Platin: Eigenschaften und Anwendungen

Stoffe, die in der Natur vorkommen, sind ein fast unerschöpfliches Thema für Geschichten. Außerdem sind nicht alle gleich bekannt. Es ist zwingend erforderlich, zumindest für die allgemeine Entwicklung die Hauptpunkte, die mit Platin verbunden sind, seine Eigenschaften und Anwendungsmerkmale herauszufinden.

Diejenigen, die vor einigen Jahrzehnten die Schule abgeschlossen haben, würden selbstbewusst sagen, dass Platin ein Metall einer sekundären Untergruppe der 8. Gruppe von Mendelejews Periodensystem der Elemente ist. Diese Klassifizierung ist jedoch veraltet und jetzt gehört Platin zur 10. Gruppe der Elemente.

Es ist unmöglich zu sagen, wie dieses Metall in der Natur aussieht. Tatsächlich kann es in seiner reinen Form nur künstlich gewonnen werden. Platinerze weisen nur geringe Einschlüsse der Hauptsubstanz auf. Physikalisch gesehen handelt es sich um isomorphe Mischungen von Pt mit:

• Kupfer;
• Eisen;
• Nickel;
• Silber;
• verschiedene Metalle der Platingruppe.

Platinerze sind überall verstreut. Die meisten von ihnen sind in der Neuen Welt konzentriert. Deshalb die Ehre der Entdeckung von Platin gehört den alten Indianern... Selbst Experten wissen nicht, wann genau sie mit dem Abbau dieses Metalls begonnen haben. Aber nach der Entdeckung von Platin durch die Europäer erwies sich seine Rolle in der Wirtschaft als eher negativ.

Kein Wunder, dass 1735 in Spanien beschlossen wurde, den Import von zuvor abgebautem Platin in die Metropole zu verbieten. Was in Kolumbien wieder abgebaut wurde, sollte sorgfältig vom Silber getrennt und in Flüsse geflutet werden. Und alles, was sie nach Spanien importierten, wurde in feierlicher Atmosphäre im Meer ertränkt.

Aber es ist merkwürdig, dass weniger als ein halbes Jahrhundert vergangen ist, seit Madrid im Gegenteil zu einem verstärkten Import von Platinrohstoffen begonnen hat. Dann begannen sie, es auf nationaler Ebene zu verwenden, um Münzen aus anderen Edelmetallen zu fälschen. Bis 1820 gab es in Europa laut verschiedenen Quellen 3 bis 7 Tonnen Platin. Daraus wurden in Frankreich die Maßstäbe für Meter und Kilogramm hergestellt. Aber es hatte noch lange keine ernsthafte Anwendung.

Das spezifische Gewicht von reinem Platin beträgt 21,45 Gramm pro Kubikmeter. sehen Es schmilzt bei einer Temperatur von etwa 1768 Grad Celsius. Das Sieden (Verdampfen) erfolgt bei 3825 Grad. Es sind diese Temperatureigenschaften, die es lange Zeit nicht erlaubten, reines Metall zu isolieren, geschweige denn, seine Verwendung zu etablieren. Außerdem ist Platin härter als Gold und Silber und lässt sich nur schwer mechanisch bearbeiten.

Dieses Metall ist formbar und duktil. Seine Zugfestigkeit ist ziemlich beeindruckend.

Es löst sich nur auf in:

• königlicher Wodka;
• flüssiges Brom;
• erhitzte Schwefelsäure (aber extrem langsam).

Daher macht es keinen Sinn, es zu einem Magneten zu bringen, um es von Silber oder Gold zu trennen. Sie müssen nur verstehen, dass es keinen reinen Platinschmuck gibt. Sie können Eisen und Nickel in unterschiedlichen Konzentrationen enthalten, und genau diese Verunreinigungen reagieren recht gut auf den Magneten.

Neugierig, dass im Mikrokosmos kann Platin durchaus magnetische Eigenschaften haben. Den Physikern des Experiments gelang es, sie in der Nähe der Atomschicht des Metalls zu finden; die Eröffnung wurde 2018 angekündigt. Um einer Substanz ferromagnetische Eigenschaften zu verleihen, musste eine ionische Flüssigkeit verwendet werden – eine neuartige Substanz, die speziell in der Forschung entwickelt wurde. Die Farbe Platin ist in der Natur in einem silbrig-weißen Ton lackiert. Manchmal gibt es auch dunkelgraue Exemplare.

Es ist wichtig, Platinerz aus dem Darm der Erde zu gewinnen, dafür gibt es mehrere Möglichkeiten.

Trotz der ursprünglichen Entdeckung von Platinvorkommen in Südamerika befindet sich die größte Lagerstätte der Welt im 21. Jahrhundert in Afrika. Genauer gesagt dann in Südafrika. Bushveld-Komplex - eine riesige Ansammlung von Metallen der Platingruppe; Es wird angenommen, dass es vor 2 Milliarden Jahren als Ergebnis vulkanischer Prozesse entstanden ist. Das südafrikanische Feld ähnelt in seiner Form einer "Platte" mit einem Durchmesser von 370 km. Der Komplex besteht aus mehreren Horizonten, die ins Landesinnere gerichtet sind.

Gleichzeitig beträgt die Mächtigkeit der Ablagerungen in 2 von drei Horizonten nur etwa 1 m. Der derzeit aktiv erschlossene Platrif-Horizont weist an verschiedenen Stellen eine Mächtigkeit von 5-90 m auf. Es wird offen abgebaut. Der Komplex wurde 1924 eröffnet. Von hier aus gehen ¾ des abgebauten Platins auf den Weltmarkt.

Aber auch heute wird unser Land in die Liste der führenden Länder bei der Gewinnung von Platinerzen aufgenommen. Zwar liegt es bereits auf dem zweiten Platz, 5,8-mal hinter Südafrika. Das Edelmetall wird auch aus Russland exportiert. Die dritte Linie der Weltrangliste belegt Simbabwe, wo etwa dreimal weniger Platin abgebaut wird (9 Tonnen).

Und auch Platin wird abgebaut:

• USA (6000 kg);
• Kanada (ca. 5000 kg);
• anderen Staaten (6100 kg zusammen).

Dieses Metall kann sowohl im Tagebau als auch im Bergbau gewonnen werden. Steinbrüche befinden sich hauptsächlich dort, wo sekundäre Placer gefunden werden. An diesen Stellen wurde nach mechanischer Zerstörung der Primärlagerstätten Platin abgeschieden. Aber Geologen haben seit langem herausgefunden, dass das meiste davon in unterirdischen Schichten von Nickelerzen konzentriert ist. Minenbergbau unterscheidet sich kaum von der Arbeit mit anderen metallischen Mineralien; Bemerkenswert ist nur ein erheblicher Anteil der Handarbeit.

Nach der Anreicherung steigt seine Konzentration um 3 Größenordnungen an. Im Bushveld-Komplex erfordert die Gewinnung von 1 kg Platin letztendlich (unter Berücksichtigung der technologischen Verluste) die Förderung von 500-1500 kg Erz. Anschließend wird das Halbzeug in metallurgischen Raffinationsöfen und speziellen Konvertern verarbeitet; das Endergebnis wird jedoch erst nach der Raffination erreicht, wenn die Metallkonzentration 99,5 % beträgt.

Platin ist besser als Gold, weil es stärker ist als es. Daher ist die Lebensdauer von Platinprodukten viel höher. Es ist viel schwieriger, sie zu kratzen. Infolgedessen ist es weniger wahrscheinlich, dass diese Art von Schmuck (und nicht nur) repariert wird. Gealtertes Platin unterscheidet sich noch mehr von Gold.

Dank der Patina erhält es eine graue Farbe mit mattem Glanz. Viele Träger versuchen, diesen Effekt loszuwerden und ihren Schmuck zu polieren. Nach Ansicht anderer Leute, die Patina macht das Edelmetall, wenn nicht noch wertvoller, dann auf jeden Fall interessanter. Ohne es live zu sehen, ist es unwahrscheinlich, dass man die richtige Entscheidung treffen kann. Die Rhodiumschicht auf dem Weißgold nutzt sich allmählich ab und wird viel gelber.

Sie verblassen auch allmählich und müssen systematisch gereinigt werden. Letztendlich Silber ist chemisch aktiv und reagiert unweigerlich mit den gängigsten Stoffen, sogar mit Luftsauerstoff. All dieser Unterschied zugunsten von Platin wird jedoch dadurch überschattet, dass es merklich weniger verfügbar ist als Gold und erst recht Silber.

Wolfram ist Platin ähnlich. Aber es ist deutlich billiger, während die Festigkeit von Wolframprodukten auch hoch ist. Das Problem ist, dass Wolfram viel schwieriger in seine normale Form zu verarbeiten ist. Einen Wolframring neu zu gestalten und seine Größe anzupassen, ist selbst mit der Technologie des 21. Jahrhunderts keine leichte Aufgabe. Die gleichen Schwierigkeiten treten bei der Verwendung von Titanimitaten auf.

Es gibt einige Arten von Platinlegierungen. Der größte Teil des Schmucks besteht aus 950er Metall, das 95% reines Platin enthält. Manchmal findet man die 900. Legierung. Seine offensichtlichen Nachteile sind nicht zu gesättigte Farbe und ausdrucksloser Glanz. Daher verliert es in ästhetischer Hinsicht viel an 950 Metall.

Legierungen von Platin mit Iridium sind weit verbreitet. Je mehr diese zweite Komponente enthält, desto feuerfester wird die Verbindung. Der Kristallisationsbereich von Platin-Iridium-Legierungen ist relativ eng. Auch die Härte und Festigkeit der Substanz nimmt deutlich zu.

Für verschiedene Zwecke kann Platin auch legiert werden mit:

• Kupfer;
• Ruthenium;
• Palladium;
• Nickel;
• Rhodium.

Ein sehr großer Anteil von Platin wird in der Industrie verwendet. Technologen schätzen die Eigenschaft dieses Metalls, verschiedene chemische Reaktionen ohne Verbrauch zu beschleunigen. Heutzutage wird es manchmal in der Medizin verwendet, hauptsächlich für die Zahnprothetik. Bereits Mitte des letzten Jahrhunderts machte diese Verwendung mehrere Prozent des gesamten geförderten Platins aus. Diese Zahl nimmt allmählich zu.

Seine Verwendung ist auch bei der Herstellung von Salpetersäure (als Ammoniak-Oxidationsmittel) weit verbreitet. In diesem Fall wird zwar häufiger eine Platin-Rhodium-Legierung verwendet und kein reines Metall. Die Gründe für diese Präferenz sind nur für Technologen von Interesse und würden den Rahmen dieses Artikels sprengen.Ein weiteres Edelmetall wird bei der Herstellung von Schwefelsäure, Hydrierung von Kohlenwasserstoffen, Acetylen, Ketonen verwendet.

Aber Platin wird auch häufig in der Ölraffinerieindustrie verwendet. Es ist ein ausgezeichneter Katalysator, um die Benzinproduktion zu beschleunigen. In den Destillationskolonnen wird kein Netz, wie manchmal angenommen, sondern ein fein dispergiertes Platinpulver gelegt. Es ist haltbarer als Molybdän und Vanadium. Und auch zugunsten von Platin zeigt sich der gesteigerte Wirkungsgrad.

Platin kann in Widerstandskontakten von Elektroöfen verwendet werden. Sie finden es in vielen anderen elektrischen Kontakten.

Eine Platin-Kobalt-Legierung wird benötigt, um Magnete herzustellen, die Kompaktheit und hohe Leistung vereinen.

Viele Autofahrer nutzen Platin implizit täglich für sich. In Automobilen ist es hauptsächlich in Katalysatoren enthalten. Dieses Metall trägt dazu bei, die Toxizität von Abgasen zu reduzieren und dadurch den Zustand der städtischen Atmosphäre zu verbessern. Die Platinbeschichtung im Katalysator wird auf ein monolithisches Keramikelement aufgebracht.

Zurück zur Medizin ist anzumerken, dass einzigartige chirurgische Instrumente auf Platinbasis hergestellt werden. Sie können ohne spezielle Reagenzien mit Alkoholbrennern desinfiziert werden. Zahnärzte arbeiten gerne mit Instrumenten, die mit einer dünnen Platinschicht beschichtet sind. Platin-Iridium-Elektroden werden zur Kontrolle des Herzrhythmus und zur Prothetik bei Hörproblemen verwendet.

Aber auch in anderen Bereichen ist die Rolle des „White Metal“ nicht zu übersehen.

So, es ist in der Glasproduktion sehr gefragt... Oder besser gesagt kein Fensterglas, sondern hochwertige optische Gläser. Eine Rhodium-Platin-Verbindung hilft, Glasfaserstempel mit einer Dicke von weniger als 1 mm herzustellen. Es arbeitet seit vielen tausend Stunden bei einer Temperatur von 1400-1500 Grad, die sich in Glasöfen entwickelt.

Tschechisches Eliteglas, das fast sagenhaftes Geld kostet, wird in Platintiegeln hergestellt.

Natürlich kommt die chemische Industrie nicht an einer solchen Substanz vorbei, die gegen Hitze und die ätzendsten Reagenzien so beständig ist. Es wird verwendet, um Tiegel aus Platin, andere Utensilien für Forschungs- und Expertenlabore für besonders saubere Industrien herzustellen.

So genau auf der Basis von Pt einige Geräte herstellen, die bei der Herstellung von Halbleiterkristallen verwendet werdenV. Nur in ihnen ist es möglich, solche Bedingungen zu schaffen, wenn die Konzentration der Verunreinigungen weniger als 1 Atom pro Million beträgt. Auch in Platintiegeln werden Kristalle hergestellt, die für die Herstellung von Lasern und für Kontakte in der Niederstrom-Elektrotechnik notwendig sind.

Dieses Metall geht weiter in:

• Spiegel, die in Lasern verwendet werden;
• Retorten zur Herstellung von Fluss- und Perchlorsäure;
• unlösliche Anoden für Galvanisiergeräte;
• Widerstandsthermometer;
• separate Teile von Mikrowellengeräten;
• Medikamente, die einige Krebsarten unterdrücken;
• Herstellung von Münzen und Insignien, Medaillen und Orden;
• Geräte zur Synthese von Vitaminen und einigen anderen pharmakologischen Präparaten.

Von Anfang an müssen Sie sich auf den Preis konzentrieren. Platin mit identischem Feingehalt ist mindestens dreimal so teuer wie Gold... Außerdem arbeiten nicht so viele Juweliere damit. Die überwiegende Mehrheit dieser Handwerker arbeitet in Westeuropa. Es ist ratsam, sich von dort aus auf Schmuck zu konzentrieren. Vertrauen Sie jedoch nicht dem Preisschild und den Worten der Verkäufer, sondern verlangen Sie offizielle Zertifikate.

Die Zugabe von Kobalt und Ruthenium kann die Lebensdauer des Produkts erhöhen. Mit Iridium versetzter Schmuck kratzt eher, spart aber Geld. Die Auswahl der Stichprobe muss zunächst unter Berücksichtigung Ihrer finanziellen Möglichkeiten erfolgen.

Und noch ein paar Tipps:

• Platin wird optisch mit beliebigen Edelsteinen kombiniert;
• die beste Option (wenn Mittel verfügbar sind) wäre die Kombination mit Diamanten;
• die eingesetzten Steine ​​müssen dem Gesamtkonzept entsprechen;
• gravierte Schriftzüge und Designs können schnell aus der Mode kommen;
• Und natürlich müssen Sie zu einem offiziellen Juwelier gehen und nicht zum ersten Laden, den Sie auf dem Weg treffen, oder zu einem Kiosk mitten in einer Unterführung.

Hier gibt es keine besonderen Anforderungen. Die Reinigung erfolgt in der Regel mit platinspezifischen Reinigungsmitteln. Sie können sie in den meisten Juweliergeschäften kaufen. Manche Leute verwenden ungesättigtes Seifenwasser oder stark verdünntes Ammoniak. Manchmal werden auch flüssige Geschirrspülmittel verwendet; es wird jedoch angenommen, dass Seifen und Gele einen Glanzverlust verursachen.

Sie wird nur von erfahrenen Juwelieren mit spezieller Ausrüstung durchgeführt. Bewahren Sie den Platinartikel getrennt von Schmuck aus anderen Metallen auf. Dies schützt sie vor Verformung, wenn sie mit einem härteren Gegenstand berührt werden.

Der hohe Wert von Platin liegt nicht nur an seinen einzigartigen Eigenschaften, sondern auch an seiner vergleichsweisen Seltenheit. Es wird berechnet, dass selbst in Lagerstätten (wie in der gesamten Erdkruste) die Pt-Konzentration 30-mal geringer ist als die Konzentration von Gold. Von 1828 bis 1845 wurden in unserem Land Platinmünzen hergestellt. Ihr Nennwert betrug 3, 6 und 12 Rubel, und die Gesamtmenge des verbrauchten Metalls überstieg 14 Tonnen. Platin fiel erst 1751 in die Kategorie der Edelmetalle – rund 200 Jahre sind vergangen, seit es in Europa bekannt wurde.

Und in unserem Land haben sie in den ersten 10 Jahren des Bergbaus so viel Platin gewonnen wie in ganz Amerika in den Jahrhunderten vor der Entdeckung der Ural-Lagerstätten. UND in Russland wurden sowohl die größten (in der Regel umgeschmolzenen) als auch die größten der noch vorhandenen Nuggets gefunden. Platin erhielt 1735 den Status eines chemischen Elements, als der Italiener D. Scaliger seine Unlöslichkeit bewies; früher hielt man es für eine einfache Substanz.

Erst 68 Jahre später wurde in England chemisch reines Platin aus dem Erz isoliert. In seiner metallischen Form ist es biologisch völlig neutral. Einzelne Verbindungen (vor allem mit Fluor) können jedoch extrem lebensbedrohlich sein. Und 1867 wurden alle russischen Platinbestände (unmittelbar nach der Aufhebung des Verkaufsmoratoriums) von England gekauft. Aber Schon in den ersten Jahren des 20. Jahrhunderts machte unser Land mindestens 90 % der Weltproduktion aus (weil erst Mitte der 1920er Jahre fantastische Reserven im südlichen Afrika gefunden wurden).

Es ist daher nicht verwunderlich, dass im Mai 1918 ein spezielles Institut für die Erforschung von Platin geschaffen wurde. Heute ist es Teil des Instituts für Allgemeine und Anorganische Chemie. Bestimmte platinhaltige Mineralien enthalten auch Antimon, Arsen oder Schwefel, sind jedoch seltener als Verbindungen mit Metallen. So enthält das im Norden des Krasnojarsk-Territoriums abgebaute Mineral Norilskit 25 % Eisen und 26 % Nickel. Es ist merkwürdig, dass in einer der Stufen der industriellen Herstellung von Platin eine Zuckerlösung verwendet werden kann.

Und die Namen dieses Metalls sind sehr unterschiedlich: Es wird sowohl "fauliges Gold" als auch "Froschgold" genannt. Seine kleinen Kristalle haben eine kubische Form. Anfangs, in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts, wurden in unserem Land Ringe und Reifen für Fässer aus Platin hergestellt. In Bezug auf die elektrische Leitfähigkeit ist dieses Metall Kupfer, Aluminium und Silber unterlegen. Erst bei Temperaturen über 200 Grad beginnt Platin mit Luftsauerstoff zu oxidieren.

Weitere Informationen zu Platin und seinen Eigenschaften finden Sie im Video.