техаса и Юты.

По данным Геологической службы США, переработка нового и старого лома (около 110 000 кг) превосходит добычу рудников (16 900 кг).

Примерно половина сырья поступает от старых каталитических нейтрализаторов, остальная часть от переработанного электронного оборудования и ювелирных изделий.

Если проникнуть вглубь богатых платиной месторождений, обнаружится смесь искомого элемента с другими ценными элементами платиновой группы, а также другими полезными и нередко дорогими металлами:

Встречаются также и менее дорогие, широко распространённые элементы, например, железо и сера. Как в таком случае превращается платиносодержащая руда в чистый продукт, который допустимо использовать, скажем, каталитическим нейтрализатором выхлопных газов автомобиля?

Точный процесс переработки руды зависит от содержимого компонентов. А содержимое руды варьируется от места к месту добычи. Другими словами, в разных частях света используются совершенно разные процессы переработки платиносодержащей руды.

Платина — переработка на рудниках Южной Африки

На территории рудников Южной Африки переработка предполагает использование отходов производства никеля и меди, называемых «никель-медный штейн». Элементы платиновой группы составляют всего 0,14% штейна — примерно 1,4 кг на тонну. Небольшое количество МПГ извлекается с помощью плавки, электролиза, химической очистки.

Никель-медный штейн – основа, обработкой которой начинается процесс получения представителя «благородных» металлов – платины Южно-Африканского производства

На первом этапе измельченный штейн выплавляется в доменной печи с целью удаления меди и серы. После плавки остаётся никелевый штейн и металлы платиновой группы. Медь и никель отдельно выполняются электродами, которые очищаются процессом электролиза.

Так получают чистые медные или никелевые блоки и остаточную анодную слизь, содержащую набор МПГ. Слизь обрабатывается химическим путём посредством сложного, многоступенчатого процесса, разделяющего основу на шесть полезных компонентов МПГ:

платину,
палладий,
иридий,
родий,
рутений,
осмий.

Платина — физические и химические свойства

Физические свойства платины — тяжёлая, мягкая, пластичная (легко обрабатывается — легче обрабатывать только серебро и золото). Благодаря пластичности, легко протягивается в провода. Имеет довольно высокую температуру плавления (около 1770°C) .

С химической точки зрения элемент часто называют благородным металлом, учитывая крайне низкую активность. Платина не реагирует на кислород, присутствующий в составе окружающего воздуха, а потому не ржавеет и не тускнеет. Отмечается достаточно высокая устойчивость к воздействию кислот.

Ювелирные изделия из благородного «белого золота» находят спрос ничуть не уступающий спросу на золотые и серебряные изделия. К тому же «белое золото» активно применяется в стоматологической практике

Химики нередко именуют элемент «волшебным», учитывая эффективные свойства, проявляющиеся в конструкциях каталитических нейтрализаторов. Однако использование такой конструкции каталитических нейтрализаторов обходится настолько дорого, что нередко используется альтернатива из платиновой группы – палладий и другие.

Легкость формования платины, инертность (химическая нереактивность) делает этот химический элемент особенно подходящим для производства ювелирных изделий. Нереактивность также положительно отражается на производстве зубных пломб, хирургических инструментов, аппаратов научных лабораторий. Кроме того, платина находит важные применения в сфере электротехнической промышленности, при изготовлении лазеров и различных фотоматериалов.

ПЛАТИНА

ПЛАТИНА
Pt (platinum),
металлический химический элемент VIIIВ группы периодической системы элементов, наиболее распространенный член семейства платиновых металлов: Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt. Хотя известны древние предметы искусства, сделанные из Pt, сам металл был обнаружен европейцами лишь в 1557 в Мексике поэтом и путешественником эпохи Возрождения Ю.Скалигером. В 1748 А.де Уллоа описал металл, о котором впервые письменно упомянул Ю.Скалигер. В чистом виде получена в 1803 У.Волластоном, который нашел способ приготовления тонкой платиновой проволоки и ковкой платины для изготовления посуды. Платина встречается в природе в самородном состоянии и в виде соединений. В природных отложениях она бывает в виде песчаноподобных частиц, смешанных с похожими частицами других металлов этой группы или с рудами Cu, Co, Ni и Au. В природе обнаружены и большие самородки платины. Наиболее важными рудами Pt являются сперрилит PtAs2 и куперит PtS. Мировым производителем платины считается Южно-Африканская республика, затем идут Канада и Россия. СВОЙСТВА ПЛАТИНЫ
Атомный номер 78 Атомная масса 195,08 Изотопы

Температура плавления, ° С 1769 Температура кипения, ° С 3827 Плотность, г/см3 21,45 Твердость (по Моосу) 4,3 Содержание в земной коре, % (масс.) 0,0000005 Степени окисления 0, +2, +4; реже +1, +3, +5, +6
Свойства. Платина - серебристый, сравнительно мягкий, плотный и ковкий металл с высокой прочностью на разрыв. Платина обладает относительно низкой электрической проводимостью и самым низким коэффициентом расширения из всех промышленных металлов. Она не тускнеет на воздухе, заметно испаряется при температуре красного каления. Галогены (и в том числе фтор) не взаимодействуют с Pt при обычной температуре, и это единственный металл, нерастворимый в любой из минеральных кислот. Но смесь концентрированных соляной и азотной кислот ("царская водка") и смесь соляной и хлорной кислот растворяют платину. При высокой температуре платина реагирует с расплавленными нитратами, с кислыми сульфатами, гидроксидами, пероксидами, сульфидами, I2, P, As, C, Si, Se и Te.
Основные соединения. При нагревании с царской водкой платина образует тетрахлороплатинат водорода H2PtCl4, а в избытке HCl - соответственно H2PtCl6 - гексахлороплатинат водорода. Гексахлороплатинат натрия Na2PtCl6 хорошо растворим в воде и даже в 75%-ном растворе спирта, чем отличается от соответствующих солей калия и аммония, и поэтому может быть отделен от них по обычной методике качественного анализа. При добавлении аммиака к солям платины получают комплексные соединения - аммины Pt(NH3)4Cl2 и Pt(NH3)6Cl4. Известны также флуоресцирующие двойные соли типа Pt(CN)2ЧBa(CN)2Ч4H2O. При нагревании H2PtCl4 с хлором образуется PtCl4, который при 370° С диссоциирует на PtCl2 + Cl2. Дихлорид PtCl2 в свою очередь разлагается при 200° С до губчатой платины. Такая платина при температуре красного каления способна адсорбировать большие объемы водорода, сохраняя адсорбционные свойства и при комнатной температуре. Платиновая чернь представляет собой более дисперсную форму платины.
См. также ЭЛЕМЕНТЫ ХИМИЧЕСКИЕ.
Применение. Важнейшее применение платина находит как катализатор нейтрализации выхлопных газов и для увеличения октанового числа бензинов. Благодаря относительной инертности платина в свободном состоянии и в сплавах с Rh почти незаменима в компьютерной и электронной технике, магнитных контактах, свечах зажигания. Платина и ее сплавы играют важную роль в химической технологии, например в каталитическом производстве азотной кислоты из аммиака, в фильерах при изготовлении стекловолокна, в качестве электродов анодного окисления (перхлораты, пероксиды) или электроосаждения (Ni, Rh), для изготовления устойчивых к коррозии и термостойких деталей измерительной и регистрирующей аппаратуры. Платина широко используется в производстве ювелирных изделий, стоматологических сплавов, медицинского и хирургического инструмента.
ЛИТЕРАТУРА
Ливингстон С. Химия рутения, родия, палладия, осмия, иридия, платины. М., 1978 Платина, ее сплавы и композиционные материалы. М., 1980

Энциклопедия Кольера. — Открытое общество . 2000 .

Полезное

Смотреть что такое "ПЛАТИНА" в других словарях:

Платина — – химический элемент, драгоценный металл, являющийся биржевым товаром. Как правило, обозначается символом Pt, который происходит от испанского слова plata – «cеребро»; platina – уменьшительная форма, буквально «маленькое серебро» или «серебришко» … Банковская энциклопедия

ПЛАТИНА — (исп., от plata серебро). Самый тяжелый из благородных металлов; с виду похож на серебро, встречается в перуанских, бразильских и уральских россыпях. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ПЛАТИНА исп.… … Словарь иностранных слов русского языка

ПЛАТИНА — ПЛАТИНА, платины, мн. нет, жен. (исп. platina, уменьш. к plata серебро). Драгоценный нержавеющий металл белого цвета, ценимый дороже золота. Самородная платина. Чистая платина. Губчатая платина (см. губчатый). Толковый словарь Ушакова. Д.Н.… … Толковый словарь Ушакова

ПЛАТИНА — (Platinum), Pt, химический элемент VIII группы периодической системы, атомный номер 78, атомная масса 195,08; относится к платиновым металлам, tпл 1769 шC. Сплав платины и палладия катализатор дожигания выхлопных газов автомобилей, платина и ее… … Современная энциклопедия

ПЛАТИНА — (символ Pt), блестящий серебристо белый ПЕРЕХОДНЫЙ ЭЛЕМЕНТ, металл, открытый в 1735 г. Встречается, главным образом, в некоторых никелевых рудах. Будучи ковким и легко поддающимся обработке металлом, платина используется в ювелирном деле, в… … Научно-технический энциклопедический словарь

ПЛАТИНА — ПЛАТИНА, платина жен. белое золото, самородный (не рудный), ценный металл, тяжелее золота, весьма твердый и огнестойкий. Платинный и платиновый, из нее сделанный, к ней относящийся. Платинистый осмий, иридий, содержащий в себе платину. Платинка… … Толковый словарь Даля

ПЛАТИНА — (лат. Platinum) Pt, химический элемент VIII группы периодической системы, атомный номер 78, атомная масса 195,08, относится к платиновым металлам. Название от исп. platina (уменьшительное от plata серебро). Плотность 21,45 г/см³, tпл 1769 .С … Большой Энциклопедический словарь

Платина — Pt (исп. platina, уменьшит. от plata серебро * а. platinum; н. Platin; ф. platine; и. platino), хим. элемент VIII группы периодич. системы Mенделеева, ат. н. 78, ат. м. 195,09. П. первый в группе платиновых металлов. B природе 5… … Геологическая энциклопедия

Платина — металл имеет бело серую окраску, схожую по цвету со сталью, практически не растворим в воде, в кислотах, за исключением горячей царской водки, при взаимодействии с которой образуется платинохлористоводородная кислота. Плотность платины 21.45;… … Официальная терминология

ПЛАТИНА — ПЛАТИНА, ы, жен. Драгоценный тугоплавкий блестящий металл серовато белого цвета. | прил. платиновый, ая, ое. Платиновая брошь. Платиновая руда. Металлы платиновой группы. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

ПЛАТИНА — (Platinum), Pt, хим. элементVIII группы периодич. системы элементов Менделеева, ат. номер 78, ат. масса195,08, входит в платиновую группу благородных металлов. ПрироднаяП. смесь 6 изотопов: 190Pt, 192Pt,194Pt 196Pt и 198Pt, преобладают 195Pt… … Физическая энциклопедия

Читайте также: